數控車床（chuáng）前對刀原（yuán）理及對刀方（fāng）法
數控車床前（qián）對刀原理及對刀方法（fǎ）：對刀是數控加工中的主要（yào）操作和重要技能。在（zài）一定條件下，對（duì）刀的精度可以決定零件的加工精度（dù），同時，對刀效率還直接影響數控（kòng）加工效率。 僅僅（jǐn）知道對（duì）刀方法（fǎ）是不夠的，還（hái）要知道數控係統的各種對刀（dāo）設置方式，以及這些方式（shì）在加工程序中的（de）調用方法（fǎ），同時要知（zhī）道各種對刀方式的優缺點、使用條件（下（xià）麵的論述（shù）是以FANUC OiMate數控係統為例）等。
1. 為什麽要對刀       

一般來說（shuō），零件的數控加工編程和上機床加工是分開進行的。數控編（biān）程員根據零件的設計圖紙（zhǐ），選定一個方便編程的坐標係及其原點，我們稱之（zhī）為程序坐標係和（hé）程序原點。程序原點一般與零件的（de）工藝基準（zhǔn）或設計基準重合，因（yīn）此又稱作工件原點。

數控車床通電後，須進行（háng）回零（參考點）操作，其目的是建立數控車床進行位置測量、控製、顯示的統一基準，該點就是所謂的機床原點，它的位置由機床位置傳感器決定。由於機床回零後，刀具（刀尖（jiān））的位置距離機床原點是固定不變的，因此，為便於對刀和加工，可將機床回零後刀尖的位置（zhì）看作機床原點。

在圖1中，O是程序原點，O'是機（jī）床回零後以刀尖（jiān）位置為參照的機床原點。

編程員按程序坐標（biāo）係中的坐標數據編製刀具（刀尖）的運行軌跡。由於刀尖（jiān）的初始位置（機床原點）與程序原點（diǎn）存在X向偏移距離和Z向偏移距離，使得實際的刀尖位置與程序（xù）指令的位置有同樣的偏移距離，因此，須將該距離測量出來（lái）並設置（zhì）進（jìn）數控係統，使係（xì）統據此調整刀尖（jiān）的運動軌跡（jì）。

所謂對刀，其實質就是側量程序原點與機床原（yuán）點之間的偏移距離並設置程序原點在以刀尖為參（cān）照的機床坐標係裏的坐（zuò）標。

2. 試切對刀原理

對刀的方法有很多種，按對刀的精度可分為粗略對刀和精確對刀；按是否（fǒu）采用對刀儀可分為手動對刀和自動對刀；按是否采用基準刀，又可（kě）分為絕對對刀和相對對刀等。但無論采用哪種對刀方式（shì），都離不開試（shì）切對刀，試切對刀是根本（běn）的對刀方法。

以圖2為例，試切對刀步驟如下：

①在（zài）手（shǒu）動操作方式下，用所選刀具在加（jiā）工餘量範圍內（nèi）試（shì）切工件外圓，記下此時顯示屏中（zhōng）的X坐標值（zhí），記為Xa。（注意：數控車（chē）床顯示和編程的X坐標一般（bān）為（wéi）直徑值）。

②將刀具沿＋Z方向退回到工件端麵餘量處一點（假（jiǎ）定為α點）切削端麵，記（jì）錄此時顯示屏中的Z坐標值，記為Za。

③測量試（shì）切後（hòu）的（de）工件外（wài）圓直徑（jìng），記為φ。

如果程序原點O設在工（gōng）件端麵（一般必須是（shì）已經精加工完畢的端麵）與回轉中心的交（jiāo）點，則程序原點O在機床坐標係中的坐標為（wéi）

Xo＝Xa-φ(1）

Zo＝Za

注意：公式中（zhōng）的坐標值（zhí）均為負值。將Xo、Zo設置 進數控係統即完成對刀設置。

3. 程序原（yuán）點（diǎn）（工件原點）的（de）設置方式

在FANUC數控係統中，有以下幾種設置程序原點的方式：①設置刀具偏移量補償；②用G50設置刀具起點；③用（yòng）G54~G59設置程序原點；④用“工件移”設置程序原點。

