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傾斜面加工

INCON-M675 支援三種旋轉機構,可以控制刀具與工件間之角度做五軸加工。INCON-M675 提供 G168 實時座標轉換功能,使得在程式空間座標系之程式指令轉換到運動空間,也就是實際的 X、Y、Z、B、C 運動軸的運動,達到五軸加工之目的。

除了 G168 功能之外,INCON-M675 提供傾斜面加工 (Tilt Work Plane) 的功能,使得三軸 (X、Y、Z) 之加工程式,可在空間中之任一平移與旋轉座標系中,作三軸之程式加工,加工者可設定任一空間中的平移旋轉座標系,由 INCON-M675 轉換至運動空間完成任一座標系之三軸加工,當然也包含加工循環 (cancycle)

指令如鑽孔、攻牙等。

 

傾斜面座標系之設定方法

傾斜面座標之定義方式與 G54~G59G54.1 P_ 相同,可將傾斜面座標系之定義值放入 100 組座標系中,由程式中 G158 L_ 指令在程式中指定座標系。

控制器在狀態視窗中顯示控制器目前之狀態,其中 G169G168G158 這三種狀態為互斥狀態,在程式中由 G169G168G158 指令做程式座標與運動空間之控制。如下圖所示,如於 G158 模式下,控制器狀態視窗中之 G158 項目會閃爍並且同時顯示當前組別之 L 值。

M675 狀態視窗-1     M675 狀態視窗-2

 

這 100 組傾斜面座標系可由以下方式設定:

  1. 直接由"使用者參數G158 座標偏移"開啟"G158 座標偏移對話盒"設定。
  2. 由手動對話盒配合手動操作來設定座標系。
  3. 在程式中或 MDI 對話盒中直接下 G158 指令。

 

G158 指令

G158 指令主要啟動 G158 的傾斜面座標轉換功能,使控制器進入 G158 模式,詳細包含三部分之功能與動作,依序為:

  1. 將刀具拉起至安全位置。
  2. 指定並設定座標系。
  3. 將兩個旋轉軸旋轉,使刀具方向在新座標系之 Z 方向,也就是新座標系之法線方向。 

 

G158 指令格式

格式: G158 L_ P_ Q_ R_ X_ Y_ Z_ A_ B_ C_ U_ V_ W_

除了 L_ 外,其餘各值若不寫則表示其值為 0 ; L_ 若不指定,則沿用原座標系組別。

L_: 指定座標系組別 (0~99)。

例如:

G158

; 啟動傾斜面加工控制,進入 G158 模式

; 保持使用原座標系組別

G158 L5

; 啟動傾斜面加工控制,進入 G158 模式

; 選用第五組座標系

G158 L

; 啟動傾斜面加工控制,進入 G158 模式

; 選用第 0 組座標系

Q_ R_: 指定刀具之抽取。

其中 Q_ 值可指定抽取方式:

0

:

不抽取。

1

:

沿原刀具方向向後抽起至單軸之極限。(此項在 X、Y、Z 軸之軟體極限皆有設定之情況下才有效)

2

:

沿原刀具方向向後抽起至所有軸之極限。(此項在 X、Y、Z 軸之軟體極限皆有設定之情況下才有效)

3

:

沿原刀具方向向後抽起至 R_ 所指定之距離。R_ 通常為正值。(此項在 X、Y、Z 軸之軟體極限皆有設定之情況下才有效)

4

:

沿 Z 方向向正方向抽起至極限。

5

:

沿 Z 方向向正方向抽起至 R_ 所指定之距離。

例如:

G158 L5

; 選用第五組座標系,不做抽取動作

 

G158 L5 Q1

; 選用第五組座標系,刀具退到極限

 

G158 L5 Q5 R20.

