數控車對刀方法及實施

張冬梅

山東鋁業職業學院機械系，山東淄博 255065

數控車床對刀是加工中的重要技能，對刀的準確性決定了零件的加工精度，對刀效率直接影響零件的加工效率，對刀對機床加工操作非常重要。

數控車床開機后，必須進行回零（參考點）操作，其目的是建立數控車床進行位置測量、控制、顯示的統一基準，也就是刀具回到機床原點，機床原點通常在刀具的最大正行程處，它的位置由機床位置傳感器決定。機床回零后，刀具（刀尖）的位置與機床原點的距離是固定不變的，因此，為便于對刀和加工，可將機床回零后刀尖的位置看作機床原點。對刀就是在數控機床的機床坐標系中建立工件坐標系，并使工件坐標系原點與編程原點重合的操作過程。通過試切或非接觸方法測量出機床坐標系中的刀尖編程點距加工原點X和Z方向的距離，并把數值設置到機床參數中，通過程序調用，建立工件坐標系，程序中基點的絕對坐標值就是以建立的工件坐標系的原點為原點的，加工出零件的輪廓。

數控車床上對刀方法很多，工作中常用試切法，下面介紹FANUC-0I數控車床常用對刀方法。

1 測量、輸入刀具偏移量方式

1）用所選刀具試切工件外圓，X向對刀。手動操作模式下，試切外圓，X方向保持不動，刀具沿Z軸方向退出，用游標卡尺測量切出外圓的直徑值α，點擊“OFFSETSETING”鍵進入形狀補償參數設定界面，光標移至刀補X位置，輸入Xα，點軟鍵[測量]，數控系統自動計算出當前刀尖在機床坐標系中X方向的坐標，X方向完成對刀。

2）用所選刀具切削端面，Z向對刀。手動操作模式下，刀具切削工件端面至中心。然后Z方向保持不動，刀具沿X方向退出。進入形狀補償參數設定界面，將光標移到刀具補償Z坐標相應的位置，輸入Z0，按[測量]軟鍵，對應的刀具偏移量自動輸入，對刀完成。此種方法是把加工原點設在工件右端面的圓心上，是一般軸類零件常用的方法。如果是左右對稱零件，需把加工原點設在工件的對稱中心，則輸入Zβ，β為零件軸向長度的一半。

然后根據刀具的幾何尺寸和安裝位置輸入刀尖圓弧半徑R和刀位號T的值，例如：一號刀，刀尖圓弧半徑R=0.8mm，將光標移至R下方1號刀對應的位置，鍵入0.8，在T對應位置輸入刀位號，按“INPUT”輸入，即可用來加工。

2 工件調頭后的Z向對刀

工件調頭后的加工必須保證零件加工后的總體長度，因此必須進行二次對刀，X向同前面對刀方式相同，Z向對刀步驟如下：

切削工件端面至中心，Z方向保持不動，按X正向按鈕，刀具退出。測量工件毛坯Z向總長度記為Z1，工件要求總長度為Z，長度差為Δ=Z1-Z，執行程序之前必須先要把O點設置為加工原點（見圖1），進入形狀補償參數設定界面，將光標移到Z坐標位置，輸入ZΔ，（Δ即為刀尖當前位置在新建工件坐標中的Z坐標值），按[測量]軟鍵，對應的刀具偏移量自動輸入。

3 G92設定工件坐標系

1）用外圓車刀先試車一外圓，測量外圓直徑后，把刀具沿Z軸正方向退出，主軸停轉。記下此時刀具的在機床坐標系中的絕對坐標值X1，同時測量外圓直徑D。

2）切端面到中心，X不動，沿Z向退出，記下此時刀具在機床坐標系中的絕對坐標值Z1；

3）選擇起刀點。起刀點的位置應選在工件之外，如果起刀點設在距離右端面中心X向50mm，Z向50mm處，則起刀點在機床坐標系中的的位置X=X1-D+100.0(直徑編程)，Z=Z1+50.0；

4）調整刀具到起到點。用G92設定的工件坐標系執行程序前必須將刀具調至起到點位置，方法如下：先在手動狀態下移動刀具到接近起刀點位置，再用手輪通過調節倍率達到精確位置；

5）這時程序開頭必須是：G92 X100.0 Z50.0

說明：（1）在執行此指令之前必須先進行對刀，通過調整機床，將刀尖放在程序所要求的起刀點位置上；（2）執行G92指令不會使機床產生任何移動，只是讓系統內部用新的坐標值取代舊的坐標值，從而建立新的坐標系。

當用試切法對刀時，對刀誤差主要來源于試切工件之后的測量誤差和操作過程中目測產生的誤差。減小對刀誤差的主要措施有：態度要嚴謹，操作要仔細，讀數要準確；加工時考慮機床重復定位精度對對刀精度的影響以及刀位點的安裝高度對對刀精度的影響；對刀后還要根據刀具所加工零件的實際尺寸和編程尺寸之間的誤差來修正刀具補償值。

數控車床有多種控制系統，對刀方式有手動對刀、機外對刀儀對刀和自動對刀等。手動對刀采用“試切-測量-調整”的模式，簡單經濟，占用機床時間較長，誤差較大。使用對刀儀可以自動計算各把刀的刀長與標準刀的差值，并將其存入系統中，在加工另外的零件的時候就只需要對標準刀，大大節約了工作輔助時間，并且使用對刀儀對刀可免去測量時產生的誤差，大大提高了對刀精度。自動對刀則是通過刀尖檢測系統實現的，刀尖以設定的速度向接觸式傳感器接近，當刀尖與傳感器接觸并發出信號時，數控系統立即記下該瞬間的坐標值，并自動修正刀具補償值。機外對刀儀對刀和自動對刀雖然輸入參數的原理與手動對刀相似，但測量的原理與方式各不相同，自動化程度高，提高了工作效率。

每一種對刀方法都有其自身的優缺點，操作者可以根據自己的實際需要，靈活運用，這樣會使整個對刀工作即簡單，又能保證加工質量，還大大節省輔助時間，有效地提高生產效率。

[1]BEIJING-FANUC Series0i-TC操作說明書.

[2]顧京.數控機床加工程序編制[M].北京：機械工業出版社，2002.

[3]王建平.數控加工的對刀方法與技巧[J].長沙航空職業技術學院學報，2003(4).