该文通过机床西门子840D数控系统用户宏程序功能，并利用系统的宏指令和变量编程，实现立卧式加工中心在不同加工方式下的坐标自动建立；主轴头自动旋转到位；C轴工作台自动回转到位的要求，编制了能自动实现的宏程序。

　　我公司使用西班牙尼古拉斯DIANA MG-20床身式立卧两用加工中心加工车床底座类箱体零件。此机床通过高精度多面体分度铣头，可在工件一次装夹的情况下实现立式和卧式加工，一次装夹完成5面加工，提高效率达到一机两用的效果。机床行程XYZ：2 000mm×1 000mm×1 000mm；C轴为直径1 000mm回转工作台，360度分度；主轴头万能头2.5°一分；C轴回转范围：±180º。

　　加工中存在的问题：此机床虽然加工灵活，但操作者需要找出的坐标系繁多，如果每个面都用寻边器去找坐标，不仅效率低下而且误差大，不能保证加工精度；万能主轴头旋向和C轴转台旋向如果跟坐标系不匹配，还容易出现撞刀或导致工件报废。因此，编制宏程序让机床自动分度计算坐标，是此机床能正常运行的核心。

　　解决思路：①根据机床特性规定加工方式，固定各加工方式下坐标名称及位置。②找出一个基准点，坐标利用宏程序完成其他旋转面坐标的自动计算。③利用宏程序，使主轴头根据坐标系自动判断万能主轴头旋向和C轴自动旋向，并自动分度定位。

　　据此机床的特点，结合本公司产品的特性（矩形箱体），为方便统一后期的加工方式，故规定如图1所示的3种加工模式。

　　为方便后期编程管理，在3种加工模式的基础上，细分规定了8种坐标位置和G代码（见图2、图3和图4），度数均指转台C的旋转度数。由于本公司产品为矩形箱体零件，立加方式下90°和270°加工行程有干涉，故不考虑。

　　首先建立基准原点：在回转台0°时，设矩形工件左下角点为程序基准原点，其余8个坐标均由此点变换得到。各坐标系原点均为立加形式下的XY坐标，各加工方式通过840D系统自带指令“CYCLE800(……)”完成坐标旋转。

　　基准原点XYZ坐标在程序中分别用变量R24、R25、R26表示，当装夹位置变动时，变量可以更改；工件长、宽、高分别用R1、R2、R5表示，当工件大小变动时，变量可以更改；回转台XY坐标分别用R3、R4表示，每台机床有自己的回转中心坐标，变量可以更改。

　　由以上几何关系可知：R24、R25、R5和R3均为负值，因为坐标在坐标轴负方向，所以实际长度取负。各原点及变量示意如图5所示。

　　结合图6，可得到8种状态下各G代码原点XY坐标公式。以G54、G55、G56为例，G54：X＝R24，Y＝R25；G55：X＝－（－R3＋c）＝R3－R25＋R4，Y＝－（－R4＋a）＝R4＋R24－R3；G56：X＝－（－R3－b）＝R24＋R1，Y＝－（－R25）＝R25。

　　通过L8000，L8010两个宏程序，工人只需找出首件工件左下角原点坐标，机床便可自动完成所有坐标计算；主轴分度、C轴分度都自动完成，方便了后期编程；主轴转头和C轴分度盘每次自动停在安全位置，转向安全。对于此类方体零件，编程人员只需按规定坐标系位置进行软件编程，后处理调用此宏程序，便可达到通用目的。经长期加工验证，此方法加工精度高，各加工面位置度好，零件更换操作简单，大幅度提升了机床的性能和加工效率。本文所述坐标系自动计算法与主轴头自动分度法，对各类立卧两用加工中心均具有借鉴作用。

　　本文发表于《金属加工（冷加工）》2021年第1期第96~99页，作者：浙江金火科技有限公司凌忠波。原标题：《立卧两用加工中心坐标自动计算及主轴头自动分度方法》。返回搜狐，查看更多