程序原點設置是對刀不可缺少的組成部分。每種設置方法有不同的編程使用方式（shì）、不同的應用條件和不同的工（gōng）作效率。各種設置方式可以組合使用。

（1)設置刀具偏移量補償車床的刀具補償包括刀具的（de）“磨損（sǔn）量”補償參數和“形狀”補（bǔ）償參數，兩者之和構成車刀（dāo）偏移（yí）量補償參數。試切對刀獲得的偏移一般設置在“形狀”補償（cháng）參數中。

試切對刀並設置刀偏步驟如下（xià）： ①用外圓（yuán）車刀試車-外圓，沿＋Z軸退出並保持X坐標不變。

②測量外圓直徑，記為φ。

③按“OFSET SET”（偏移（yí）設置（zhì））鍵→進入“形狀”補償參數設定界麵→將光標移（yí）到與刀（dāo）位號（hào）相對應（yīng）的（de）位（wèi）置後，輸人Xφ（注意（yì）：此（cǐ）處的φ代表直徑值，而不是一符號，以下（xià）同），按“測量”鍵，係統自動按公式（1)計算出X方向刀（dāo）具偏移量（如圖3所示）。

注意（yì）：也可（kě）在對應位置處直接輸人經計算或從顯示屏（píng）得到的數值，按“輸人（rén）”鍵設置（zhì）。④用外圓車刀試車工件端麵，沿＋X軸退出並保持Z坐標不變（biàn）。

⑤按“OFSET SET”鍵→進人“形狀”補償（cháng）參數設定界麵→將光標移到（dào）與（yǔ）刀位號相對應的位置後，輸人Zo，按（àn）“測量”鍵，係統自動按公式（1)計算出Z方向（xiàng）刀具偏移量。同樣也可以自行“輸入”偏移量。

⑥設置的刀具偏移（yí）量在數控程序中用T代碼調用。

這（zhè）種方式具有易懂（dǒng）、操作簡單、編程（chéng）與對刀可以（yǐ）完全分開進行等優點。同時，在各種組合設（shè）置方式中都會用到刀偏設（shè）置，因此在對刀中應用為普遍。

(2）用G50設置刀具起（qǐ）點

①用外圓車刀試車一段外圓，沿＋Z軸退至端麵（miàn）餘量內的一點（假定為a點）。

②測量外圓直徑，記為φ。

③選擇“MDI”（手動指令輸入）模式，輸人GO1 U一φF0. 3，切端麵到中心（程序原點）。

④選擇“MDI”模（mó）式，輸人G50 X0 ZO,按“啟（qǐ）動”按鈕（niǔ）。把刀尖當前位置設為機床坐標係中的坐標（0,0），此時程序原點與機床原點重合。

⑤選擇“MDI”模式，輸（shū）入GO X150 2200，使刀（dāo）尖移動到（dào）起刀點。該點為刀具離開（kāi）工件、便於換刀的任意位置，此處假設為b點，坐標為（1.50、200)。

⑥加工（gōng）程序的開頭必（bì）須是G50 X150 2200，即把刀尖（jiān）所在位置設為機床坐標係的坐標(150,200)。此時刀尖的程序坐標（150，200)與刀尖的機（jī）床坐標（150，200)在同一位置，程序原點（diǎn）仍與機床原點重合。

⑦當用G50 X150 2200設置刀具起點（diǎn）坐標時，基準刀程序起點位置（zhì）和終（zhōng）點位置必須相同（tóng），即在程序（xù）結束前，需用指令GO X150 2200使基準刀具回到同一點（diǎn），才能保證重複加工不亂刀。

⑧若（ruò）用第二參考點G30，並在數控係統的參數裏將第二參考點設為起刀點位置，能保證重複加工不亂刀（dāo），此時程序開頭為：G30 UO WO; G50 X150 Z200。

⑨若不用上述③、④、⑤步驟中（zhōng）的GO1 U~φF0.3、G50 XO ZO.GO X150 2200指（zhǐ）令來獲（huò）得起刀（dāo）點位置，也可用下述公式計算（suàn）指定起刀點（diǎn）在機床坐標係（顯示屏（píng））中（zhōng）的坐標：

Xb=Xa-φ＋150（2)              Zb=Za+200

然（rán）後用點動或脈衝操作，使（shǐ）刀尖移動到（Xb，Zb）位置。

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芒果视频污數機械製造有限公司  技術中心  供稿

2011年9月16日