數(shù)控車床準確對刀辦法總結(jié)，高級車工就從這兒開端！

UG數(shù)控編程 3月9日

本文中首先介紹了數(shù)控車床常用的“試切對刀法”的原理及對刀思路；接著，介紹了華中世紀星車削數(shù)控體系的四種手動試切對刀辦法；為改善其對刀精度，依據(jù)“主動試切→丈量→差錯補償”的思路，規(guī)劃出了用程序控制的主動試切法，并總結(jié)介紹了四種準確對刀辦法

一、 數(shù)控車床對刀法的原理及對刀思路

深入理解數(shù)控車床的對刀原理關(guān)于操作者保持清晰的對刀思路、熟練掌握對刀操作以及提出新的對刀辦法都具有指導意義。對刀的實質(zhì)是確定隨編程而變化的工件坐標系的程序原點在僅有的機床坐標系中的方位。對刀的主要工作是取得基準刀程序起點的機床坐標和確定非基準刀相關(guān)于基準刀的刀偏置。本文作以下約定來說明試切法對刀的原理與思路：運用華中世紀星教學型車削體系HNC-21T（應(yīng)用軟件版本號為5.30）；以工件右端面中心為程序原點，用G92指令設(shè)定工件坐標系；直徑編程，程序起點H的工件坐標為（100，50）；刀架上裝四把刀：1號刀為90°外圓粗車刀、2號基準刀為90°外圓精車刀、3號刀為堵截刀、4號刀為60°三角螺紋刀（全文所舉實例均與此相同）。

如圖1所示，基準刀按照“手動試切工件的外圓與端面，別離記載顯現(xiàn)器（CRT）顯現(xiàn)試切點A的X、Z機床坐標→推出程序原點O的機床坐標→推出程序起點H的機床坐標”的思路對刀。依據(jù)A點與O點的機床坐標的聯(lián)系：XO= XA－Φd，ZO =ZA，可以推出程序原點O的機床坐標。再依據(jù)H相關(guān)于O點的工件坐標為(100,50)，最終推出H點的機床坐標：XH=100－Φd，ZH= ZA+50。這樣樹立的工件坐標系是以基準刀的刀尖方位樹立的工件坐標系。

如圖2所示，因為各刀裝夾在刀架的X、Z方向的伸長和方位不同，當非基準刀轉(zhuǎn)位到加工方位時，刀尖方位B相關(guān)于A點就有偏置，本來樹立的工件坐標系就不再適用了。此外，每把刀具在運用進程中還會呈現(xiàn)不同程度的磨損，因而各刀的刀偏置和磨損值需求進行補償。取得各刀刀偏置的根本原理是：各刀均對準工件上某一基準點（如圖1的A點或O點），因為CRT顯現(xiàn)的機床坐標不同，因而將非基準刀在該點處的機床坐標通過人工核算或體系軟件核算減去基準刀在相同點的機床坐標，就得到了各非基準刀的刀偏置。

受多種要素的影響，手動試切對刀法的對刀精度非常有限，將這一階段的對刀稱為大略對刀。為得到愈加準確的成果，如圖3所示，加工前在零件加工余量范圍內(nèi)規(guī)劃簡略的主動試切程序，通過“主動試切→丈量→差錯補償”的思路，重復修調(diào)基準刀的程序起點方位和非基準刀的刀偏置，使程序加工指令值與實踐丈量值的差錯到達精度要求，將這一階段的對刀稱為準確對刀。因為保證基準刀程序起點處于準確方位是得到準確的非基準刀刀偏置的前提，因而一般批改了前者后再批改后者。

歸納這兩個階段的對刀，試切法對刀的根本操作流程如下：用基準刀手動試切得到對刀基準點的機床坐標→人工核算或主動取得各非基準刀的刀偏置→基準刀處于大概的程序起點方位→基準刀重復調(diào)用試切程序，丈量尺度后，以步進或MDI辦法移動刀架進行差錯補償，批改其程序起點的方位→非基準刀重復調(diào)用試切程序，在原刀偏置的基礎(chǔ)上批改刀偏置→基準刀處于準確的程序起點不動。

二、幾種大略對刀辦法小結(jié)

