數(shù)控車床對(duì)刀與建立工件坐標(biāo)系的方法

1、. . . . 數(shù)控車床對(duì)刀與建立工件坐標(biāo)系的方法摘要：利用數(shù)控車床進(jìn)行零件加工時(shí)，開機(jī)后，我們先要執(zhí)行回參考點(diǎn)的操作，以便建立機(jī)床坐標(biāo)系；然后要進(jìn)行對(duì)刀與建立工件坐標(biāo)系的操作，最后再編制零件的程序并加工。對(duì)刀的準(zhǔn)確與否直接會(huì)影響后面的加工。在實(shí)際使用中，試切法對(duì)刀有三種形式，本文主要介紹這三種對(duì)刀形式。關(guān)鍵字：數(shù)控車床 機(jī)床坐標(biāo)系 工件坐標(biāo)系 試切法對(duì)刀正文：在數(shù)控車床上加工零件時(shí)，我們通常先開機(jī)回零，然后安裝零件毛坯和刀具，接著要進(jìn)行對(duì)刀和建立工件坐標(biāo)系的操作，最后才是編制程序和自動(dòng)加工。對(duì)刀操作的正確與否，直接會(huì)影響后續(xù)的加工。對(duì)刀有誤的話，輕則影響零件的加工精度，重則會(huì)造成機(jī)床事故。所

2、以作為數(shù)控車床的操作者，首先要掌握對(duì)刀與工件坐標(biāo)系的建立方法。數(shù)控車床上的對(duì)刀方法有兩種：試切法對(duì)刀和機(jī)外對(duì)刀儀對(duì)刀。一般學(xué)校沒有機(jī)外對(duì)刀儀這種設(shè)備，所以采用試切法對(duì)刀。而根據(jù)實(shí)際需要，試切法對(duì)刀又可以采用三種形式，本文以華中數(shù)控HNC-21/T系統(tǒng)為例來闡述這三種形式的對(duì)刀與工件坐標(biāo)系的建立方法。一、T對(duì)刀T對(duì)刀的基本原理是：對(duì)于每一把刀，我們假設(shè)將刀尖移至工件右端面中心，記下此時(shí)的機(jī)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(shù)控系統(tǒng)在執(zhí)行程序指令時(shí)，會(huì)將刀具的偏置值加到指令的X、Z坐標(biāo)中，從而保證所到達(dá)的位置正確。其具體的操作如下：（1）開啟機(jī)床，釋放“急?！卑?/p>

3、鈕，按“回零”，再按“+X”和“+Z”，執(zhí)行回參考點(diǎn)操作。（2）按“主軸正轉(zhuǎn)”啟動(dòng)主軸，按“手動(dòng)”，將刀具移動(dòng)到合適的位置然后按“-Z”手動(dòng)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(cè)量試切部分的直徑，測(cè)得直徑為69.934，按“F4（MDI）”，再按“F2（刀偏表）”，將光條移到1號(hào)刀的試切直徑上，回車，輸入69.934，再回車，1號(hào)刀的X偏置會(huì)自動(dòng)計(jì)算出來，如圖3所示。圖1 圖2（4）移動(dòng)刀具到合適的位置，按“主軸正轉(zhuǎn)”啟動(dòng)主軸，按“手動(dòng)”，然后按“-X”手動(dòng)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(hào)

4、刀的試切長(zhǎng)度上，回車，輸入0，再回車，1號(hào)刀的Z偏置會(huì)自動(dòng)計(jì)算出來，如圖3所示。圖32號(hào)刀的對(duì)刀過程與1號(hào)刀類似，只不過不能切端面。具體如下：（1）按“刀位轉(zhuǎn)換”將2號(hào)刀換到切削位置，按“主軸正轉(zhuǎn)”啟動(dòng)主軸，按“手動(dòng)”，將刀具移動(dòng)到合適的位置然后按“-Z”手動(dòng)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(cè)量2號(hào)刀試切部分的直徑，測(cè)得直徑為65.980，將光條移到2號(hào)刀的試切直徑上，回車，輸入65.980，再回車，2號(hào)刀的X偏置會(huì)自動(dòng)計(jì)算出來，如圖6所示。（3）按“主軸正轉(zhuǎn)”啟動(dòng)主軸，按“手動(dòng)”，然后按“-Z”手動(dòng)繼續(xù)車削外圓，最后按“+X”沿X向退刀，如圖

