摘要：在數(shù)控加工中對刀是相當重要的操作內(nèi)容，其準確性、操作精度會對零件的加工精度帶來巨大的影響。本文針對數(shù)控銑床的對刀方法進行了探討，分析了在零件加工過程中相對比較簡單和實用的對刀方法，對保證和提高零件加工精度有參考作用。
對于數(shù)控機床而言 ，要實現(xiàn)零件的精確加工，需依靠程序代碼實現(xiàn)對機床的控制，而程序代碼可通過手工和自動兩種方式獲得。但不管采用哪種方式獲得的程序代碼，在加工之前都需要對刀操作。因此對于加工人員而言，必須弄清楚機床坐標系和工件坐標系的關系，以及如何精確對刀，才能加工出高質(zhì)量的零件。本文在這方面總結(jié)了方法和經(jīng)驗，值得同行參考。
1、機床與工件坐標系關系分析
機床坐標系又稱機械坐標系，是由機床生產(chǎn)廠家設定，用以確定工件、刀具等在機床中的位置。開機后，一般通過回零、回參考點操作使機床自動找到機床坐標系的原點，它是其他所有坐標系的參照系。
工件坐標系又稱編程坐標系，目的是對工件定位；也是編程人員根據(jù)圖紙設計，在圖紙上建立的坐標系，用以確定零件輪廓上各基點的坐標值。
如何實現(xiàn)工件坐標系和機床坐標系轉(zhuǎn)化，對于操作者而言就至關重要。本文通過對數(shù)控銑床和加工中心對刀方法的探討，把工件坐標系下的各基點坐標轉(zhuǎn)換到機床坐標系下進而建立兩坐標系間的關系。在數(shù)控銑床或加工中心中通常使用G54、G55、G56、G57、G58、G59存放六個不同的工件零點；對刀時，把對刀值可以輸入到任意一個預置的坐標系下，加工時可通過輸入相應的坐標系，即可調(diào)用寄存器中存放的偏置量。
2、對刀方法
因數(shù)控銑床和加工中心涉及到X軸、Y軸和Z軸三個坐標軸，所以在對刀過程中需對X、Y和Z軸分別對刀（注意對刀時三個坐標軸不分先后）。試切法對刀是實際中應用的最多的一種對刀方法。下面FANUC數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控銑床為例，介紹具體操作方法。
2.1 單邊對刀法
如圖1所示，工件坐標系建在毛坯的中間，假設毛坯尺寸為100X80X20，且毛坯的所有表面均已被加工，所選刀具尺寸為φ20，因?qū)Φ稌r刀具的投影為圓，所以在圖1中均以φ20的圓作為刀具。
和Y軸對刀需要完成以下步驟：一是將工件通過夾具裝在工作臺上，裝夾時，工件的四個側(cè)面都應留出對刀的位置。想學習UG數(shù)控編程加點冠教育的老師幫助你可以免費領取學習資料和課程！二是使刀具以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，借助手動或手搖方式移動工作臺，使刀具靠近毛坯左面，移動主軸使刀具在Z方向下適量的深度，通過觀察鐵屑或聽切削聲音的方法判定刀具是否接觸到毛坯左面，如圖2所示。
位置不動，通過控制面板上的OFSSET按鈕進入到G54-G59坐標系的界面，以G54坐標系為例，如圖3所示。把光標定位到其對應的X，輸入-(100/2+20/2)=-60，然后點擊測量，此時X值對刀完成。如果刀具靠近毛坯的右面，此時應輸入的數(shù)值為+60。同理通過控制刀具接觸毛坯的前面或后面可實現(xiàn)Y軸方向的對刀。
2）Z軸對刀
刀具旋轉(zhuǎn)，控制工作臺和主軸快速移動，讓刀具移動到靠近工件上表面有一定安全距離的位置后，降低移動速度使刀具底面和工件上表面接觸，此時，調(diào)出G54坐標系，如圖4所示，把光標定位到Z輸入0，點擊測量下方對應的軟鍵即可實現(xiàn)對Z軸的對刀。
此種對刀方法中，X軸和Y軸的對刀，刀具只需和毛坯的一面接觸即可，但對刀時需要知道毛坯和刀具的尺寸，故適合規(guī)則毛坯的對刀。
2.2 雙邊對刀法
仍然以剛才的毛坯為例來講述，因這種方法中Z軸對刀與單邊對刀方法相同，重點分析X軸和Y軸對刀方法。
X軸和Y軸對刀需要3步操作：
