數(shù)控車床對(duì)刀及建立工件坐標(biāo)系的幾種方法

數(shù)控車床對(duì)刀及建立工件坐標(biāo)系的方法在數(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。所以作為數(shù)控車床的操作者，首先要掌握對(duì)刀及工件坐標(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)刀及工件坐標(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?！卑粹o，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，然后測量試切部分的直徑，測得直徑為①69.934，按“F4（MDI）”，再按“F2（刀偏表）”，將光條移到1號(hào)刀的試切直徑---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(hào)刀的試切長度，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-141.980Z-103.646”，按回車，結(jié)果G55的界面就會(huì)顯示“XT41.980Z-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G54~G59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54~G59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圖9（2）程序中，每一把刀具在使用前，都應(yīng)該用G54~G59指令調(diào)用相應(yīng)的工件坐標(biāo)系，如：%0001G54%0001G54M03S800T0101調(diào)用G54坐標(biāo)系）用1號(hào)刀）G55調(diào)用G55坐標(biāo)系）G55T0202用2號(hào)刀）T0202M30（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G54~G59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G92X’應(yīng)。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（a,0）。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”停止主軸，然后測量1號(hào)刀試切部分的直徑，測得直徑為①69.934，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=T85.034-34.967=-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。每輸入一行后敲回車，并按“循環(huán)啟動(dòng)”。M03S600（主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速600r/min）G53G90G01Z-103.167F100（直接機(jī)床坐標(biāo)系編程，刀具移動(dòng)到工件右端平面上）G53G90G01X-220.001F100（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）G91G00X100Z50（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G92X100Z50。例如:%0002

華中數(shù)控G92X100Z50M03S600G00X100Z50M30補(bǔ)運(yùn)行程序索引H%-1N0000纟機(jī)床指令位置y::V::華中數(shù)控G92X100Z50M03S600G00X100Z50M30補(bǔ)運(yùn)行程序索引H%-1N0000纟機(jī)床指令位置y::V::::丿::-220.001::￡::-103.167磬F磬100.000HSH0.000纟工件坐標(biāo)零點(diǎn)y::y::::.A.::0.000::￡::0.000當(dāng)前協(xié)工程序行:H主軸修調(diào)瞎%100.0H進(jìn)紿修調(diào)瞎%100.0H快速修調(diào)%100.0M1||T0||CT0顯示方式■■:ICDI:■■自功單嶷手動(dòng)堆?0回誓電運(yùn)行r-TL托1X1DK1DD:—一a44即1床7T倬4轉(zhuǎn)換處軸TF點(diǎn)動(dòng)穿盤鬥點(diǎn)動(dòng)4主抽正轉(zhuǎn)||^|*主軸反轉(zhuǎn)+X+CQ-Z快進(jìn)4+Z=C-X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。使用G92時(shí)，1號(hào)刀的X偏置和Z偏置都要設(shè)為0,G54~G59這六個(gè)坐標(biāo)系的X和Z也都要設(shè)為0。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。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。本例中只給了一把刀具，如果有幾把刀具，則其它刀具的X偏置和Z偏置只