5、5所示。（4）按“主軸停止”停止主軸，測(cè)量2號(hào)刀的試切長(zhǎng)度，得33.087， 將光條移到2 號(hào)刀的試切長(zhǎng)度上，回車，輸入-33.087，再回車，2號(hào)刀的Z偏置會(huì)自動(dòng)計(jì)算出來，如圖6所示。如果還有3號(hào)和4號(hào)刀具，其對(duì)刀方法與2號(hào)刀具是一樣的，這里不再贅述。圖4 圖5圖6使用T對(duì)刀需要注意兩點(diǎn)：（1）G54G59這六個(gè)坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)都要設(shè)成（0，0），后面將會(huì)講述。 （2）程序中，每一把刀具在使用前，都應(yīng)該用T指令調(diào)用相應(yīng)的刀偏，如T0101，T0202等。二、G54G59對(duì)刀G54G59又稱零點(diǎn)偏置指令，它是將機(jī)床坐標(biāo)系偏移一定的距離來建立工件坐標(biāo)系。其具體操作如下：（1）按“刀位轉(zhuǎn)換”將1號(hào)

6、刀換到加工位置上，按“主軸正轉(zhuǎn)”啟動(dòng)主軸，按“手動(dòng)”，將刀具移動(dòng)到合適的位置然后按“-Z”手動(dòng)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(cè)量1號(hào)刀試切部分的直徑，測(cè)得直徑為69.934，則半徑為34.967。記下機(jī)床指令位置的X值，為-185.034。那么工件軸線在機(jī)床坐標(biāo)系下的X坐標(biāo)為X=-185.034-34.967=-220.001。（3）按“主軸正轉(zhuǎn)”啟動(dòng)主軸，按“手動(dòng)”，將刀具移動(dòng)到合適位置，然后按“-X”手動(dòng)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(jī)床指令位置的Z坐標(biāo)Z=-103.167，這表示工件右

7、端面在機(jī)床坐標(biāo)系下的Z坐標(biāo)Z=-103.167。（5）按“F10（返回）”返回頂層菜單，按“F4（MDI）”，再按“F4（坐標(biāo)系）”，進(jìn)入自動(dòng)坐標(biāo)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(jié)果G54的界面就會(huì)顯示“X-220.001 Z-103.167”，如圖8所示。圖7圖82號(hào)刀的對(duì)刀過程與1號(hào)刀類似，只不過不能切端面。具體如下：（1）按“刀位轉(zhuǎn)換”將2號(hào)刀換到切削位置，按“主軸正轉(zhuǎn)”啟動(dòng)主軸，按“手動(dòng)”，將刀具移動(dòng)到合適的位置然后按“-Z”手動(dòng)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(cè)

8、量2號(hào)刀試切部分的直徑，測(cè)得直徑為65.980，則半徑為32.990。記下機(jī)床指令位置的X值，為-108.99。那么工件軸線在機(jī)床坐標(biāo)系下的X坐標(biāo)為X=-108.99-32.99=-141.980。（3）按“主軸正轉(zhuǎn)”啟動(dòng)主軸，按“手動(dòng)”，然后按“-Z”手動(dòng)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(cè)量2號(hào)刀的試切長(zhǎng)度，得33.087。記下機(jī)床指令位置的Z值，為-70.559。那么工件右端面在機(jī)床坐標(biāo)系下的Z坐標(biāo)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(biāo)系）”，進(jìn)入自

9、動(dòng)坐標(biāo)系G54的界面，按“PgDn”鍵進(jìn)入G55的界面，在MDI的提示下輸入“X-141.980 Z-103.646”，按回車，結(jié)果G55的界面就會(huì)顯示“X-141.980 Z-103.646”，如圖9所示。如果還有3號(hào)和4號(hào)刀具，其對(duì)刀方法與2號(hào)刀具是一樣的，這里不再贅述。使用G54G59對(duì)刀需要注意以下幾點(diǎn)：（1）刀偏表中所有刀具的X偏置和Z偏置都要設(shè)為0。這是因?yàn)槿绻捎肎54G59進(jìn)行了零點(diǎn)偏移，而同時(shí)在刀偏表中設(shè)置了刀具偏置，程序執(zhí)行時(shí)會(huì)進(jìn)行雙重偏置，系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生超程報(bào)警，不予執(zhí)行。 圖9（2）程序中，每一把刀具在使用前，都應(yīng)該用G54G59指令調(diào)用相應(yīng)的工件坐標(biāo)系，如：%0001G5

