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1、数控车床对刀及建立工件坐标系的方法摘要:利用数控车床进行零件加工时，开机后,我们先要执行回参考点的操作,以便建立机床坐标系;然后要进行对刀及建立工件坐标系的操作，最后再编制零件的程序并加工。对刀的准确与否直接会影响后面的加工。在实际使用中，试切法对刀有三种形式，本文主要介绍这三种对刀形式。关键字：数控车床 机床坐标系 工件坐标系 试切法对刀正文：在数控车床上加工零件时,我们通常先开机回零，然后安装零件毛坯和刀具,接着要进行对刀和建立工件坐标系的操作，最后才是编制程序和自动加工。对刀操作的正确与否，直接会影响后续的加工。对刀有误的话，轻则影响零件的加工精度,重则会造成机床事故.所以作为数控车床的
2、操作者，首先要掌握对刀及工件坐标系的建立方法。数控车床上的对刀方法有两种：试切法对刀和机外对刀仪对刀。一般学校没有机外对刀仪这种设备，所以采用试切法对刀。而根据实际需要，试切法对刀又可以采用三种形式,本文以华中数控N-21/系统为例来阐述这三种形式的对刀及工件坐标系的建立方法。一、对刀T对刀的基本原理是:对于每一把刀，我们假设将刀尖移至工件右端面中心，记下此时的机床指令X、Z的位置，并将它们输入到刀偏表里该刀的偏置和Z偏置中.以后数控系统在执行程序指令时，会将刀具的偏置值加到指令的X、坐标中，从而保证所到达的位置正确。其具体的操作如下：（1）开启机床,释放“急停”按钮，按“回零”,再按“+X”
3、和“+Z”，执行回参考点操作。（2)按“主轴正转”启动主轴，按“手动”，将刀具移动到合适的位置然后按“手动车削外圆，最后按“Z”沿Z向退刀，如图1所示。（3)按“主轴停止”停止主轴，然后测量试切部分的直径,测得直径为9。94，按“F4（I）”,再按“2(刀偏表）”，将光条移到1号刀的试切直径上，回车,输入69.34，再回车，号刀的偏置会自动计算出来，如图3所示。 图 图2（4)移动刀具到合适的位置，按“主轴正转”启动主轴，按“手动”，然后按“X”手动车削端面,最后按“+”沿X向退刀,如图所示.(5)按“主轴停止”停止主轴,将光条移到1号刀的试切长度上,回车，输入0，再回车，1号刀的偏置会自动计
4、算出来，如图3所示.图32号刀的对刀过程与号刀类似，只不过不能切端面.具体如下：（1)按“刀位转换”将2号刀换到切削位置，按“主轴正转启动主轴,按“手动”,将刀具移动到合适的位置然后按“Z手动车削外圆,最后按“+Z”沿Z向退刀,如图4所示。（)按“主轴停止”停止主轴,然后测量号刀试切部分的直径，测得直径为5980，将光条移到2号刀的试切直径上，回车,输入65.80，再回车，2号刀的X偏置会自动计算出来，如图所示.(3）按“主轴正转”启动主轴，按“手动”，然后按“Z”手动继续车削外圆，最后按“X”沿X向退刀,如图所示.(）按“主轴停止”停止主轴,测量2号刀的试切长度，得3.8, 将光条移到2 号
5、刀的试切长度上，回车,输入33.87,再回车，2号刀的Z偏置会自动计算出来，如图所示.如果还有3号和4号刀具,其对刀方法与2号刀具是一样的，这里不再赘述。 图4 图5图6使用T对刀需要注意两点:（1)54G59这六个坐标系的坐标原点都要设成（0，0），后面将会讲述。 (2）程序中，每一把刀具在使用前，都应该用指令调用相应的刀偏，如T0101，T022等。二、G545对刀545又称零点偏置指令,它是将机床坐标系偏移一定的距离来建立工件坐标系。其具体操作如下：（1）按“刀位转换”将1号刀换到加工位置上,按“主轴正转”启动主轴，按“手动”,将刀具移动到合适的位置然后按“Z”手动车削外圆，最后按“沿Z
6、向退刀,如图1所示。（2)按“主轴停止停止主轴,然后测量1号刀试切部分的直径,测得直径为994,则半径为34。67。记下机床指令位置的X值，为15.034。那么工件轴线在机床坐标系下的X坐标为X50343.97=22.。(）按“主轴正转”启动主轴，按“手动”,将刀具移动到合适位置，然后按“-”手动车削端面，最后按“X”沿X向退刀，如图所示。（4）按“主轴停止停止主轴,记下机床指令位置的坐标Z=-13。16，这表示工件右端面在机床坐标系下的Z坐标Z=1。167。()按“F10（返回）”返回顶层菜单，按“F4(DI)”,再按“F（坐标系)”,进入自动坐标系54的界面,在MDI的提示下输入“X220
