數控車床前對刀原理及對（duì）刀方法
數控車床前對刀原（yuán）理及對刀（dāo）方法：對（duì）刀是數控加工中的（de）主（zhǔ）要（yào）操作和重要技能。在一定條件下，對刀的精度可以決定零件的加工精度，同時，對刀效率還直接影響數控加工效率。 僅僅知道對刀（dāo）方法是不夠的，還要（yào）知道數控係統的各種對刀設置方式，以及這些（xiē）方式在加工程（chéng）序中的調（diào）用方法，同時（shí）要知（zhī）道各種對刀（dāo）方式的優缺點、使用條（tiáo）件（下麵的論述是以FANUC OiMate數控係統為（wéi）例）等。
1. 為（wéi）什麽要對刀（dāo）       

一般來說，零件的數（shù）控加（jiā）工編程和上機床加工是分開（kāi）進行的。數控（kòng）編程員根據零件的設計圖紙（zhǐ），選定一個方便編程的（de）坐標係及其原點，我們稱之為程序坐標係和程序原點。程序原點一般與零（líng）件（jiàn）的工藝基準或設計（jì）基準（zhǔn）重合，因此又（yòu）稱作工件原（yuán）點。

數控車床通電（diàn）後，須進行回零（參考點）操作，其目的（de）是（shì）建立數控車床進行位置測量、控製、顯示的統一基準，該點就是所謂的機床原點，它的位置由機床位置傳感器決定。由於機床回零後，刀具（刀（dāo）尖）的位置距離機床原點是固定不變（biàn）的，因此，為便於對刀和加工，可將機床回零後刀尖的位置看作機床原點（diǎn）。

在圖1中，O是程序原（yuán）點，O'是（shì）機床回零後（hòu）以（yǐ）刀尖位置為參照的機床原點。

編程員按程序（xù）坐標係中的坐標數據編製刀（dāo）具（刀尖）的運行軌跡。由於（yú）刀尖的初始位（wèi）置（機床原點）與程序原點存（cún）在（zài）X向偏移距離和Z向（xiàng）偏（piān）移距離，使得實際的刀尖位置與程序指令的位置（zhì）有同樣的偏移距離，因（yīn）此，須將該距離測量出來並設置進數控係統，使係統據此調整刀尖的運動軌跡。

所謂對刀，其實質就是側量程序原點（diǎn）與機（jī）床原點之間的偏（piān）移距離並設置程序原點在以刀尖為參照的（de）機床坐標係裏的坐標。

2. 試切對刀原理

對刀的（de）方法有很多種，按對刀的精度可分為粗略對刀和精確對（duì）刀；按是否采用對刀儀可（kě）分為手動對刀和自動對刀；按是否（fǒu）采用基（jī）準刀，又可分為絕對對刀和相對對刀等。但無（wú）論采用哪種對刀方式，都離不開試切對（duì）刀，試切對刀是根本的對刀方法。

以（yǐ）圖2為例，試切對刀步驟如下：

①在手動操作方式下，用所選（xuǎn）刀具在（zài）加工餘量範圍內試切工件外圓，記下此時顯示屏中的X坐標值，記為Xa。（注意（yì）：數控車床顯示和編程的X坐標一般為直徑值（zhí））。

②將（jiāng）刀具沿（yán）＋Z方向退回到（dào）工件端麵（miàn）餘量處（chù）一點（假定為α點）切削端麵，記錄此時顯示屏中的（de）Z坐標值，記（jì）為Za。

③測量試切後的工件外圓直徑，記為φ。

如果程序原點O設在工件端麵（一般必須是已經精加工（gōng）完畢的端麵（miàn））與回轉中心的交點，則程序原點O在機床坐標係中的坐標為

Xo＝Xa-φ(1）

Zo＝Za

注意：公式（shì）中（zhōng）的坐標值均為（wéi）負值。將Xo、Zo設置 進數控係統即（jí）完成對刀設置。

3. 程序原（yuán）點（工件原點）的設置方式

在FANUC數控係統中，有以下幾種設置程序原點的方式：①設置刀具偏（piān）移量（liàng）補償（cháng）；②用G50設（shè）置刀具起點；③用G54~G59設置程序原點；④用“工件移”設（shè）置程序原點。

程序原點設置是對刀不可缺少的（de）組成部分。每種設置方法有不同（tóng）的編（biān）程使用（yòng）方式、不同的應用（yòng）條（tiáo）件（jiàn）和不同的工作效率。各種設置方式可以組合（hé）使用。

