數(shù)控車床精確對刀方法總結(jié)，高級車工就從這里

數(shù)控車床準(zhǔn)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(jì)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(cuò)補(bǔ)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(zhǔn)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(dǎo)意義。對刀的實(shí)質(zhì)是確定隨編程而變化的工件坐標(biāo)系的程序原點(diǎn)在僅有的機(jī)床坐標(biāo)系中的方位。對刀的主要工作是取得基準(zhǔn)刀程序起點(diǎn)的機(jī)床坐標(biāo)和確定非基準(zhǔn)刀相關(guān)于基準(zhǔn)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(yùn)用華中世紀(jì)星教學(xué)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(diǎn)，用G92指令設(shè)定工件坐標(biāo)系；直徑編程，程序起點(diǎn)H的工件坐標(biāo)為（100，50）；刀架上裝四把刀：1號刀為90°外圓粗車刀、2號基準(zhǔn)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(shí)例均與此相同）。

如圖1所示，基準(zhǔn)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(diǎn)A的X、Z機(jī)床坐標(biāo)→推出程序原點(diǎn)O的機(jī)床坐標(biāo)→推出程序起點(diǎn)H的機(jī)床坐標(biāo)”的思路對刀。依據(jù)A點(diǎn)與O點(diǎn)的機(jī)床坐標(biāo)的聯(lián)系：XO= XA－Φd，ZO =ZA，可以推出程序原點(diǎn)O的機(jī)床坐標(biāo)。再依據(jù)H相關(guān)于O點(diǎn)的工件坐標(biāo)為(100,50)，最終推出H點(diǎn)的機(jī)床坐標(biāo)：XH=100－Φd，ZH= ZA+50。這樣樹立的工件坐標(biāo)系是以基準(zhǔn)刀的刀尖方位樹立的工件坐標(biāo)系。

如圖2所示，因?yàn)楦鞯堆b夾在刀架的X、Z方向的伸長和方位不同，當(dāng)非基準(zhǔn)刀轉(zhuǎn)位到加工方位時(shí)，刀尖方位B相關(guān)于A點(diǎn)就有偏置，本來樹立的工件坐標(biāo)系就不再適用了。此外，每把刀具在運(yùn)用進(jìn)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(jìn)行補(bǔ)償。取得各刀刀偏置的根本原理是：各刀均對準(zhǔn)工件上某一基準(zhǔn)點(diǎn)（如圖1的A點(diǎn)或O點(diǎn)），因?yàn)镃RT顯現(xiàn)的機(jī)床坐標(biāo)不同，因而將非基準(zhǔn)刀在該點(diǎn)處的機(jī)床坐標(biāo)通過人工核算或體系軟件核算減去基準(zhǔn)刀在相同點(diǎn)的機(jī)床坐標(biāo)，就得到了各非基準(zhǔn)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(zhǔn)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(cuò)補(bǔ)償”的思路，重復(fù)修調(diào)基準(zhǔn)刀的程序起點(diǎn)方位和非基準(zhǔn)刀的刀偏置，使程序加工指令值與實(shí)踐丈量值的差錯(cuò)到達(dá)精度要求，將這一階段的對刀稱為準(zhǔn)確對刀。因?yàn)楸ＷC基準(zhǔn)刀程序起點(diǎn)處于準(zhǔn)確方位是得到準(zhǔn)確的非基準(zhǔn)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(gè)階段的對刀，試切法對刀的根本操作流程如下：用基準(zhǔn)刀手動試切得到對刀基準(zhǔn)點(diǎn)的機(jī)床坐標(biāo)→人工核算或主動取得各非基準(zhǔn)刀的刀偏置→基準(zhǔn)刀處于大概的程序起點(diǎn)方位→基準(zhǔn)刀重復(fù)調(diào)用試切程序，丈量尺度后，以步進(jìn)或MDI辦法移動刀架進(jìn)行差錯(cuò)補(bǔ)償，批改其程序起點(diǎn)的方位→非基準(zhǔn)刀重復(fù)調(diào)用試切程序，在原刀偏置的基礎(chǔ)上批改刀偏置→基準(zhǔn)刀處于準(zhǔn)確的程序起點(diǎn)不動。

二、幾種大略對刀辦法小結(jié)

下述每種辦法的對刀準(zhǔn)備工作均相同：在體系MDI功能子菜單下按F2鍵，進(jìn)入刀偏表；用▲、鍵移動藍(lán)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(zhǔn)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(jìn)程如下：

1)用▲、鍵移動藍(lán)色亮條對準(zhǔn)2號基準(zhǔn)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(zhǔn)刀試切工件右端面，記載試切點(diǎn)A的Z機(jī)床坐標(biāo)；試切工件外圓，記載A點(diǎn)的X機(jī)床坐標(biāo)，退刀后停車，丈量已切削軸段外徑ΦD。

3)基準(zhǔn)刀按記載值通過“點(diǎn)動+步進(jìn)”辦法重回A點(diǎn)，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(zhǔn)刀的刀號手動換刀，讓各非基準(zhǔn)刀的刀尖別離在主軸滾動下通過“點(diǎn)動+步進(jìn)”辦法目測對準(zhǔn)A點(diǎn)，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(zhǔn)刀的刀偏置會在X、Z偏置欄處主動顯現(xiàn)。

5)基準(zhǔn)刀重回A點(diǎn)后，MDI運(yùn)轉(zhuǎn)“G91 G00/或G01 X[100-ΦD] Z50”，使其處于程序起點(diǎn)方位。

