數控銑床（加工中心）對刀方法的研究與實踐

摘 要：本文結合使用數控銑床、加工中心（采用FUNAC0i-mate數控系統）的實際經驗，控討了幾種常用的數控銑床（加工中心）的對刀方法。

關鍵詞：刀位點 工件坐標系 對刀方法 調刀補

中圖分類號：TG547 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）11（b）-0047-01

我們在數控銑床（加工中心）上自動加工零件前，首先一定要確定工件坐標系，這個坐標系是編程人員以工件上的某一點為坐標原點建立的一個坐標系，是用來定義工件形狀和刀具相對工件運動的坐標系。那么如何在機床上確定工件坐標系呢，這就是本文所要探討的對刀問題。對刀是數控銑床（加工中心）加工中的主要操作和重要技能，所謂對刀就是使刀具的刀位點與工件坐標系原點重合，也即就是測量工件坐標系原點與機床原點之間的偏移距離（工件坐標系原點在以刀位點為參照的機床坐標系里的坐標值）。

對刀的方法有很多種，本文以數控銑床、加工中心（采用FUNAC0I-mate數控系統）為例介紹幾種常用的對刀方法，本文約定以工件坐標系原點在工件上表面中心處為例。

1 用分中棒X、Y方向上的對刀方法

（1）在工作臺上用平口鉗夾好工件，注意裝平、裝正、裝實的六字原則，還需根據零件的加工深度確定好工件伸出平口鉗的高度，以免加工中過切平口鉗臺面。

（2）裝夾好分中棒；（分中棒又叫尋邊器，是在CNC數控加工中，用于精確確定被加工工件的中心位置的一種檢測工具，因為生產的需要分中棒有不同的類型，如光電式偏置式等，比較常用的是偏置式。應用光電式分中棒分中時，不需要主軸旋轉，精度可達±0.005 mm，應用偏置式分中棒分中時，主軸以400～600 RPM的速度轉動）。

（3）屏幕上機床坐標切換為相對坐標界面。

1.1 將機床操作模式切換為“手輪模式”，用手輪方式進行對刀

1.2 對X軸分中，具體步驟為

（1）移動工作臺，使分中棒通過調節X軸工作臺的移動速度漸漸靠近并接觸工件左側面，如果是偏置式分中棒，就看上下棒體是否同心，如果是電子式分中棒，就會發出警報聲及亮警示燈。（2）提刀，并將此時的X坐標值清零（在屏幕上輸入X，按軟鍵[起源]）。（3）同步驟（1），使刀具接觸工件的右側面，提刀。（4）方法1：算出此時X坐標值除以2的值，并把刀具移至該點，則此時刀位點所在位置即為工件X向的中點，按MDI鍵盤上的OFFSET SETTING鍵，按軟鍵[坐標系]進入工件坐標系界面，將光標移至G54，輸入X0，按軟鍵盤[測量]。

方法2：算出此時X坐標值除以2的值（以a表示），在屏幕上輸入Xa，按軟鍵[預定]，則相對坐標X=0的位置即為工件X向的中點，將刀具移動到X坐標為零的點，設置G54的X同方法1。

方法3：算出此時X坐標值除以2的值（以a表示），注意+/-號，同上方法進入到G54，輸入Xa，按軟鍵盤[測量]，用這種方法就可以不用將刀具移至工件中心。

（5）按上述步驟和方法對Y軸分中并設置G54的Y。

2 用紙片X、Y方向上的對刀方法

（1）同1.1。

（2）裝夾好刀具，注意刀具的伸出長度在與工件、夾具不干涉的情況下，盡量伸出來短，以增強刀具的剛性。

（3）紙片對刀方法原理同分中棒對刀原理，要注意的就是。

①在安裝并校正好的毛坯四個側面及上表面粘上有油的薄紙片。②使主軸中速旋轉（600～800 PRM）。③若銑刀接觸到工件側面的紙片，紙片會隨著主軸的旋轉而移動。

當然也可以用一只手調節手輪，另一只手不停拉動紙片，直到拉動紙片時，紙片上有劃痕或劃破的痕跡，就說明刀具與工件表面已接觸到了，當然此種方法刀具是不能旋轉的。

3 用Z軸設定器Z方向對刀方法

（1）Z軸設定器有一定高度，一般是50 ～100 mm之間，首先需將Z軸設定器調好零位。對刀時，將Z軸設定器放在工件上表面上。

（2）移動刀具，注意此時主軸不能旋轉，使刀尖漸漸靠近并接觸Z軸設定器，使表針對“0”，此處我們假定使用的Z軸設定器高度為50 mm，然后進入到G54頁面，輸入Z50，按軟鍵盤[測量]。

4 用滾刀Z方向對刀方法

我們用一把刀具放在工件上表面上，注意此時主軸不能旋轉，使刀尖漸漸靠近并接觸我們滾動放在工件表面上的刀具。此處我們假設用的是Φ16 mm的刀具，然后進入到G54頁面，輸入Z16.，按軟鍵盤[測量]。

5 用紙片Z方向對刀方法

方法1：我們在工件上表面粘上有油的紙片，此時刀具用中速旋轉，當刀具接觸工件上表面粘油的紙片，紙片會隨著刀具的旋轉而移動，此處我們假設紙片的厚度為0.1 mm，然后進入到G54頁面，輸入Z0.1.，按軟鍵盤[測量]。

方法2：我們在工件上表面放上紙片，此時刀具不能旋轉，用一只手調節手輪，另一只手不停拉動紙片，直到拉動紙片時，紙片上有劃痕或劃破的痕跡，此處我們假設紙片的厚度為0.1 mm，然后進入到G54頁面，輸入Z0.1.，按軟鍵盤[測量]。

關于Z向對刀，我們也可以使用標準量塊對刀，其原理和方法是相通的。

6 FANUC系統數控銑床二次對刀的方法

說明：數控銑床因沒有自動換刀功能，只能手動換刀，換刀后需重新對刀，但此時的工件對于機床來說，X和Y方向的位置是唯一確定的，所以只需對Z向就可以了。這時分兩種情況。

6.1 原有的對刀基準沒有被加工情況

換刀后利用上述Z軸對刀方法再次對回原有的對刀基準面，再進行G54工作坐標系的Z軸設定即可。

6.2 原有的對刀基準已被加工情況

（1）執行完一個加工程序后，勿卸刀，對一輔助基準面（該輔助基準面應與原有的對刀基準面平行，但不一定在同一平面上），找出輔助基準面與原有對刀基準面的高度差值（即Z向的絕對坐標值）并記下該值b，注意+/-號。（2）手動換刀（包括卸刀→裝刀）。（3）用換刀后的刀具對輔助基準面。（4）將光標移至G54坐標系上，輸入Zb，按軟鍵盤[測量]。

7 結語

對本文介紹的上述對刀方法，筆者都進行了驗證，都取得了較好的效果。讀者可根據其數控銑、加工中心及加工零件的特點，選擇適合自己的對刀方法。對于任何數控銑及加工中心系統來說，對刀原理都是相通的，那么對其它數控系統也具有一定的推廣價值。

參考文獻

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