下述每種辦法的對刀準備工作均相同：在體系MDI功能子菜單下按F2鍵，進入刀偏表；用▲、鍵移動藍色亮條到各刀對應(yīng)的刀偏號方位，按F5鍵；將刀偏號為#0000、#0001、#0002、#0003、#0004的X偏置、Z偏置的數(shù)據(jù)均批改為零，再按下F5鍵。

1. 選定基準刀為規(guī)范刀，主動設(shè)置刀偏置法

如圖1、圖4所示，對刀進程如下：

1)用▲、鍵移動藍色亮條對準2號基準刀的刀偏號#0002方位處，按F5鍵設(shè)置2號刀為規(guī)范刀具，則所內(nèi)行變成赤色亮條。

2)用基準刀試切工件右端面，記載試切點A的Z機床坐標；試切工件外圓，記載A點的X機床坐標，退刀后停車，丈量已切削軸段外徑ΦD。

3)基準刀按記載值通過“點動+步進”辦法重回A點，在刀偏表的試切直徑和試切長度欄內(nèi)別離輸入ΦD和零。

4)退刀，挑選非基準刀的刀號手動換刀，讓各非基準刀的刀尖別離在主軸滾動下通過“點動+步進”辦法目測對準A點，然后別離在相應(yīng)刀偏號的試切直徑欄和試切長度欄內(nèi)輸入ΦD和零，則各非基準刀的刀偏置會在X、Z偏置欄處主動顯現(xiàn)。

5)基準刀重回A點后，MDI運轉(zhuǎn)“G91 G00/或G01 X[100-ΦD] Z50”，使其處于程序起點方位。

2、將基準刀在對刀基準點處坐標置零，主動顯現(xiàn)刀偏置法

如圖1、圖5所示，對刀進程如下：

1)與前述進程（2）相同。

2)基準刀按記載值通過“點動+步進”辦法重回試切點A。

3)在圖4界面按F1鍵“X軸置零”，按F2鍵“Z軸置零”，則CRT顯現(xiàn)的“相對實踐坐標”為（0，0）。

4)手動換非基準刀，使其刀尖目測對齊A點，這時CRT上顯現(xiàn)的“相對實踐坐標”的數(shù)值，便是該刀相關(guān)于基準刀的刀偏置，用▲、鍵移動藍色亮條到非基準刀的刀偏號，別離將其記載并輸入到相應(yīng)方位。

5)與前述進程（5）相同。

3、多刀試切外圓軸段，人工核算取得刀偏置法

如圖6所示，體系在手動狀態(tài)下對好1、2、4號刀，并切出一個臺階軸，別離記載各刀切削結(jié)尾（如圖6中F、E、D點）的機床坐標，并丈量各段的直徑和長度。換3號堵截刀，切一退刀槽，以堵截刀的右尖點對刀，記載B點坐標，丈量圖示的ΦD3和L3。取得了上述數(shù)據(jù)后，依據(jù)各刀對應(yīng)的F、E、D、B點與程序原點O的坐標增量聯(lián)系，可知基準刀的程序起點的機床坐標為（ X2-ΦD2+100，Z2-L2+50）；并且可以推出各非基準刀對應(yīng)程序原點的機床坐標并通過人工核算取得刀偏置，核算辦法如表1所示，將記載值和核算值填入相應(yīng)空格處。這兒要注意：試切長度是指工件坐標零點至試切結(jié)尾之間Z方向的有向間隔，按坐標軸方向確定正、負方向。

此法試切進程簡略，省去了目測對齊試切點的進程，但刀偏置需求人工核算取得。如果將含核算公式的核算表打印出來，數(shù)值填入其對應(yīng)空格內(nèi)核算，就能很快算出刀偏置。

4、世紀星車削數(shù)控體系，多刀主動對刀法

上述對刀辦法均為相對刀偏法。HNC-21T通過專業(yè)人員進行參數(shù)的設(shè)定和體系調(diào)試，還可以讓用戶挑選“刀偏法”對刀。刀偏法在加工程序編制上與前述相對刀偏法略有不同，不必要用G92或G54樹立工件坐標系，也不必取消刀補，實例可拜見程序O1005。其對刀進程如下：體系回零后，如圖6所示，讓各刀別離手動試切一圓柱段，丈量直徑與長度尺度后，按圖7所示填入在各刀對應(yīng)刀偏號的試切直徑于試切長度欄內(nèi)，依據(jù)在“多刀試切外圓軸段，人工核算取得刀偏置法”中敘述的原理，體系軟件能主動算出各刀對應(yīng)程序原點的機床坐標，從而到達主動對刀的意圖。這種對刀辦法利，特別適合于工業(yè)生產(chǎn)。