1）通過移動主軸和毛坯，使刀具碰到毛坯的左面，通過控制面板上的POS按鈕進入相對坐標的界面，然后輸入X，此時發(fā)現(xiàn)屏幕上的X坐標開始閃爍，按下屏幕下面對應的歸零軟鍵，此時，屏幕上的X值顯示為0。
2）沿Z正方向退刀,通過手動方式和手搖方式使刀具接觸到毛坯的右面，查看并記住此時屏幕上X顯示的數(shù)值（注意：在移動過程中Y軸方向保持不動）。
3）調(diào)出G54坐標系，把光標定位到X，輸入“1/2數(shù)值”并保留原正號或負號（如果是正號，符號可以省略），然后點擊測量下方的軟鍵完成X軸方向的對刀。
同理，通過控制刀具分別和毛坯的前面和后面接觸實現(xiàn)對Y軸的對刀。
此種對刀方法中X軸和Y軸的對刀，刀具需和毛坯的左面和右面以及前面和后面均接觸，但對刀時不需要考慮毛坯的尺寸和刀具的尺寸，故適合規(guī)則和不規(guī)則毛坯的對刀。
3、檢驗對刀結(jié)果
當采用任意一種試切法完成對刀后，為了防止對刀錯誤造成刀具和毛坯的浪費，建議可通過在MDI的方式下，輸入“G54 G90 G00 XO Y0 Z100.”指令進行對刀的檢驗，運行時，建議把倍率開關調(diào)到0的位置后，按循環(huán)起動鍵(在“自動”模式下)，然后把倍率開關調(diào)整到較小的數(shù)值 ， 使刀具以較慢的速度運行 ， 執(zhí)行完該指令后，觀察刀具是否到達指定位置，以便檢驗對刀的正確性。
4 、結(jié)束語
通過對數(shù)控銑床和加工中心對刀方法分析與探究幫助學生能夠靈活的根據(jù)毛坯形狀的不同選擇合理的對刀方法，進而保證零件的加工精度。對刀在零件加工中是必不可少的環(huán)節(jié)，對刀的方法種類有很多，本文中介紹到的方法很實用也很簡單，還有許多更精確、更方便的對刀方法等著去開發(fā)和研究。
5、Z 方向?qū)Φ?br />
考慮到對刀的工藝性, 通常將工件的上表面作為工件坐標系Z 方向的原點。當零件的上表面比較粗糙不能用做對刀精基準時, 也有以虎鉗或工作臺為基準作為工件坐標系Z 方向的原點, 然后在G54 或擴展坐標系中向上補正工件高度填入。Z 方向機內(nèi)對刀主要有Z 向測量儀對刀、對刀塊對刀和試切法對刀等幾種方法。
6、Z 向測量儀對刀
Z 向測量儀對刀精度較高, 特別在銑削加工中心多把刀具在機上對刀時, 對刀效率較高, 投資少, 適合于單件零件加工。
1） 加工中心單刀加工時Z 向?qū)Φ?br />
加工中心單刀加工, 類似于數(shù)控銑床對刀不存在長度補償?shù)膯栴}, 步驟如下:
( 1) 換上將用于加工的刀具;
( 2) 運動刀具到工件正上方, 用Z 向測量儀測量工件與刀具之間的距離, 記錄下當前機床( 機械) 坐標系的Z 軸讀數(shù)Z;
( 3) 將Z 值扣除此時Z向測量儀的高度( 如50.03mm) , 然后將測量值填入OFFSETSETTING- - > 坐標系- - >G54 的Z 項中;
( 4) 運行G90 G54G0 X0 Y0 Z100; 檢查找正是否正確
數(shù)控銑床和加工中心如何對刀?
數(shù)控銑床和加工中心如何來對刀呢？是不是一樣的呢，一起來看看吧！ 其實加工中心和銑床對刀方法一樣 1，銑刀慢慢靠近毛坯左面，當稍微刮上時，按X鍵 這時屏幕會出現(xiàn)一個“起源”鍵 按這個鍵，屏幕上X的值變成0； 2，抬起Z軸，將刀具移動到毛坯右面（Y軸不能動）Z軸放下，慢慢移動刀具刮毛坯右面，稍微刮上時停止，X變成另一個值。（假設這個值是K)； 3，按OFFSET鍵 在G54下X的值那輸入二分之一K。按測量，X軸就對好了； 4，Y軸方法和X軸一樣，用刀具掛毛坯的前后； 5，Z軸 是用刀具在毛坯上面慢慢放下 稍刮上表面時停止，按OFFSET G54下Z軸那輸入Z0 按測量。這樣就對好了。
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