; 選用第五組座標系,Z 軸向上 20mm

 P XXXXX: 指定座標系

X_ Y_ Z_ A_ B_ C_ U_ V_ W_: 配合 P XXXXX 值之座標系設定值。

P XXXXX: 指定座標系

座標系的設定是由平移→旋轉→平移方式得到最終之座標系。

  1.  X_ Y_ Z_: 指定第一道之平移。
  2. A_ B_ C_: 指定旋轉值,若非特別指定,單位為角度,旋轉方式是由 2 旋轉模式指定,旋轉的順序是由 1 旋轉順序指定。
  3. U_ V_ W_: 指定旋轉後以新座標系再平移之值。

旋轉順序與座標系設定模式

旋轉模式共有以下 4 種:

0

:

不旋轉,無效果。

1

:

由旋轉順序指令做由 A_ B_ C_ 值所指定之角度值做三次旋轉。

2

:

由直接角指定新座標系。

3

:

由法向量指定新座標系。

4

:

由投影角指定新座標系。

1. 旋轉模式 1: 由 A_ B_ C_ 值所指定之角度值做三次旋轉。

此旋轉模式依序指定三次旋轉,次序在後之旋轉是基於最後的座標系再旋轉。每一次的旋轉可繞 X 軸或 Y 軸或 Z 軸旋轉,因此可能有 81 種旋轉方式,但基於尤拉 (Euler) 旋轉定理,旋轉軸不重複方可定義任何旋轉,因此有 12 種旋轉可定義出任何旋轉。

此三次旋轉由旋轉順序指定,A 是第一,B 是第二,C 是第三。旋轉順序是二位數的 10 進位數,轉換成 2 進位數後,每兩位數指定一個旋轉方式。

XX

XX

XX

#3

#2

#1

 

 

00 不旋轉

01 繞 X 軸旋轉

10 繞 Y 軸旋轉

11 繞 Z 軸旋轉

#1

第一個旋轉,由 A_ 值指定。

#2

第二個旋轉,由 B_ 值指定。

#3

第三個旋轉,由 C_ 值指定。

例如:

先繞 X 軸再繞 Y 軸再繞 Z 軸為

11 10 01

=

57

先繞 Z 軸再繞 Y 軸再繞 X 軸為

01 10 11

=

27

先繞 X 軸再繞 Z 軸再繞 Y 軸為

10 11 01

=

45

先繞 Y 軸再繞 Z 軸再繞 X 軸為

01 11 10

=

30

先繞 Z 軸再繞 Y 軸再繞 Z 軸為

11 10 11

=

59

先繞 Z 軸再繞 X 軸再繞 Z 軸為

11 01 11

=

55

第二個旋轉是由第一個旋轉後之座標系為基礎之旋轉,第三個旋轉也是由第二個為基礎之旋轉。

例如: G158 L1 P10157 X2. Y0. Z10. A20 B20 C-30 U0 V10 W0 指定新座標系為先平移 X2 Y0 Z10,再繞 X 軸旋轉 20 度,再繞 Y 軸旋轉 20 度,再繞 Z 軸旋轉 -30 度,最後以旋轉後的座標系再平移 UVW 所指定之 X 方向 0、Y 方向 10、Z 方向 0

P10157

2. 旋轉模式 2: 直接角指定。

A_ B_ C_ 值直接指定運動軸之角度,若是 AC 軸機構形式,則由 A_ 值與 C_ 值來指定,若是 BC 軸機構形式,則由 B_ 值與 C_ 值來指定。通常於此模式下,旋轉軸都會選擇要作動,作動後由主軸垂直於新座標系之 XY 平面。若需再旋轉 XY 平面,則需再加一行指令。範例如下:

G158 L3 P10200 X0 Y0 Z10 A0 B20 C45 U0 V0 W0

G158 L3 P01159 X0 Y0 Z0 A0 B0 C10 U0 V0 W0

; 用增量再將 XY 平面轉 10 度

3. 旋轉模式 3: 法向量指定。

由 A_ B_ C_ 值形成一個向量,此向量即刀具之方向,亦為新座標系之法向量,此座標系若需再做一個 XY 平面之旋轉,可參考直接角指定之範例做旋轉。

4. 旋轉模式 4: 投影角指定。

A_ 值指定新座標系之 XY 平面與正 X 軸所形成之投影角,B_ 值指定新 XY 平面與 Y 軸所形成之投影角,此時新座標系之 X 軸落在原座標系之 XZ 平面上 (y = 0 之平面),此時 C_ 值指定最後之新 XY 平面再轉之角度值。範例如下:

範例一:

