數控車床對刀及建立工件坐標系的方法

1、數控車床對刀及建立工件坐標系的方法摘要：利用數控車床進行零件加工時，開機后，我們先要執(zhí)行回參考點的操作，以便建立機床坐標系；然后要進行對刀及建立工件坐標系的操作，最后再編制零件的程序并加工。對刀的準確與否直接會影響后面的加工。在實際使用中，試切法對刀有三種形式，本文主要介紹這三種對刀形式。關鍵字：數控車床 機床坐標系 工件坐標系 試切法對刀正文：在數控車床上加工零件時，我們通常先開機回零，然后安裝零件毛坯和刀具，接著要進行對刀和建立工件坐標系的操作，最后才是編制程序和自動加工。對刀操作的正確與否，直接會影響后續(xù)的加工。對刀有誤的話，輕則影響零件的加工精度，重則會造成機床事故。所以作為數控車床的

2、操作者，首先要掌握對刀及工件坐標系的建立方法。數控車床上的對刀方法有兩種：試切法對刀和機外對刀儀對刀。一般學校沒有機外對刀儀這種設備，所以采用試切法對刀。而根據實際需要，試切法對刀又可以采用三種形式，本文以華中數控HNC-21/T系統(tǒng)為例來闡述這三種形式的對刀及工件坐標系的建立方法。一、T對刀T對刀的基本原理是：對于每一把刀，我們假設將刀尖移至工件右端面中心，記下此時的機床指令X、Z的位置，并將它們輸入到刀偏表里該刀的X偏置和Z偏置中。以后數控系統(tǒng)在執(zhí)行程序指令時，會將刀具的偏置值加到指令的X、Z坐標中，從而保證所到達的位置正確。其具體的操作如下：（1）開啟機床，釋放“急?！卑粹o，按“回零”，

3、再按“+X”和“+Z”，執(zhí)行回參考點操作。（2）按“主軸正轉”啟動主軸，按“手動”，將刀具移動到合適的位置然后按“-Z”手動車削外圓，最后按“+Z”沿Z向退刀，如圖1所示。（3）按“主軸停止”停止主軸，然后測量試切部分的直徑，測得直徑為69.934，按“F4（MDI）”，再按“F2（刀偏表）”，將光條移到1號刀的試切直徑上，回車，輸入69.934，再回車，1號刀的X偏置會自動計算出來，如圖3所示。 圖1 圖2（4）移動刀具到合適的位置，按“主軸正轉”啟動主軸，按“手動”，然后按“-X”手動車削端面，最后按“+X”沿X向退刀，如圖2所示。（5）按“主軸停止”停止主軸，將光條移到1號刀的試切長度上

4、，回車，輸入0，再回車，1號刀的Z偏置會自動計算出來，如圖3所示。圖32號刀的對刀過程與1號刀類似，只不過不能切端面。具體如下：（1）按“刀位轉換”將2號刀換到切削位置，按“主軸正轉”啟動主軸，按“手動”，將刀具移動到合適的位置然后按“-Z”手動車削外圓，最后按“+Z”沿Z向退刀，如圖4所示。（2）按“主軸停止”停止主軸，然后測量2號刀試切部分的直徑，測得直徑為65.980，將光條移到2號刀的試切直徑上，回車，輸入65.980，再回車，2號刀的X偏置會自動計算出來，如圖6所示。（3）按“主軸正轉”啟動主軸，按“手動”，然后按“-Z”手動繼續(xù)車削外圓，最后按“+X”沿X向退刀，如圖5所示。（4）

5、按“主軸停止”停止主軸，測量2號刀的試切長度，得33.087， 將光條移到2 號刀的試切長度上，回車，輸入-33.087，再回車，2號刀的Z偏置會自動計算出來，如圖6所示。如果還有3號和4號刀具，其對刀方法與2號刀具是一樣的，這里不再贅述。 圖4 圖5圖6使用T對刀需要注意兩點：（1）G54G59這六個坐標系的坐標原點都要設成（0，0），后面將會講述。 （2）程序中，每一把刀具在使用前，都應該用T指令調用相應的刀偏，如T0101，T0202等。二、G54G59對刀G54G59又稱零點偏置指令，它是將機床坐標系偏移一定的距離來建立工件坐標系。其具體操作如下：（1）按“刀位轉換”將1號刀換到加工位

6、置上，按“主軸正轉”啟動主軸，按“手動”，將刀具移動到合適的位置然后按“-Z”手動車削外圓，最后按“+Z”沿Z向退刀，如圖1所示。（2）按“主軸停止”停止主軸，然后測量1號刀試切部分的直徑，測得直徑為69.934，則半徑為34.967。記下機床指令位置的X值，為-185.034。那么工件軸線在機床坐標系下的X坐標為X=-185.034-34.967=-220.001。（3）按“主軸正轉”啟動主軸，按“手動”，將刀具移動到合適位置，然后按“-X”手動車削端面，最后按“+X”沿X向退刀，如圖2所示。（4）按“主軸停止”停止主軸，記下機床指令位置的Z坐標Z=-103.167，這表示工件右端面在機床坐

