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加工中心的對刀
閱讀：218 發布時間：2020-8-10一：對刀基本原理
數控加工是通過NC程序精確地、自動地控制刀具，使之相對于工件的運動按照人們預先設計的軌跡或位置進行。程序是在工件坐標系中編寫的，編程人員以工件坐標系為基準編寫，而刀具加工工件是在數控機床上進行的，如何確定工件坐標系與機床坐標系之間的位置關系，需要通過對刀來完成，具體就是確定刀具的刀位點在工件坐標系中的起始位置，通常把這個位置稱為對刀點。 對刀點是刀具相對于工件運動的起點。 由于程序段從該點開始執行，所以對刀點又稱為“起刀點"或“ 程序起點"’往往也作為程序的終點。 對刀點的選擇原則是1： 便于數學處理和簡化程序編制； 2：在機床上容易找正，在加工中便于檢查;3: 引起的加工誤差要小. 根據前兩條,對于坐標系統的數控機床,對刀點可選擇在機床坐標系的原點上,或距機床坐標系原點為某一確定的點上。4：對刀點應盡量選在零件的設計基準或工藝基準上。 要確定對刀點在工件坐標系中的起始位置，則需要首先確定刀位點。刀具刀位點是指刀具在機床上的位置。 對于不同的刀具，刀位點選擇是不同的。 對立銑刀和端面銑刀而言，刀位點為其底面中心；對于球頭銑刀，則為球頭的球心；對于車刀、鏜刀和鉆頭等刀具來說，則為其刀尖或鉆尖。對刀時應使對刀點和刀位點重合。
二：對刀基本方法及應用
對刀方法有好幾種，在應用的時候不是千篇一律的，要針對不同情況采用不同的對刀方法靈活使用，這樣才能收到好的效果。下面簡圖要介紹幾種常用的對刀方法。
2.1 用對刀探頭對刀
每把刀具用對刀探頭對好，刀具長度數據會自動記錄到刀具列表中。 在設置工件零點時取任意刀具作為基準，把其刀尖移到工件零點位置設置工件零點，此時Z軸方向坐標值要減去作為基準刀的刀長值才為其Z軸工件零點坐標系。
現在很多數控加工中心上都裝備了對刀探頭，使用對刀探頭對刀可免去測量時產生的誤差，大大提高對刀精度。 由于使用對刀探頭可以自動計算各把刀的刀長和刀寬的差值，并將其存入系統中，在加工另外的零件的時候就只需要設置工件零點Z軸坐標系即可，這樣就大大節約了時間。
2.2 用機外對刀儀對刀
用機外對刀儀測量其刀具的長度和半徑，然后輸入到刀具列表中作為刀具長度補償值，此時在設置工件零點時也取任意刀具作為基準，把其刀尖移到工件零點位置設置工件零點，此時Z軸方向坐標值要減去作為基準刀的刀長值才為其Z軸工件零點坐標系。
機外對刀是指刀具在安裝之前事先在對刀儀上進行預調整和測量出實際尺寸值，然后將所測數據輸入到相應寄存器。 目前對刀儀種類很多，有直接接觸式測量和光屏投影放大測量，從讀數方法看，有圓盤刻度或游標讀數，也有用光學讀數的或數字顯示器讀數的，目前還有用計算機顯示和打印輸出測量值的對刀儀（如德國的目的。ZOLLER對刀儀、瑞士的TPR3 對刀儀等），對刀時刀具放在對刀儀的刀座上，用光學（或其它接觸測量儀） 測出刀位點相對刀具定位基準的偏差值。如圖1所示就是顯示器讀數的對刀儀，將刀具安裝在刀座上后調整X或Z，如圖2所示使百分表指針對到零，就可在顯示器上看到刀具直徑和長度上的數據， 采用機外對刀儀對刀可以大大節省機床的對刀時間，提高數控機床的使用效率。
圖1 機外對刀儀 圖2
2.3：用對刀器對刀
用任意一把刀具作為基準刀，在某一固定位置把此刀的刀具長度補償數值設為某一固定數據（ 設為0），其他的刀具長度補償數值以此刀為基準相對于基準刀的固定位置長短，在基準刀的固定數據上加減。在設置工件零點時，把基準刀具刀尖移到工件零點位置設置工件零點，此時Z軸方向坐標值就為工件的Z軸零點坐標系值。使用時先將對刀器、工作臺及工裝表面等擦凈，先校正基準刀，如圖3所示當基準刀向下壓到對刀器測量面時，對刀器指示燈會亮，這時把機床顯示屏上相對坐標Z方向清零，設定基準刀刀具長度補償數值為0，再將所需要用的刀具依次在對刀器上同對基準刀方法一樣對刀，與基準刀相比較長短來設定該刀的刀具長度補償數值，然后將所得到數值輸入到所對應刀具號的長度補償位置即可。
圖3 對刀器
在設定坐標系時（即在設置工件零點時），把基準刀刀尖移到工件零點位置，此時Z軸方向坐標值就為工件的Z軸零點坐標系值，表4 為該工件的Z軸零點坐標系G54，
2.4 試切法對刀
在沒有上述方法的時候，試切法對刀也是實用的一種對刀方法，此方法比較簡單，其具體操作方法：先將工件坐標系的 Z 值輸為 0 ， 然后把工件和刀具裝夾完畢，驅動主軸旋轉，如圖4所示把所需要的刀具移至工件零點上，然后把機械坐標系Z軸數據寫輸入到相應刀具的長度補償值代碼中。以下是NKR前輪轂在加工中心上鉆內外五孔的程序和試切對刀法.
O5000（NKR）
M66
G40 G80
N1
M6 T1
G90 G0 G54 X101.60 Y0 M13
G43 H1 Z160 T7 S1500
G98 G81 R-43.0 Z-68.1 F280
X31.396 Y96.627
X-82.196 Y59.719
X-82.196 Y-59.719
X31.396 Y-96.627
G0 Z160
M9
M5 G80
N2
M6 T7
G90 G0 G54 X101.60 Y0 M13
G43 H7 Z160 T2 S 1600
G98 G76 Z-65.0 R-43.0 F320
X31.396 Y96.627
X-82.196 Y59.719
X-82.196 Y-59.719
X31.396 Y-96.627
M9
M5G80
N3
M6T2
G90 G0 G54 X68.0 Y0 M13
G43 H2 Z160 T3 S1600
G98 G81 R3.0 Z-27.8 F480
X21.013 Y64.672
X-55.013 Y39.969
X-55.013 Y-39.969
X21.013 Y-64.672
M09
G80 M5
N4
M6 T3
G0 G90 G54 X68.0 Y0 M13
G43 H3 Z160 T1 S800
M29
G98 G84 R3.0 Z-20.0 F1000
X21.013 Y64.672
X-55.013 Y39.969
X-55.013 Y-39.969
X21.013 Y-64.672
M9
G80 M5
G90 G0X-167.0 Y378.0
M67
M30
%
圖4 試切對刀
通過對刀及刀具補償，使編程中的數值按工件坐標系及零件標注尺寸來確定，其目的就是通過數控系統內的刀具軌跡自動偏移補償計算功能，來簡化數控加工程序的編制，使得編程時不必考慮各把刀具的尺寸與其安裝位置，終加工出合格的零件。 以上是根據多年的數控加工中心編程與操作中積累的一些經驗與體會，介紹了在數控加工中心操作中的一些對刀方法，所述內容皆經過實際操作驗證。