數(shù)控銑床的對刀原理及對刀方法

張玉蘭

（許昌電氣職業(yè)學(xué)院，河南 許昌 461000）

1 對刀的概念

數(shù)控程序員根據(jù)零件圖紙，選定一個能簡化編程和對刀的坐標(biāo)系及其原點，這個原點被稱為工件原點或編程原點。編程原點的選擇一般要與工件的工藝基準(zhǔn)或設(shè)計基準(zhǔn)相重合，因此編程原點同時又被稱為工件原點。

所謂的對刀，其實就是工件坐標(biāo)系的建立，其過程如下：選擇裝夾后工件的編程坐標(biāo)系原點，找出該點在機床坐標(biāo)系中的絕對坐標(biāo)值，從而將機床坐標(biāo)系原點偏移至工件坐標(biāo)系原點。找出工件坐標(biāo)系在機床坐標(biāo)系中位置的過程稱為對刀。

2 對刀方法

數(shù)控銑床的對刀方法一般可分為兩大類：一種是試切法加工刀具直接試切工件對刀，這種只適合沒有加工過的毛坯件。二是使用常用的輔助工具來進行精確對刀，這種對刀方法刀具跟工件沒有直接接觸，適用于經(jīng)過粗加工或精加工的工件。

工件坐標(biāo)系原點可以采用試切找出，也可以使用輔助工具（尋邊器、百分表等）來尋找工件坐標(biāo)系的原點。常見的尋邊器類型有機械式、電子接觸式、光電感應(yīng)式。下面著重介紹幾種常見采用輔助工具來尋找工件坐標(biāo)系原點的方法。

2.1 XY平面找正

（1）使用百分表尋找編程原點。幾何形狀為回轉(zhuǎn)體的零件常使用百分表找正編程原點，通過百分表找正的目的是使主軸軸心線與工件軸心線同軸，這樣就找到了XY平面的中心。

圖1 XY平面找正

方法如下：①找正之前，調(diào)整到手動方式，使主軸降到工件上表面附近，搖動手搖脈沖發(fā)生器，調(diào)整位置，使主軸軸心線大致與工件軸心線同軸，再抬起主軸到一定的高度，方便安裝磁力表座，在主軸端面把磁力表座吸附好，然后安裝好百分表頭，使百分表觸頭與工件圓柱表面接觸，如圖1所示；于找正過程中，X軸或Y軸可進行單獨找正。若對X軸先找正，則Y軸則不動，在X方向的坐標(biāo)上調(diào)整工件。旋轉(zhuǎn)主軸，使百分表繞著工件在X1與X2點之間作旋轉(zhuǎn)運動，觀察X1與X2點，調(diào)整工作臺X方向的運動，使百分表指針在X1點的與X2點位置相同，說明X軸的中心確定了。同理，進行Y軸中心的確定；③記錄此時“POS”屏幕顯示的X、Y坐標(biāo)值，在工件坐標(biāo)系（G54）輸入X測量、Y測量。

（2）使用離心式尋邊器進行找正。當(dāng)零件的幾何形狀為矩形時，一般采用離心式尋邊器進行編程原點的尋找。

具體方法如下：①在主軸上安裝好尋邊器；于在MDI模式下輸入程序使尋邊器旋轉(zhuǎn)；M03 S600；③循環(huán)啟動該程序，使尋邊器旋轉(zhuǎn)起來，轉(zhuǎn)數(shù)一般為600r/min（注尋邊器轉(zhuǎn)數(shù)一般為600～660r/min）；④選擇手動模式，同時，把屏幕切換到“POS”機械坐標(biāo)顯示狀態(tài)觀察坐標(biāo)；⑤找X軸坐標(biāo)。選擇相應(yīng)的軸選擇旋鈕，搖動手搖脈沖發(fā)生器，使其接近X軸方向的一條側(cè)邊使尋邊器正確找正X軸一側(cè)，記錄屏幕顯示畫面中的機械坐標(biāo)系的X值，設(shè)為X1，用同樣的方法找正另一側(cè)，記錄下X2，但應(yīng)注意以下3點：第一，主軸轉(zhuǎn)速在600～660 r/min；第二，尋邊器逐漸靠近工件時，機床的手動進給倍率應(yīng)由快調(diào)整到慢；第三，Z坐標(biāo)的找正不能使用尋邊器；⑥計算求出 X=（X1垣X2）/2，輸入相應(yīng)的工作偏置坐標(biāo)系；⑦用同樣方法測量并計算出工件坐標(biāo)系Y軸坐標(biāo)。

圖2 離心式尋邊器進行找正

2.2 Z坐標(biāo)找正

Z軸方向原點一般取在工件的上表面。對于Z軸的找正，一般采用量塊或銑刀刀柄來進行Z坐標(biāo)值的測量，如圖3所示。

找正方法：①選擇手動狀態(tài)，把屏幕切換到“POS”機械坐標(biāo)顯示狀態(tài)觀察坐標(biāo)值變化；于采用量塊或銑刀刀柄試塞，搖動手搖脈沖發(fā)生器，使其在Z軸方向接近工件，降低手動進給倍率，然后使用量塊或銑刀刀柄去與刀具端面或刀尖進行試塞。通過反復(fù)調(diào)整試塞，使得量塊與刀具端面或刀尖接觸，即Z方向編程原點已找到；③記錄“POS”機械坐標(biāo)系中的Z坐標(biāo)值，在G54坐標(biāo)系中把該值輸入相應(yīng)的工作偏置中；④校驗找正工件坐標(biāo)系是否正確，用MDI功能控制機床運行（程序指令，G54G90G00X0Y0Z50）。

使用通用工具來進行對刀，操作者的熟練程度直接決定其對刀精度與對刀速度，在實踐過程中反復(fù)訓(xùn)練，能夠達到較高的對刀精度與對刀速度，多數(shù)工件的加工精度要求都基本上能滿足，因此，在日常生產(chǎn)中非常重要，具有一定的推廣價值。