1.2刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償

一、數(shù)控銑床的對(duì)刀及對(duì)刀儀器

對(duì)于在加工中心上加工的具體工件來說，必須通過一定的方法把工件坐標(biāo)系原點(diǎn)(實(shí)際上是工件坐標(biāo)系原點(diǎn)所在的機(jī)床坐標(biāo)值)檢測(cè)出來，這個(gè)過程稱為“對(duì)刀’’。使用的方法一般有“試切法’’對(duì)刀和“工具’’對(duì)刀兩種。

“試切法”對(duì)刀是利用銑刀與工件相接觸產(chǎn)生切屑或摩擦聲來找到工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的機(jī)床坐標(biāo)值，這種方法比較簡(jiǎn)單，但會(huì)在工件表面留下痕跡，且對(duì)刀精度不高，它適用于工件側(cè)面要求不高的場(chǎng)合；對(duì)于加工模具或表面要求較高的工件時(shí)需采用“工具”對(duì)刀，通常選用偏心式尋邊器或光電式尋邊器進(jìn)行X、Y軸零點(diǎn)的確定。光電式尋邊器比偏心式尋邊器適用于更高精度的場(chǎng)合。

圖4－41加工中心訓(xùn)練零件三（需要兩面加工）需要兩面加工的零件

利用Z向設(shè)定器進(jìn)行Z軸零點(diǎn)的確定(Z向設(shè)定器上下表面的距離為50mm或100mm的標(biāo)準(zhǔn)值)。使用時(shí)，把Z向設(shè)定器放在工件坐標(biāo)系Z軸0點(diǎn)的平面上，用刀具壓下圓柱臺(tái)，指示燈亮，表明刀尖到工件坐標(biāo)系Z軸0點(diǎn)的Z向距離為50mm或100mm。對(duì)刀精度應(yīng)達(dá)到0.005mm

。其操作步驟如下：①校準(zhǔn)。以研磨過的圓棒平壓Z軸設(shè)定器的研磨面，并與外圓的研磨面保持在同一平面，同時(shí)調(diào)整側(cè)面的表盤，使指針調(diào)到零，即完成設(shè)定。

②使用。首先將工件表面擦拭干凈，Z軸設(shè)定器的表面和底面一并擦干凈，平放工件上面。其次，將機(jī)床主軸上的刀具移到設(shè)定器的端面，接觸后注意表盤，當(dāng)指針到達(dá)設(shè)定時(shí)的零位，記下機(jī)械坐標(biāo)系的Z值加Z軸設(shè)定器的高度即為刀具的長(zhǎng)度補(bǔ)償值。用上述方法分別測(cè)量3把刀的刀位點(diǎn)到工件上表面的Z數(shù)值，分別輸入到對(duì)應(yīng)的刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償中(G54中Z值設(shè)為0)。機(jī)上對(duì)刀尋邊器的工作原理圖4-12所示。光電式尋邊器一般由柄部和觸頭組成，它們之間有一個(gè)固定的電位差。觸頭裝在機(jī)床主軸上時(shí)，工作臺(tái)上的工件(金屬材料)與觸頭電位相同，當(dāng)觸頭與工件表面接觸時(shí)就形成回路電流，使內(nèi)部電路產(chǎn)生光、電信號(hào),指示燈亮。(2)偏心式尋邊器偏心式尋邊器是采用離心力的原理來確定工件位置的，主要用于確定工件坐標(biāo)系及測(cè)量工件長(zhǎng)度、孔徑、槽寬等。如圖所示，將其夾持在機(jī)床主軸上，測(cè)定端處于下方。將主軸轉(zhuǎn)速設(shè)定為400～600r／min，測(cè)定端保持偏心距0.5mm左右。將測(cè)定端與工件端面相接觸且逐漸逼近工件端面，測(cè)定端由擺動(dòng)逐步變?yōu)橄鄬?duì)靜止，如圖2－36(b)、圖2—36(c)。此時(shí)采用微動(dòng)進(jìn)給，直到測(cè)定端重新產(chǎn)生偏心為止，如圖2－36(d)，重復(fù)操作幾次，可使定位精度在3μm以內(nèi)，這時(shí)考慮測(cè)定端的直徑，就能確定工件的位置。注意：尋邊器伸出的長(zhǎng)度，如圖其偏心凸臺(tái)距刀柄5~10.二、機(jī)外對(duì)刀儀加工中心機(jī)外對(duì)刀儀示意圖如圖4－19所示。機(jī)外對(duì)刀儀用來測(cè)量刀具的長(zhǎng)度、直徑和刀具形狀、角度。從結(jié)構(gòu)上分有接觸式測(cè)量和光屏投影放大測(cè)量?jī)煞N。為實(shí)現(xiàn)刀具的快換，要求刀具在機(jī)外將尺寸調(diào)好，換刀時(shí)不需任何附加調(diào)整，即可保證加工出合格的工件尺寸。除少數(shù)刀具需要在機(jī)床上調(diào)刀外，大多數(shù)數(shù)控刀具都要在刀具裝入機(jī)床刀架或進(jìn)入刀庫前，預(yù)先將經(jīng)組裝好的刀具，利用刀具預(yù)調(diào)設(shè)備(刀具預(yù)調(diào)儀)調(diào)整并測(cè)出刀具切削刃的位置參數(shù)。這一工作稱為刀具預(yù)調(diào)。對(duì)刀儀由下列三部分組成：①刀柄定位機(jī)構(gòu)對(duì)刀儀的刀柄定位機(jī)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)刀柄相對(duì)應(yīng)，它是測(cè)量的基準(zhǔn)，所以要有很高的精度，并與加工中心的定位基準(zhǔn)要求一樣，以保證測(cè)量與使用的一致性。定位機(jī)構(gòu)包括：回轉(zhuǎn)精度很高的主軸；使主軸回轉(zhuǎn)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；使主軸與刀具之間拉緊的預(yù)緊機(jī)構(gòu)。

