數(shù)控銑床（加工中心）對刀方法的研究與實(shí)踐

摘 要：本文結(jié)合使用數(shù)控銑床、加工中心（采用FUNAC0i-mate數(shù)控系統(tǒng)）的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，控討了幾種常用的數(shù)控銑床（加工中心）的對刀方法。

關(guān)鍵詞：刀位點(diǎn) 工件坐標(biāo)系 對刀方法 調(diào)刀補(bǔ)

中圖分類號：TG547 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）11（b）-0047-01

我們在數(shù)控銑床（加工中心）上自動(dòng)加工零件前，首先一定要確定工件坐標(biāo)系，這個(gè)坐標(biāo)系是編程人員以工件上的某一點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立的一個(gè)坐標(biāo)系，是用來定義工件形狀和刀具相對工件運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)系。那么如何在機(jī)床上確定工件坐標(biāo)系呢，這就是本文所要探討的對刀問題。對刀是數(shù)控銑床（加工中心）加工中的主要操作和重要技能，所謂對刀就是使刀具的刀位點(diǎn)與工件坐標(biāo)系原點(diǎn)重合，也即就是測量工件坐標(biāo)系原點(diǎn)與機(jī)床原點(diǎn)之間的偏移距離（工件坐標(biāo)系原點(diǎn)在以刀位點(diǎn)為參照的機(jī)床坐標(biāo)系里的坐標(biāo)值）。

對刀的方法有很多種，本文以數(shù)控銑床、加工中心（采用FUNAC0I-mate數(shù)控系統(tǒng)）為例介紹幾種常用的對刀方法，本文約定以工件坐標(biāo)系原點(diǎn)在工件上表面中心處為例。

1 用分中棒X、Y方向上的對刀方法

（1）在工作臺上用平口鉗夾好工件，注意裝平、裝正、裝實(shí)的六字原則，還需根據(jù)零件的加工深度確定好工件伸出平口鉗的高度，以免加工中過切平口鉗臺面。

（2）裝夾好分中棒；（分中棒又叫尋邊器，是在CNC數(shù)控加工中，用于精確確定被加工工件的中心位置的一種檢測工具，因?yàn)樯a(chǎn)的需要分中棒有不同的類型，如光電式偏置式等，比較常用的是偏置式。應(yīng)用光電式分中棒分中時(shí)，不需要主軸旋轉(zhuǎn)，精度可達(dá)±0.005 mm，應(yīng)用偏置式分中棒分中時(shí)，主軸以400～600 RPM的速度轉(zhuǎn)動(dòng)）。

（3）屏幕上機(jī)床坐標(biāo)切換為相對坐標(biāo)界面。

1.1 將機(jī)床操作模式切換為“手輪模式”，用手輪方式進(jìn)行對刀

1.2 對X軸分中，具體步驟為

（1）移動(dòng)工作臺，使分中棒通過調(diào)節(jié)X軸工作臺的移動(dòng)速度漸漸靠近并接觸工件左側(cè)面，如果是偏置式分中棒，就看上下棒體是否同心，如果是電子式分中棒，就會(huì)發(fā)出警報(bào)聲及亮警示燈。（2）提刀，并將此時(shí)的X坐標(biāo)值清零（在屏幕上輸入X，按軟鍵[起源]）。（3）同步驟（1），使刀具接觸工件的右側(cè)面，提刀。（4）方法1：算出此時(shí)X坐標(biāo)值除以2的值，并把刀具移至該點(diǎn)，則此時(shí)刀位點(diǎn)所在位置即為工件X向的中點(diǎn)，按MDI鍵盤上的OFFSET SETTING鍵，按軟鍵[坐標(biāo)系]進(jìn)入工件坐標(biāo)系界面，將光標(biāo)移至G54，輸入X0，按軟鍵盤[測量]。

方法2：算出此時(shí)X坐標(biāo)值除以2的值（以a表示），在屏幕上輸入Xa，按軟鍵[預(yù)定]，則相對坐標(biāo)X=0的位置即為工件X向的中點(diǎn)，將刀具移動(dòng)到X坐標(biāo)為零的點(diǎn)，設(shè)置G54的X同方法1。

方法3：算出此時(shí)X坐標(biāo)值除以2的值（以a表示），注意+/-號，同上方法進(jìn)入到G54，輸入Xa，按軟鍵盤[測量]，用這種方法就可以不用將刀具移至工件中心。