G158 P10400 X0 Y0 Z0. A20. B30. C0 U0 V0 W0

範例二:

G158 P10400 X0 Y0 Z0 A20. B30. C15. U0 V0 W0

P10400

 

座標系增量/絕對設定

P_ 值之四位數值指定座標系是否新指定,亦或由原座標系值由此行指令再加上指定之新平移旋轉值,形成新座標系,以下兩組範例所指定之效果相同。

G158 P00159 X-20 Y30 Z40 A10 B20 C30

G158 P00159 X-20 Y30 Z 40

G158 P01159 A10 B20 C30

相同。

作動旋轉軸

若該值為 1,則旋轉軸會旋轉,使刀具平行於新座標系之 Z 方向,若該值為 0 則不作動。

 

G158 座標偏移對話盒

"使用者參數→G158 座標偏移"可開啟"G158 座標偏移對話盒"對話盒,由此對話盒可設定 0~99 共 100 組之 G158 座標系。

G158 座標偏移對話盒

每一組都有 X_ Y_ Z_ A_ B_ C_ U_ V_ W_ 之值,若是由 G158 指令或手動對話盒所設定之結果,由控制器計算出等效之 X_ Y_ Z_ A_ B_ C_ U_ V_ W_ 值。

若是機構為 AC 軸之機器,則相當於以下指令:

G158 P00155 X_ Y_ Z_ A_ B_ C_ U_ V_ W_

若是機構為 BC 軸之機器,則相當於以下指令:

G158 P00159 X_ Y_ Z_ A_ B_ C_ U_ V_ W_


在手動模式下設定 G158 偏移

在手動模式下可利用手動方式直接移動運動軸向,再將想要之 G158 平移旋轉值教導設定至對應之偏移組別中。

手動控制對話盒

進入手動模式前須先用 MDI 之方式輸入 G158 L_,以進入 G158 模式並且選取所要設定之偏移組別,再按 F4 進入手動模式,此時可利用單動、寸動、手輪移動 X、Y、Z、B(A)、C 軸,再利用以下方式來設定欲設定之座標系平移旋轉值。

    • 設定平移值: 利用 ALTCTRLSHIFT 再加上 X、Y、Z 可設定平移值,這部分與原來設定 G54 之方式相同,因現在為 G158 模式,因此偏移量將設入 G158 之偏移表之 X、Y、Z 值中。另外,偏移表中的 U_V_W_ 值會同時被設為 0。
    • 設定旋轉值: 在 G158 之偏移表中有 A_B_C_ 值,代表 P00159 (BC 軸機構形式)或 P00155 (AC 軸機構形式)之等效旋轉值。先以手動方式移動 B(A) 軸與 C 軸,使得刀具方向就是所要設定之新座標系之 Z 方向,也就是刀具垂直於新座標系之 XY 平面,就位後,按下 ALT+B (BC 軸機構形式)或 ALT+A (AC 軸機構形式),此時偏移表中之 A_ B_ 值即會自動填入適當之值。

此時在新座標系中需再繞著 Z 軸旋轉,用手動方式移動 X、Y,此時刀尖點位置 X、Y 不是在 (0,0) 位置。若按 ALT+C,則表示當前之 X、Y 位置是新座標系之正 X 軸方向位置,控制器會將偏移表中之 C_ 值設入。

同樣在移動 X、Y 之後,按下 SHIFT+C 時會出現對話盒輸入角度值,使當前的 X、Y 位置是在新座標系的角度值位置。

C 軸程式位置對話盒

以上述方式設定偏移表中的 A_B_C_ 值時,偏移表中的 U_V_W_ 值也會同時被設為0。

    • 設定再平移值: 利用 ALTCTRLSHIFT 再加上 U、V、W 可設定偏移表中的 U_V_W_ 平移值,使用目前的 X、Y、Z 程式座標位置分別為 0 (ALT)、1/2 (CTRL)、輸入對話盒之值 (SHIFT)。此項設定通常在設定第一平移值與旋轉值後再設定。

最後請注意,離開手動對話盒時如按 ENTER 離開,則方才設定之值會被設定儲存於偏移表中,若是按 ESC 離開,則偏移表中之值仍會保留進入手動對話盒前之原值。

文件動作