2、將基準(zhǔn)刀在對刀基準(zhǔn)點(diǎn)處坐標(biāo)置零，主動顯現(xiàn)刀偏置法

如圖1、圖5所示，對刀進(jìn)程如下：

1)與前述進(jìn)程（2）相同。

2)基準(zhǔn)刀按記載值通過“點(diǎn)動+步進(jìn)”辦法重回試切點(diǎn)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(shí)踐坐標(biāo)”為（0，0）。

4)手動換非基準(zhǔn)刀，使其刀尖目測對齊A點(diǎn)，這時(shí)CRT上顯現(xiàn)的“相對實(shí)踐坐標(biāo)”的數(shù)值，便是該刀相關(guān)于基準(zhǔn)刀的刀偏置，用▲、鍵移動藍(lán)色亮條到非基準(zhǔn)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(jìn)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(gè)臺階軸，別離記載各刀切削結(jié)尾（如圖6中F、E、D點(diǎn)）的機(jī)床坐標(biāo)，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(diǎn)對刀，記載B點(diǎn)坐標(biāo)，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(diǎn)與程序原點(diǎn)O的坐標(biāo)增量聯(lián)系，可知基準(zhǔn)刀的程序起點(diǎn)的機(jī)床坐標(biāo)為（ X2-ΦD2+100，Z2-L2+50）；并且可以推出各非基準(zhǔn)刀對應(yīng)程序原點(diǎn)的機(jī)床坐標(biāo)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(biāo)零點(diǎn)至試切結(jié)尾之間Z方向的有向間隔，按坐標(biāo)軸方向確定正、負(fù)方向。

此法試切進(jìn)程簡略，省去了目測對齊試切點(diǎn)的進(jìn)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(jì)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(jìn)行參數(shù)的設(shè)定和體系調(diào)試，還可以讓用戶挑選“絕對刀偏法”對刀。絕對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(biāo)系，也不必取消刀補(bǔ)，實(shí)例可拜見程序O1005。其對刀進(jìn)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(diǎn)的機(jī)床坐標(biāo)，從而到達(dá)主動對刀的意圖。這種對刀辦法最便利，特別適合于工業(yè)生產(chǎn)。

5、幾種準(zhǔn)確對刀辦法小結(jié)

準(zhǔn)確對刀階段總的思路是“主動試切→丈量→差錯(cuò)補(bǔ)償”。差錯(cuò)補(bǔ)償分兩種狀況：關(guān)于基準(zhǔn)刀MDI運(yùn)轉(zhuǎn)或步進(jìn)移動刀架補(bǔ)償其程序起點(diǎn)方位；關(guān)于非基準(zhǔn)刀補(bǔ)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(zhǔn)刀批改程序起點(diǎn)方位后，再獨(dú)自修調(diào)各非基準(zhǔn)刀刀偏置法

如圖3所示，對刀進(jìn)程如下：

1)基準(zhǔn)刀處于大略對刀后的程序起點(diǎn)方位，將各非基準(zhǔn)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(cuò)。

4)步進(jìn)移動或MDI運(yùn)轉(zhuǎn)差錯(cuò)值，修調(diào)程序起點(diǎn)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(fù)進(jìn)程(2)、(3)，直至基準(zhǔn)刀程序起點(diǎn)被批改在精度答應(yīng)范圍內(nèi)停止，記載批改后程序起點(diǎn)的機(jī)床坐標(biāo)并將坐標(biāo)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(jìn)行差錯(cuò)補(bǔ)償。

8)重復(fù)進(jìn)程(6)至進(jìn)程(7)，直至加工差錯(cuò)在精度范圍內(nèi)，基準(zhǔn)刀停在程序起點(diǎn)方位不再移動。

2. 各刀別離修調(diào)程序起點(diǎn)方位法

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

如圖3所示，對刀進(jìn)程如下：

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

2)至(5)步與第一種準(zhǔn)確對刀辦法的同序號的對刀進(jìn)程相同。

6)別離換非基準(zhǔn)刀，把大略對刀記載的刀偏置當(dāng)作非基準(zhǔn)刀程序起點(diǎn)的相對坐標(biāo)，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(jìn)移動或MDI運(yùn)轉(zhuǎn)刀架進(jìn)行差錯(cuò)補(bǔ)償，別離修調(diào)各非基準(zhǔn)刀的程序起點(diǎn)方位。

8)重復(fù)進(jìn)程（6）和（7），直至各非基準(zhǔn)刀程序起點(diǎn)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(biāo)當(dāng)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(jī)床相對坐標(biāo)得到，避免了人工核算的失誤，對刀精度較高。

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

此辦法與第一種準(zhǔn)確對刀辦法根本相同，僅有不同之處在于進(jìn)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(jìn)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(zhǔn)刀的刀偏置輸入到刀偏表的相應(yīng)方位，運(yùn)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(cuò)。對基準(zhǔn)刀，以MDI運(yùn)轉(zhuǎn)或步進(jìn)移動刀架補(bǔ)償差錯(cuò)值，修調(diào)程序起點(diǎn)方位；對非基準(zhǔn)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(zhǔn)刀的加工差錯(cuò)填入到該行的磨損欄內(nèi)。如果選用絕對刀偏法大略對刀，調(diào)用O1005程序試切，將各刀的加工差錯(cuò)補(bǔ)償在其對應(yīng)刀偏號的磨損欄內(nèi)。

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