（5）按上述步驟和方法對Y軸分中并設(shè)置G54的Y。

2 用紙片X、Y方向上的對刀方法

（1）同1.1。

（2）裝夾好刀具，注意刀具的伸出長度在與工件、夾具不干涉的情況下，盡量伸出來短，以增強(qiáng)刀具的剛性。

（3）紙片對刀方法原理同分中棒對刀原理，要注意的就是。

①在安裝并校正好的毛坯四個(gè)側(cè)面及上表面粘上有油的薄紙片。②使主軸中速旋轉(zhuǎn)（600～800 PRM）。③若銑刀接觸到工件側(cè)面的紙片，紙片會(huì)隨著主軸的旋轉(zhuǎn)而移動(dòng)。

當(dāng)然也可以用一只手調(diào)節(jié)手輪，另一只手不停拉動(dòng)紙片，直到拉動(dòng)紙片時(shí)，紙片上有劃痕或劃破的痕跡，就說明刀具與工件表面已接觸到了，當(dāng)然此種方法刀具是不能旋轉(zhuǎn)的。

3 用Z軸設(shè)定器Z方向?qū)Φ斗椒?/p>

（1）Z軸設(shè)定器有一定高度，一般是50 ～100 mm之間，首先需將Z軸設(shè)定器調(diào)好零位。對刀時(shí)，將Z軸設(shè)定器放在工件上表面上。

（2）移動(dòng)刀具，注意此時(shí)主軸不能旋轉(zhuǎn)，使刀尖漸漸靠近并接觸Z軸設(shè)定器，使表針對“0”，此處我們假定使用的Z軸設(shè)定器高度為50 mm，然后進(jìn)入到G54頁面，輸入Z50，按軟鍵盤[測量]。

4 用滾刀Z方向?qū)Φ斗椒?/p>

我們用一把刀具放在工件上表面上，注意此時(shí)主軸不能旋轉(zhuǎn)，使刀尖漸漸靠近并接觸我們滾動(dòng)放在工件表面上的刀具。此處我們假設(shè)用的是Φ16 mm的刀具，然后進(jìn)入到G54頁面，輸入Z16.，按軟鍵盤[測量]。

5 用紙片Z方向?qū)Φ斗椒?/p>

方法1：我們在工件上表面粘上有油的紙片，此時(shí)刀具用中速旋轉(zhuǎn)，當(dāng)?shù)毒呓佑|工件上表面粘油的紙片，紙片會(huì)隨著刀具的旋轉(zhuǎn)而移動(dòng)，此處我們假設(shè)紙片的厚度為0.1 mm，然后進(jìn)入到G54頁面，輸入Z0.1.，按軟鍵盤[測量]。

方法2：我們在工件上表面放上紙片，此時(shí)刀具不能旋轉(zhuǎn)，用一只手調(diào)節(jié)手輪，另一只手不停拉動(dòng)紙片，直到拉動(dòng)紙片時(shí)，紙片上有劃痕或劃破的痕跡，此處我們假設(shè)紙片的厚度為0.1 mm，然后進(jìn)入到G54頁面，輸入Z0.1.，按軟鍵盤[測量]。

關(guān)于Z向?qū)Φ叮覀円部梢允褂脴?biāo)準(zhǔn)量塊對刀，其原理和方法是相通的。

6 FANUC系統(tǒng)數(shù)控銑床二次對刀的方法

說明：數(shù)控銑床因沒有自動(dòng)換刀功能，只能手動(dòng)換刀，換刀后需重新對刀，但此時(shí)的工件對于機(jī)床來說，X和Y方向的位置是唯一確定的，所以只需對Z向就可以了。這時(shí)分兩種情況。

6.1 原有的對刀基準(zhǔn)沒有被加工情況

換刀后利用上述Z軸對刀方法再次對回原有的對刀基準(zhǔn)面，再進(jìn)行G54工作坐標(biāo)系的Z軸設(shè)定即可。

6.2 原有的對刀基準(zhǔn)已被加工情況

（1）執(zhí)行完一個(gè)加工程序后，勿卸刀，對一輔助基準(zhǔn)面（該輔助基準(zhǔn)面應(yīng)與原有的對刀基準(zhǔn)面平行，但不一定在同一平面上），找出輔助基準(zhǔn)面與原有對刀基準(zhǔn)面的高度差值（即Z向的絕對坐標(biāo)值）并記下該值b，注意+/-號。（2）手動(dòng)換刀（包括卸刀→裝刀）。（3）用換刀后的刀具對輔助基準(zhǔn)面。（4）將光標(biāo)移至G54坐標(biāo)系上，輸入Zb，按軟鍵盤[測量]。

7 結(jié)語

對本文介紹的上述對刀方法，筆者都進(jìn)行了驗(yàn)證，都取得了較好的效果。讀者可根據(jù)其數(shù)控銑、加工中心及加工零件的特點(diǎn)，選擇適合自己的對刀方法。對于任何數(shù)控銑及加工中心系統(tǒng)來說，對刀原理都是相通的，那么對其它數(shù)控系統(tǒng)也具有一定的推廣價(jià)值。

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