数控对刀的方法？

数控车床对刀方法~

๑乛◡乛๑

通过微课视频讲解：数控车床对刀操作流程

　　本文就是一篇非常实用的文章，文中首先介绍了数控车床常用的“试切对刀法”的原理及对刀思路；接着，介绍了华中世纪星车削数控系统的四种手动试切对刀方法；为改进其对刀精度，根据“自动试切→测量→误差补偿”的思路，设计出了用程序控制的自动试切法，并总结介绍了四种精确对刀方法。文后还给出了几种对刀的示例程序，可能会对大家有所帮助。

　　对刀是数控加工中的主要操作和重要技能。对刀的准确性决定了零件的加工精度，同时，对刀效率还直接影响数控加工效率。华中世纪星车削系统是武汉华中数控股份公司近年推出的优秀国产数控车削系统，是2004年首届全国数控技能大赛的指定数控车削系统之一。但遗憾的是，华中公司以往多通过其技术人员口头向用户说明对刀操作，在他们编写的《操作说明书》中却没有提到对刀操作，给用户学习、使用带来不便。笔者通过实践探索，结合教学、技能考证培训与加工实践的经验，将该系统的几种快速准确的试切对刀方法予以小结，供大家参考，希望借此对国产数控系统的推广，推动我国数控技能人才的培训尽一点微薄之力。

　　一、数控车试切对刀法的原理及对刀思路

　　深入理解数控车床的对刀原理对于操作者保持清晰的对刀思路、熟练掌握对刀操作以及提出新的对刀方法都具有指导意义。对刀的实质是确定随编程而变化的工件坐标系的程序原点在唯一的机床坐标系中的位置。对刀的主要工作是获得基准刀程序起点的机床坐标和确定非基准刀相对于基准刀的刀偏置。本文作以下约定来说明试切法对刀的原理与思路：使用华中世纪星教学型车削系统HNC-21T（应用软件版本号为5.30）；以工件右端面中心为程序原点，用G92指令设定工件坐标系；直径编程，程序起点H的工件坐标为（100，50）；刀架上装四把刀：1号刀为90°外圆粗车刀、2号基准刀为90°外圆精车刀、3号刀为切断刀、4号刀为60°三角螺纹刀（全文所举实例均与此相同）。

　　如图1所示，基准刀按照“手动试切工件的外圆与端面，分别记录显示器（CRT）显示试切点A的X、Z机床坐标→推出程序原点O的机床坐标→推出程序起点H的机床坐标”的思路对刀。根据A点与O点的机床坐标的关系：XO= XA－Φd，ZO =ZA，可以推出程序原点O的机床坐标。再根据H相对于O点的工件坐标为(100,50)，最后推出H点的机床坐标：XH=100－Φd，ZH= ZA+50。这样建立的工件坐标系是以基准刀的刀尖位置建立的工件坐标系。

　　图1 手动试切对刀示意图

　　如图2所示，由于各刀装夹在刀架的X、Z方向的伸长和位置不同，当非基准刀转位到加工位置时，刀尖位置B相对于A点就有偏置，原来建立的工件坐标系就不再适用了。此外，每把刀具在使用过程中还会出现不同程度的磨损，因此各刀的刀偏置和磨损值需要进行补偿。获得各刀刀偏置的基本原理是：各刀均对准工件上某一基准点（如图1的A点或O点），由于CRT显示的机床坐标不同，因此将非基准刀在该点处的机床坐标通过人工计算或系统软件计算减去基准刀在同样点的机床坐标，就得到了各非基准刀的刀偏置。

　　图2 刀具的偏置和磨损补偿

　　受多种因素的影响，手动试切对刀法的对刀精度十分有限，将这一阶段的对刀称为粗略对刀。为得到更加准确的结果，如图3所示，加工前在零件加工余量范围内设计简单的自动试切程序，通过“自动试切→测量→误差补偿”的思路，反复修调基准刀的程序起点位置和非基准刀的刀偏置，使程序加工指令值与实际测量值的误差达到精度要求，将这一阶段的对刀称为精确对刀。由于保证基准刀程序起点处于精确位置是得到准确的非基准刀刀偏置的前提，因此一般修正了前者后再修正后者。

　　综合这两个阶段的对刀，试切法对刀的基本操作流程如下：用基准刀手动试切得到对刀基准点的机床坐标→人工计算或自动获得各非基准刀的刀偏置→基准刀处于大概的程序起点位置→基准刀反复调用试切程序，测量尺寸后，以步进或MDI方式移动刀架进行误差补偿，修正其程序起点的位置→非基准刀反复调用试切程序，在原刀偏置的基础上修正刀偏置→基准刀处于准确的程序起点不动。