（1)設置刀具偏移量補償車床的刀（dāo）具補償（cháng）包括刀具的“磨損量”補償參數和“形狀”補償參（cān）數，兩者之和構成車刀偏移量補（bǔ）償參數。試切對（duì）刀獲得的偏移一般設置在“形狀”補償參數中（zhōng）。

試切對刀並設置刀偏步驟如下： ①用外（wài）圓車刀試車-外圓，沿＋Z軸退出並保持X坐標不變。

②測量（liàng）外（wài）圓直徑，記為φ。

③按“OFSET SET”（偏移（yí）設置）鍵→進入“形狀”補償參數設定界麵→將光標（biāo）移到與刀位號相對應的位置後，輸人Xφ（注意：此處的φ代表直徑值，而不是一符號（hào），以下同），按“測（cè）量”鍵，係統自（zì）動按公式（1)計算出X方（fāng）向刀具偏移量（如圖（tú）3所示）。

注意：也可在對應位置處直接輸人經計算或從顯示（shì）屏（píng）得到的數值，按“輸人”鍵（jiàn）設（shè）置。④用（yòng）外圓車刀試車工（gōng）件端麵，沿＋X軸退出並保持Z坐標不變。

⑤按“OFSET SET”鍵→進人“形狀（zhuàng）”補償參數設定界麵→將光標移（yí）到（dào）與刀位號相對應的位置後（hòu），輸人Zo，按“測量”鍵（jiàn），係統自動按公（gōng）式（1)計算出Z方向刀具偏移量。同樣也可以自行“輸入”偏移量。

⑥設置的刀具偏移量（liàng）在數控程序中用T代碼（mǎ）調用。

這種方式（shì）具（jù）有易（yì）懂、操作簡單、編（biān）程與（yǔ）對刀可以完全分開進行等優點。同時，在各種組合設置方式中都會用到刀偏（piān）設置，因此（cǐ）在對刀中應用為普遍。

(2）用G50設置（zhì）刀具起點

①用外圓車刀試車一（yī）段外圓，沿＋Z軸退至端麵（miàn）餘量內的一點（假定為a點）。

②測量外圓直徑，記（jì）為φ。

③選擇“MDI”（手動（dòng）指令輸入）模（mó）式，輸（shū）人GO1 U一φF0. 3，切端麵到中心（程序（xù）原點）。

④選擇“MDI”模式，輸人G50 X0 ZO,按“啟（qǐ）動”按鈕。把刀（dāo）尖當前位置設為機（jī）床坐標（biāo）係中的（de）坐標（0,0），此時程序原點與機床原點（diǎn）重合。

⑤選擇“MDI”模式，輸入GO X150 2200，使刀尖移動到起刀點。該點為刀具離開工件、便於換刀的（de）任意位置，此處假設為b點，坐標（biāo）為（1.50、200)。

⑥加工程序的開（kāi）頭必須是G50 X150 2200，即（jí）把（bǎ）刀尖所在位置設為機（jī）床坐標係的坐標(150,200)。此時刀尖（jiān）的程序坐標（150，200)與刀尖的（de）機床坐標（biāo）（150，200)在同一位置，程序原（yuán）點仍（réng）與機床原點重合。

⑦當用G50 X150 2200設置（zhì）刀具起點坐標時，基準刀（dāo）程序起點位置和終點位置必須相同，即（jí）在程序結束前，需用指（zhǐ）令GO X150 2200使基準刀具（jù）回到同一（yī）點，才（cái）能保證重複加工不亂刀。

⑧若用第二參考點G30，並（bìng）在數控係統的參數裏將第二參考點設為起刀點位置，能保證（zhèng）重複加工不亂刀，此時程序開頭為：G30 UO WO; G50 X150 Z200。

⑨若不用上述③、④、⑤步驟中的GO1 U~φF0.3、G50 XO ZO.GO X150 2200指令來獲得起刀（dāo）點位置，也可用下述公式計算指定起刀點在機床坐標係（xì）（顯示屏）中的坐標：

Xb=Xa-φ＋150（2)              Zb=Za+200

然後用點動（dòng）或脈衝操（cāo）作，使刀尖移動到（Xb，Zb）位（wèi）置。

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芒果视频污數機械製造有限公司  技術中心  供稿

2011年9月16日