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精密制造与自动化2014年第3期

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西门子系统G54、G55双坐标系在端面外圆磨削中的应用

徐鑫

(上海机床厂有限公司上海200093)

摘要介绍了SIEMENS系统中G54、G55双坐标系在端面外圆磨削中的运用，阐述了SIEMENS系统中坐标系的建立和偏置的原理；针对端面外圆磨削的特点，详细介绍了磨削加工程序中的关键步骤；优化端面外圆磨削程序的编写，方便了操作者的使用。

关键词SIEMENS数控系统端面外圆磨削双坐标系坐标系偏置

数控端面磨床是斜砂轮架斜向切入进给的磨床，主要用于磨削带肩胛的轴类零件的端面和外圆。适宜于大批量零件生产的车间使用，也可作为普通外圆磨床来磨削圆柱形或圆锥形的回转体工件。配置MARPOSS或者其他品牌的测量仪，可实现对磨削的闭环控制，自动补偿砂轮修正时砂轮和金刚刀上的磨损量。

1坐标系的建立

1.1机床坐标系

机床坐标系是以机床自身为基准的固有坐标系体系，拥有固定的坐标原点，也称为机床零位。机床零位由机床的生产厂家设定，采用相对编码器的机床在床身上装有回零撞块，配合接近开关完成回零。采用绝对值编码器的机床在需要位置设定完零位后无需再次回零，机床上电后直接处于回零状态，此过程叫做“回参考点”,也是机床坐标系的建立方法。

1.2工件坐标系

z

z机床

Z工件

W

Gs?

M

Y工件

X工件

X机床

图1机床坐标系MCS与工件坐标系WCS

工件坐标系是以装夹好的工件为基准建立起来的坐标系。其X方向上的值直接能反应工件的外径尺寸，其Z方向或Y方向的零点一般取工件工艺图纸上的基准面。建立工件坐标系后，机床在进行磨削加工时可以简单地按照工艺图纸输入尺寸来完成对工件的加工。

1.3端面外圆磨床上工件坐标系的建立

考虑到磨床的特殊性，在磨削时，砂轮是刀具，工件是被加工者；在修整砂轮时，砂轮反过来是被加工者，金刚刀金刚笔是刀具。所以用这个思路来分别建立其G55修整坐标系和G54工件坐标系。

(1)把砂轮修整的起始点定为G55坐标系的原点。在进行砂轮安装或更换金刚笔后的初次砂轮修整对刀时，运行如下程序便可以方便的把修整起始点变成所需要的数值。

修整径向对刀的程序如下：

G55

R75=$P_UIFR[2,Z,TR]R74=$AA_IM[X]

STOPRE

切换到G55坐标系读取Z轴偏置

读取X轴当前机械坐标预读停止

$P_UIFR[2]=CTRANS(X,R74,Z,R75)刷新坐标偏置

G55

R74=0

R75=0M02

R参数清0R参数清0程序结束

修整轴向对刀的程序如下：G55

R76=$P_UIFR[2,X,TR]R77=SAA_IM[Z]

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STOPRE

$P_UIFR[2]=CTRANS(X,R76,Z,R77)G55

R76=0R77=0

M02

以上两个程序可以在对刀完成的位置分别自行调用并运行，也可以通过PLC连接外部按钮进行一键调用运行。执行完这两个程序后，G55修整坐标系就建立完成。在执行修整程序时，只要先走到G55坐标系的零位后沿着砂轮的轮廓走刀就能完成修整过程，简单直观。

(2)把工件的中心轴线以及一个基准端面作为

G54坐标系的原点，也就是通常说的工件坐标系WCS。

在砂轮和金刚笔更换后的多次修整后需要重新对工件径向对刀。对一个已磨光的工件进行对刀，然后在R100参数里输入千分尺测量出的该工件的外径值并运行如下程序：

G54

R71=$P_UIFR[1,Z,TR]R70=$AA_IM[X]

R70=R70-R100/2计算工件外径偏置量

STOPRE

$P_UIFR[1]=CTRANS(X,R70,Z,R71)G54

R70=0

R71=0M02

运行程序后，当发现G54坐标系的径向X轴坐标会变成所测量出来的数值时，也就完成了工件坐标系外径方向的建立。在不更换砂轮金刚刀以及不发生误操作和事故的情况下，这个操作只需要完成一次，不必反复运行。

当每次更换工件种类时，需要重新对轴向端面定位，即需要重新找基准面对工件基准端面进行对刀，运行如下程序：

G54

R72=$P_UIFR[1,X,TR]R73=$AA_IM[Z]

STOPRE

$P_UIFR[1]=CTRANS(X,R72,Z,R73)