10、4 （調(diào)用G54坐標(biāo)系） M03 S800 T0101 （用1號(hào)刀）G55 （調(diào)用G55坐標(biāo)系）T0202 （用2號(hào)刀）M30 （程序結(jié)束）三、G92設(shè)定工件坐標(biāo)系上面介紹的T對(duì)刀和G54G59對(duì)刀都是在程序執(zhí)行之前手動(dòng)進(jìn)行的。我們也可以在程序執(zhí)行的過程中動(dòng)態(tài)地建立工件坐標(biāo)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(dāng)前位置為基準(zhǔn)，建立一個(gè)坐標(biāo)系，使得刀尖在該坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值是（，）。用法如下：（1）按“刀位轉(zhuǎn)換”將1號(hào)刀換到加工位置上，按“主軸正轉(zhuǎn)”啟動(dòng)主軸，按“手動(dòng)”，將刀具移動(dòng)到合適的位置然后按“-Z”手動(dòng)車削外圓，最后按“+Z”沿Z向退刀。（2）按“主軸停止”停

11、止主軸，然后測(cè)量1號(hào)刀試切部分的直徑，測(cè)得直徑為69.934，則半徑為34.967。記下機(jī)床指令位置的X值，為-185.034。那么工件軸線在機(jī)床坐標(biāo)系下的X坐標(biāo)為X=-185.034-34.967=-220.001。（3）按“主軸正轉(zhuǎn)”啟動(dòng)主軸，按“手動(dòng)”，將刀具移動(dòng)到合適位置，然后按“-X”手動(dòng)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(jī)床指令位置的Z坐標(biāo)Z=-103.167，這表示工件右端面在機(jī)床坐標(biāo)系下的Z坐標(biāo)Z=-103.167。（5）按“F10（返回）”返回頂層菜單，按“F4（MDI）”，再按“F6（MDI運(yùn)行）”，在MDI方式下，逐行輸入以下程序段。每

12、輸入一行后敲回車，并按“循環(huán)啟動(dòng)”。M03 S600 （主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速600r/min）G53 G90 G01 Z-103.167 F100（直接機(jī)床坐標(biāo)系編程，刀具移動(dòng)到工件右端平面上）G53 G90 G01 X-220.001 F100（直接機(jī)床坐標(biāo)系編程，刀具移動(dòng)到工件右端面中心，如圖10）G91 G00 X100 Z50（相對(duì)編程，刀具相對(duì)右端面中心，沿X正向移動(dòng)100，Z正向移動(dòng)50，如圖11、圖12）M05 （主軸停止）圖10 圖11進(jìn)行以上操作后，編寫程序時(shí)，程序開頭應(yīng)該有G92 X100 Z50。例如：%0002G92 X100 Z50M03 S600G00 X100 Z50M30圖12使用G92應(yīng)該注意以下問題：（1）G92只是在程序開頭動(dòng)態(tài)建立工件坐標(biāo)系，實(shí)際系統(tǒng)執(zhí)行該指令時(shí)，刀具并不產(chǎn)生動(dòng)作。（2）使用G92時(shí)，1號(hào)刀的X偏置和Z偏置都要設(shè)為0，G54G59這六個(gè)坐標(biāo)系的X和Z也都要設(shè)為0。（3）MDI方式下將刀具移動(dòng)到（100，50）后，在程序執(zhí)行前不要再手動(dòng)移動(dòng)刀具。（4）程序結(jié)束前，應(yīng)該將刀具移動(dòng)到（100，50）的位置。否則下次執(zhí)行程序時(shí)會(huì)產(chǎn)生偏移。（5）本例中只給了一把刀具，如果有幾把刀具，則其它