　　图3 多刀试切对刀示意图

　　二、几种粗略对刀方法小结

　　下述每种方法的对刀准备工作均相同：在系统MDI功能子菜单下按F2键，进入刀偏表；用▲、键移动蓝色亮条到各刀对应的刀偏号位置，按F5键；将刀偏号为#0000、#0001、#0002、#0003、#0004的X偏置、Z偏置的数据均修改为零，再按下F5键。

　　1. 选定基准刀为标准刀，自动设置刀偏置法

　　如图1、图4所示，对刀步骤如下：

　　(1)用▲、键移动蓝色亮条对准2号基准刀的刀偏号#0002位置处，按F5键设置2号刀为标准刀具，则所在行变成红色亮条。
　　(2)用基准刀试切工件右端面，记录试切点A的Z机床坐标；试切工件外圆，记录A点的X机床坐标，退刀后停车，测量已切削轴段外径ΦD。
　　(3)基准刀按记录值通过“点动+步进”方式重回A点，在刀偏表的试切直径和试切长度栏内分别输入ΦD和零。
　　(4)退刀，选择非基准刀的刀号手动换刀，让各非基准刀的刀尖分别在主轴转动下通过“点动+步进”方式目测对准A点，然后分别在相应刀偏号的试切直径栏和试切长度栏内输入ΦD和零，则各非基准刀的刀偏置会在X、Z偏置栏处自动显示。
　　(5)基准刀重回A点后，MDI运行“G91 G00/或G01 X[100-ΦD] Z50”，使其处于程序起点位置。

　　图4 基准刀为标刀自动设置刀偏置示意图

　　2.将基准刀在对刀基准点处坐标置零，自动显示刀偏置法

　　如图1、图5所示，对刀步骤如下：

　　(1)与前述步骤（2）相同。
　　(2)基准刀按记录值通过“点动+步进”方式重回试切点A。
　　(3)在图4界面按F1键“X轴置零”，按F2键“Z轴置零”，则CRT显示的“相对实际坐标”为（0，0）。
　　(4)手动换非基准刀，使其刀尖目测对齐A点，这时CRT上显示的“相对实际坐标”的数值，就是该刀相对于基准刀的刀偏置，用▲、键移动蓝色亮条到非基准刀的刀偏号，分别将其记录并输入到相应位置。
　　(5)与前述步骤（5）相同。

　　图5 基准刀在对刀基准点坐标置零自动显示刀偏置示意图

　　3. 多刀试切外圆轴段，人工计算获得刀偏置法

　　如图6所示，系统在手动状态下对好1、2、4号刀，并切出一个台阶轴，分别记录各刀切削终点（如图6中F、E、D点）的机床坐标，并测量各段的直径和长度。换3号切断刀，切一退刀槽，以切断刀的右尖点对刀，记录B点坐标，测量图示的ΦD3和L3。获得了上述数据后，根据各刀对应的F、E、D、B点与程序原点O的坐标增量关系，可知基准刀的程序起点的机床坐标为（ X2-ΦD2+100，Z2-L2+50）；而且可以推出各非基准刀对应程序原点的机床坐标并通过人工计算获得刀偏置，计算方法如表1所示，将记录值和计算值填入相应空格处。这里要注意：试切长度是指工件坐标零点至试切终点之间Z方向的有向距离，按坐标轴方向确定正、负方向。

　　图6 多刀手动试切示意图

　　表1 非基准刀的刀偏置计算表

　　此法试切过程简单，省去了目测对齐试切点的步骤，但刀偏置需要人工计算获得。如果将含计算公式的计算表打印出来，数值填入其对应空格内计算，就能很快算出刀偏置。

　　图7 世纪星车削数控系统自动对刀示意图

　　4. 世纪星车削数控系统，多刀自动对刀法

　　上述对刀方法均为相对刀偏法。HNC-21T经过专业人员进行参数的设定和系统调试，还可以让用户选择“绝对刀偏法”对刀。绝对刀偏法在加工程序编制上与前述相对刀偏法略有不同，不必要用G92或G54建立工件坐标系，也不用取消刀补，实例可参见程序O1005。其对刀步骤如下：系统回零后，如图6所示，让各刀分别手动试切一圆柱段，测量直径与长度尺寸后，按图7所示填入在各刀对应刀偏号的试切直径于试切长度栏内，依据在“多刀试切外圆轴段，人工计算获得刀偏置法”中讲述的原理，系统软件能自动算出各刀对应程序原点的机床坐标，从而达到自动对刀的目的。这种对刀方法最快捷，特别适合于工业生产。

　　三、几种精确对刀方法小结

　　精确对刀阶段总的思路是“自动试切→测量→误差补偿”。误差补偿分两种情况：对于基准刀MDI运行或步进移动刀架补偿其程序起点位置；对于非基准刀补偿其刀偏置或磨损值。为避免记录混乱，设计表2所示的表格记录并计算数值。