②測(cè)頭與測(cè)量機(jī)構(gòu)測(cè)頭有接觸式和非接觸式兩種。接觸式測(cè)頭直接接觸刀刃的主要測(cè)量點(diǎn)(最高點(diǎn)和最大外徑點(diǎn))；非接觸式主要用光學(xué)的方法，把刀尖投影到光屏上進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量機(jī)構(gòu)提供刀刃的切削點(diǎn)處的Z軸和X軸(半徑)尺寸值，即刀具的軸向尺寸和徑向尺寸。測(cè)量的讀數(shù)方式有機(jī)械式(如游標(biāo)刻線尺)，也有數(shù)顯或光學(xué)等。③測(cè)量數(shù)據(jù)處理裝置該裝置可以把刀具的測(cè)量值自動(dòng)打印出來，或與上一級(jí)管理計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，進(jìn)行柔性加工，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)修正和補(bǔ)償。5.4.1刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償?shù)淖饔?/p>

加工中心完成一次加工使用的刀具很多，而每把刀具的長(zhǎng)度均不一樣，這給編程和加工帶來麻煩。使用刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償指令，在編程時(shí)就不必考慮刀具的實(shí)際長(zhǎng)度及各把刀具不同的長(zhǎng)度尺寸。加工時(shí)，用MDI方式輸入刀具的長(zhǎng)度尺寸，即可正確加工。當(dāng)由于刀具磨損、更換刀具等原因引起刀具長(zhǎng)度尺寸變化時(shí)，只要修正刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償量，而不必調(diào)整程序或刀具。

一、刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償指令——用來補(bǔ)償假定的刀具長(zhǎng)度與實(shí)際的刀具長(zhǎng)度之間的差值的指令。1．刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償指令（1）指令格式

G44

H

；（刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償“-”）G49；或H00；(取消刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償）

G43

H

；（刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償“+”）H

用于指令偏置存儲(chǔ)器的偏置號(hào)。（2）指令說明G43、G44為模態(tài)指令，可以在程序中保持連續(xù)有效；G43、G44的撤消可以使用G49指令或選擇H00進(jìn)行；實(shí)際編程中，為避免產(chǎn)生混淆，通常采用G43而非G44指令；假定標(biāo)準(zhǔn)刀具長(zhǎng)度為0，理論移動(dòng)距離為-100mm。采用G43指令進(jìn)行編程，計(jì)算刀具從當(dāng)前位置移動(dòng)至工件表面的實(shí)際移動(dòng)量（已知：H01為20.0；H02為60.0；H03為40.0）。（3）編程實(shí)例刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償實(shí)例刀具1：G43G01Z0H01F100；

刀具的實(shí)際移動(dòng)量=-100+20=-80，刀具向下移80mm。刀具2：刀具3：

G43G01Z0H02F100；刀具的實(shí)際移動(dòng)量=-100+60=-40，刀具向下移40mm。

如果采用G44編程，則輸入H03中的偏置值應(yīng)為-40.0：

G44G01Z0H03F100；

刀具的實(shí)際移動(dòng)量=-100-（-40）=-60，刀具向下移60mm。2．刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用（1）將Z向?qū)Φ吨翟O(shè)為刀具長(zhǎng)度刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用假設(shè)用一標(biāo)準(zhǔn)刀具進(jìn)行對(duì)刀，該刀具的長(zhǎng)度等于機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)與工件坐標(biāo)原點(diǎn)之間的距離值。對(duì)刀后采用G54設(shè)定工件坐標(biāo)系，則Z向偏置值設(shè)定為“0”。G54工件坐標(biāo)系參數(shù)設(shè)定

刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償參數(shù)設(shè)定刀具相對(duì)應(yīng)的偏置存儲(chǔ)器“H01”為“-140.0”；“H02”為“-100.0”；“H03”為“-120.0”。刀具移動(dòng)編程指令如下：G90G54G49G94；G43G00Z

H

F100M03S

；

……G49G91G28Z0；……

選擇其中的一把刀具作為標(biāo)準(zhǔn)刀具，也可將所選擇的標(biāo)準(zhǔn)刀具的長(zhǎng)度設(shè)為“0”，再將上圖中測(cè)得的機(jī)械坐標(biāo)A值輸入G54的Z偏置存儲(chǔ)器中，而將不同的刀具長(zhǎng)度（L1、L2和L3）輸入對(duì)應(yīng)的刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償存儲(chǔ)器中。（2）機(jī)外對(duì)刀后的設(shè)定刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用以1號(hào)刀具作為標(biāo)準(zhǔn)刀具，則以1號(hào)刀具對(duì)刀后在“G54”存儲(chǔ)器中設(shè)定的Z坐標(biāo)值為“-140.0”。設(shè)定在刀具長(zhǎng)度偏置存儲(chǔ)器中的值依次為：H01=0；H02=40；H03=20。1、計(jì)算求得每把刀的長(zhǎng)度補(bǔ)償值

（1）直接利用機(jī)床測(cè)量（2）采用機(jī)外對(duì)刀儀測(cè)量

圖5－11對(duì)刀儀的基本結(jié)構(gòu)

圖5－12鉆削刀具2、刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償值的輸入（1）按一下“OFFSET