5、幾種準確對刀辦法小結(jié)

準確對刀階段總的思路是“主動試切→丈量→差錯補償”。差錯補償分兩種狀況：關(guān)于基準刀MDI運轉(zhuǎn)或步進移動刀架補償其程序起點方位；關(guān)于非基準刀補償其刀偏置或磨損值。為避免記載紊亂，規(guī)劃表2所示的表格記載并核算數(shù)值。

1. 基準刀批改程序起點方位后，再獨自修調(diào)各非基準刀刀偏置法

如圖3所示，對刀進程如下：

1)基準刀處于大略對刀后的程序起點方位，將各非基準刀刀偏置輸入到刀偏表的相應(yīng)方位。

2)調(diào)用加工ΦD2×L2的O1000程序試切。

3)丈量切削軸段的直徑與長度，與程序指令值比較，求出差錯。

4)步進移動或MDI運轉(zhuǎn)差錯值，修調(diào)程序起點方位。

5)依據(jù)丈量尺度，動態(tài)批改O1000程序下劃線的指令數(shù)值并保存程序，重復進程(2)、(3)，直至基準刀程序起點被批改在精度答應(yīng)范圍內(nèi)停止，記載批改后程序起點的機床坐標并將坐標置零。

6)別離調(diào)用O1001（1、4號刀）、O1002（3號刀）程序試切，丈量各段直徑ΦDi和長度Li（i=1，4，3）。

7)按表3所示辦法進行差錯補償。

8)重復進程(6)至進程(7)，直至加工差錯在精度范圍內(nèi)，基準刀停在程序起點方位不再移動。

2. 各刀別離修調(diào)程序起點方位法

此法的對刀原理為：各刀均批改其程序起點方位，從而直接保證對準同一程序原點方位。

如圖3所示，對刀進程如下：

1) 2號基準刀處于大略對刀后的程序起點方位，且將各非基準刀刀偏置記載后均批改為零。

2)至(5)步與種準確對刀辦法的同序號的對刀進程相同。

6)別離換非基準刀，把大略對刀記載的刀偏置當作非基準刀程序起點的相對坐標，調(diào)用O1000程序試切，別離丈量各段直徑ΦDi和長度Li（i=1，4，3），與程序指令值比較，求出差值。

7)步進移動或MDI運轉(zhuǎn)刀架進行差錯補償，別離修調(diào)各非基準刀的程序起點方位。

8)重復進程（6）和（7），直至各非基準刀程序起點的方位在精度答應(yīng)范圍內(nèi)停止。

9)將CRT顯現(xiàn)的相對坐標當作新刀偏置，輸入到刀偏表的對應(yīng)刀偏號的X、Z偏置欄內(nèi)。此法簡略便利，批改的刀偏置直接由CRT顯現(xiàn)的機床相對坐標得到，避免了人工核算的失誤，對刀精度較高。

3. 修調(diào)基準刀程序起點方位后，再一起修調(diào)全部非基準刀刀偏置法

此辦法與種準確對刀辦法根本相同，僅有不同之處在于進程(7)中調(diào)用的程序是一起調(diào)用了三把刀加工的O1003程序（O1004去掉2號刀加工段為O1003程序），其余進程相同。

6、四把刀一起修調(diào)法

如果選用相對刀偏法大略對刀，先將得到的各非基準刀的刀偏置輸入到刀偏表的相應(yīng)方位，運轉(zhuǎn)四把刀加工的O1004程序，別離丈量各段直徑ΦDi和長度Li（i=2，1，4，3），求出加工差錯。對基準刀，以MDI運轉(zhuǎn)或步進移動刀架補償差錯值，修調(diào)程序起點方位；對非基準刀，一方面在原刀偏置的基礎(chǔ)上批改刀偏置，將新的刀偏置從頭輸入到刀偏表的X、Z偏置欄內(nèi)；另一方面還應(yīng)將基準刀的加工差錯填入到該行的磨損欄內(nèi)。如果選用刀偏法大略對刀，調(diào)用O1005程序試切，將各刀的加工差錯補償在其對應(yīng)刀偏號的磨損欄內(nèi)。