　　表2 试切法对刀记录表（单位：mm）

　　1. 基准刀修正程序起点位置后，再单独修调各非基准刀刀偏置法

　　如图3所示，对刀步骤如下：

　　(1)基准刀处于粗略对刀后的程序起点位置，将各非基准刀刀偏置输入到刀偏表的相应位置。
　　(2)调用加工ΦD2×L2的O1000程序试切。
　　(3)测量切削轴段的直径与长度，与程序指令值比较，求出误差。
　　(4)步进移动或MDI运行误差值，修调程序起点位置。
　　(5)根据测量尺寸，动态修改O1000程序下划线的指令数值并保存程序，重复步骤(2)、(3)，直至基准刀程序起点被修正在精度允许范围内为止，记录修正后程序起点的机床坐标并将坐标置零。
　　(6)分别调用O1001（1、4号刀）、O1002（3号刀）程序试切，测量各段直径ΦDi和长度Li（i=1，4，3）。
　　(7)

　　评论 (2) | 固定链接 | 发表于 19:32

很好学习了，慢慢研究下

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柘城县15849052785： 数控车床怎么对刀? - ？
语冉丹郁： 1. 以下为数控车床的对刀方法: 2. 装上要加工的材料,把材料加紧,把平面切平整 3. 装上要用上的刀具,这时候要注意就是刀具一定要对准主轴卡盘的中心 4. 转动主轴一般材料600转可以了, 5. 移动要对的刀具,在工件z轴平面轻轻切去一点设为z0, 5. 然后再移动刀具到x平面轻轻车一刀,测量出10,就设x10

柘城县15849052785： 数控机床怎么对刀 - ？
语冉丹郁： 数控机床对刀方法 车床分有对刀器和没有对刀器,但是对刀原理都一样,先说没有对刀器的吧. 车床本身有个机械原点,你对刀时一般要试切的啊,比如车外径一刀后Z向退出,测量车件的外径是多少,然后在G画面里找到你所用刀号把光标移到...

柘城县15849052785： 数控车床有几种对刀方法 - ？
语冉丹郁： <p>现在虽然有了许多的对刀方法,但是<strong>基本对刀方法</strong>只有以下两种<strong>:</strong></p> <p>1. 试切法对刀.</p> <p>2. 对刀仪自动对刀.</p> <p><strong>参考资料:</strong></p> <p><a href=＂http://wenwen.soso.com/z/...

柘城县15849052785： 在数控机床上是如何对刀的 - ？
语冉丹郁： 你看看有没有帮助!!!数控车床对刀有关的概念和对刀方法 (1)刀位点:代表刀具的基准点,也是对刀时的注视点,一般是刀具上的一点. (2)起刀点:起刀点是刀具相对与工件运动的起点,即零件加工程序开始时刀位点的起始位置,而且往...

柘城县15849052785： 数控里面的对刀怎么对? - ？
语冉丹郁： 那我拿广数来说,先对刀z轴,把所要对的刀,刀号找对,将刀子移动到料端面,一般输入z0. x移动到料外圆,输入实际所测尺寸, 对刀成功!

柘城县15849052785： 数控车床对刀,怎么对? - ？
语冉丹郁： 数控车削加工中,应首先确定零件的加工原点,以建立准确的加工坐标系,同时考虑刀具的不同尺寸对加工的影响.这些都需要通过对刀来解决. (1)一般对刀是指在机床上使用相对位置检测手动对刀.下面以Z向对刀为例说明对刀...

柘城县15849052785： 数控加工中,对刀方式有哪几种? - ？
语冉丹郁： 答(1)自动对刀方式有; 1雷射光自动对刀(立加常用) 2接触式自动对刀(卧加常用) 3比测仪自动对刀(用于机床没有自动对刀仪的时候自动补正)

柘城县15849052785： 对刀的正确方法和步骤 ？
语冉丹郁： 具体如下:1、回零(返回机床原点)对刀之前,一定要进行回零(返回机床原点)的操作,以便于清除掉上次操作的坐标数据.注意:X、Y、Z三轴都需要回零.2、主轴...

柘城县15849052785： 数控加工中心对刀有的方法? - ？
语冉丹郁： 数控加工中心对刀的方法: 根据使用的对刀工具的不同,常用的对刀方法分为以下几种: (1)试切对刀法; (2)塞尺、标准芯棒和块规对刀法; (3)采用寻边器、偏心棒和Z轴设定器等工具对刀法; (4)顶尖对刀法; (5)百分表(或千分表)对刀法; (6)专用对刀器对刀法.另外根据选择对刀点位置和数据计算方法的不同,又可分为单边对刀、双边对刀、转移(间接)对刀法和“分中对零”对刀法(要求机床必须有相对坐标及清零功能)等.

柘城县15849052785： 数控车床的对刀具体步骤有哪些? ？
语冉丹郁： 数控车床对刀方法基本相同,首先,将工件在三爪卡盘上装 夹好之后,用手动方法操作机床,具体步骤如下: 1.回参考点操作 采用ZERO (回参考点)方式进行回参考点...