7、.00 103167，如图7所示。（)按回车，结果G的界面就会显示“X220.01 Z03167”，如图所示。图7图号刀的对刀过程与1号刀类似，只不过不能切端面。具体如下:（1）按“刀位转换将号刀换到切削位置,按“主轴正转启动主轴,按“手动”,将刀具移动到合适的位置然后按“-Z手动车削外圆,最后按“+Z”沿Z向退刀，如图4所示。（2）按“主轴停止”停止主轴,然后测量2号刀试切部分的直径,测得直径为6。980,则半径为39。记下机床指令位置的值,为108。99。那么工件轴线在机床坐标系下的坐标为X=-08。99-3.9914190.（)按“主轴正转”启动主轴，按“手动”，然后按“Z手动继续车削外
8、圆，最后按“+X”沿X向退刀，如图5所示。(4）按“主轴停止”停止主轴,测量2号刀的试切长度，得33.87.记下机床指令位置的值，为-70。559。那么工件右端面在机床坐标系下的坐标Z=-7559-3。08=13。6。(5）按“F10(返回）”返回顶层菜单，按“F4（MDI)”，再按“F4(坐标系)”，进入自动坐标系G54的界面，按“PD”键进入G55的界面,在MD的提示下输入“180 Z103.46,按回车,结果G5的界面就会显示“X-141980-103646”,如图所示。如果还有3号和号刀具，其对刀方法与2号刀具是一样的，这里不再赘述。使用G549对刀需要注意以下几点：(1)刀偏表中所有
9、刀具的X偏置和Z偏置都要设为0。这是因为如果采用G54G9进行了零点偏移,而同时在刀偏表中设置了刀具偏置，程序执行时会进行双重偏置,系统会产生超程报警,不予执行。 图9()程序中，每一把刀具在使用前，都应该用G4G5指令调用相应的工件坐标系，如：0001G5 （调用G54坐标系） 3S800 T0101 (用1号刀)G55 （调用G5坐标系)0202 (用2号刀）30 （程序结束)三、G9设定工件坐标系上面介绍的对刀和G54G对刀都是在程序执行之前手动进行的。我们也可以在程序执行的过程中动态地建立工件坐标系，这就要用到G9指令。它的格式是G92 Z。其原理是:以刀具当前位置为基准，建立一个坐标
10、系,使得刀尖在该坐标系下的坐标值是（，)。用法如下:（1）按“刀位转换”将1号刀换到加工位置上，按“主轴正转”启动主轴，按“手动”，将刀具移动到合适的位置然后按“-Z手动车削外圆，最后按“+Z”沿Z向退刀。(2）按“主轴停止停止主轴，然后测量1号刀试切部分的直径，测得直径为69.934，则半径为4967。记下机床指令位置的X值，为185.034。那么工件轴线在机床坐标系下的X坐标为X-15。034-34.967=2.001。（3）按“主轴正转”启动主轴,按“手动”,将刀具移动到合适位置，然后按“”手动车削端面，最后按“+”沿X向退刀。(4）按“主轴停止”停止主轴，记下机床指令位置的Z坐标=31
11、7，这表示工件右端面在机床坐标系下的Z坐标=-3167。（）按“0(返回）”返回顶层菜单，按“F4(MDI）”，再按“F6（MDI运行）,在MDI方式下，逐行输入以下程序段。每输入一行后敲回车，并按“循环启动.M03 S00 (主轴正转，转速600r/min）G53 G 01 Z103。67F10（直接机床坐标系编程，刀具移动到工件右端平面上）G G90 G01 220.00 F10（直接机床坐标系编程，刀具移动到工件右端面中心，如图）G 00X10Z5（相对编程,刀具相对右端面中心，沿正向移动0，Z正向移动，如图、图2）M (主轴停止) 图0 图1进行以上操作后,编写程序时，程序开头应该有G
12、92 X100 Z0。例如:002G X0Z5003 S60000 X100 0M0图12使用G92应该注意以下问题：（)G92只是在程序开头动态建立工件坐标系,实际系统执行该指令时，刀具并不产生动作。（2)使用G92时，1号刀的X偏置和Z偏置都要设为,54G59这六个坐标系的X和Z也都要设为0。（3）MI方式下将刀具移动到（100，0)后，在程序执行前不要再手动移动刀具。(4）程序结束前，应该将刀具移动到(00，50）的位置.否则下次执行程序时会产生偏移.（5)本例中只给了一把刀具，如果有几把刀具,则其它刀具的X偏置和偏置只能设置为相对于号刀的相对刀偏。至于怎么设置，本文不作深入讨论，有兴趣的读者可以自行研究。四、结论对刀方法灵活多样，初学者容易迷惑。建议初学者开始只使用T对刀，等慢慢熟练后,再试用另外两种方法并且掌握它们。这样，我们就可以根据不同的场合需要而采用相应的对刀方法。参考文献：华中数控HNC21/T编程说明书华中数控HNC-21/操作说明书宇龙数控仿真系统使用说明书文中如有不足，请您指教！ /