7、標系下的Z坐標Z=-103.167。（5）按“F10（返回）”返回頂層菜單，按“F4（MDI）”，再按“F4（坐標系）”，進入自動坐標系G54的界面，在MDI的提示下輸入“X-220.001 Z-103.167”，如圖7所示。（6）按回車，結果G54的界面就會顯示“X-220.001 Z-103.167”，如圖8所示。圖7圖82號刀的對刀過程與1號刀類似，只不過不能切端面。具體如下：（1）按“刀位轉換”將2號刀換到切削位置，按“主軸正轉”啟動主軸，按“手動”，將刀具移動到合適的位置然后按“-Z”手動車削外圓，最后按“+Z”沿Z向退刀，如圖4所示。（2）按“主軸停止”停止主軸，然后測量2號刀試切

8、部分的直徑，測得直徑為65.980，則半徑為32.990。記下機床指令位置的X值，為-108.99。那么工件軸線在機床坐標系下的X坐標為X=-108.99-32.99=-141.980。（3）按“主軸正轉”啟動主軸，按“手動”，然后按“-Z”手動繼續(xù)車削外圓，最后按“+X”沿X向退刀，如圖5所示。（4）按“主軸停止”停止主軸，測量2號刀的試切長度，得33.087。記下機床指令位置的Z值，為-70.559。那么工件右端面在機床坐標系下的Z坐標Z=-70.559-33.087=-103.646。（5）按“F10（返回）”返回頂層菜單，按“F4（MDI）”，再按“F4（坐標系）”，進入自動坐標系G5

9、4的界面，按“PgDn”鍵進入G55的界面，在MDI的提示下輸入“X-141.980 Z-103.646”，按回車，結果G55的界面就會顯示“X-141.980 Z-103.646”，如圖9所示。如果還有3號和4號刀具，其對刀方法與2號刀具是一樣的，這里不再贅述。使用G54G59對刀需要注意以下幾點：（1）刀偏表中所有刀具的X偏置和Z偏置都要設為0。這是因為如果采用G54G59進行了零點偏移，而同時在刀偏表中設置了刀具偏置，程序執(zhí)行時會進行雙重偏置，系統(tǒng)會產生超程報警，不予執(zhí)行。 圖9（2）程序中，每一把刀具在使用前，都應該用G54G59指令調用相應的工件坐標系，如：%0001G54 （調用G

10、54坐標系） M03 S800 T0101 （用1號刀）G55 （調用G55坐標系）T0202 （用2號刀）M30 （程序結束）三、G92設定工件坐標系上面介紹的T對刀和G54G59對刀都是在程序執(zhí)行之前手動進行的。我們也可以在程序執(zhí)行的過程中動態(tài)地建立工件坐標系，這就要用到G92指令。它的格式是G92 X Z。其原理是：以刀具當前位置為基準，建立一個坐標系，使得刀尖在該坐標系下的坐標值是（，）。用法如下：（1）按“刀位轉換”將1號刀換到加工位置上，按“主軸正轉”啟動主軸，按“手動”，將刀具移動到合適的位置然后按“-Z”手動車削外圓，最后按“+Z”沿Z向退刀。（2）按“主軸停止”停止主軸，然后

11、測量1號刀試切部分的直徑，測得直徑為69.934，則半徑為34.967。記下機床指令位置的X值，為-185.034。那么工件軸線在機床坐標系下的X坐標為X=-185.034-34.967=-220.001。（3）按“主軸正轉”啟動主軸，按“手動”，將刀具移動到合適位置，然后按“-X”手動車削端面，最后按“+X”沿X向退刀。（4）按“主軸停止”停止主軸，記下機床指令位置的Z坐標Z=-103.167，這表示工件右端面在機床坐標系下的Z坐標Z=-103.167。（5）按“F10（返回）”返回頂層菜單，按“F4（MDI）”，再按“F6（MDI運行）”，在MDI方式下，逐行輸入以下程序段。每輸入一行后敲

12、回車，并按“循環(huán)啟動”。M03 S600 （主軸正轉，轉速600r/min）G53 G90 G01 Z-103.167 F100（直接機床坐標系編程，刀具移動到工件右端平面上）G53 G90 G01 X-220.001 F100（直接機床坐標系編程，刀具移動到工件右端面中心，如圖10）G91 G00 X100 Z50（相對編程，刀具相對右端面中心，沿X正向移動100，Z正向移動50，如圖11、圖12）M05 （主軸停止） 圖10 圖11進行以上操作后，編寫程序時，程序開頭應該有G92 X100 Z50。例如：%0002G92 X100 Z50M03 S600G00 X100 Z50M30圖12使用G92應該注意以下問題：（1）G92只是在程序開頭動態(tài)建立工件坐標系，實際系統(tǒng)執(zhí)行該指令時，刀具并不產生動作。（2）使用G92時，1號刀的X偏置和Z偏置都要設為0，G54G59這六個坐標系的X和Z也都要設為0。（3）MDI方式下將刀具移動到（100，50）后，在程序執(zhí)行前不要再手動移動刀具。（4）程序結束前，應該將刀具移動到（100，50）的位置。否則下次執(zhí)行程序時會產生偏移。（5）本例中只給了一把刀具，如果有幾把