數控車床對刀與操作的經驗和技巧

孔德新 張昕 朱曉剛

摘要：本文介紹了數控車床對刀原理和操作數控機床的經驗和技巧，這些經驗和技巧是在長期使用FANUC-oiA數控車床的經驗積累，對使用其它數控系統的操作者有重要的借鑒作用。

關鍵詞：數控車床 經驗 技巧

1 概述

數控車床對刀是數控車削加工中重要的比較復雜的工藝準備之一，它的精度將直接影響到加工程序的編制及零件的尺寸精度。多數數控系統對這項功能的說明書中，不涉及其工作原理，只是對操作方法和步驟有相應的提示，無法真正理解和掌握數控車床的對刀方法。本文以FANUC-oiA數控車床系統為例，以試切法為例子，對數控車床的對刀進行分析。

2 對刀的概念

一般來說，數控車床通電后的第一步就是進行回參考點的操作，如此有利于建立以參考點為原點的機床坐標系。該坐標系是數控系統執行的所有地址命令（x ，z）的依據。在實際的編程過程中，更多考慮的是工件坐標系，而不是機床坐標系。通常會把工件坐標系的原點定在工件右端面的中點，被叫做工件原點（或程序原點），加工程序就是依此坐標為依據編制的。未來只要把該程序輸入系統，系統就會按照程序內的數據進行自動的加工。表面上，系統在執行程序中地址命令時是在執行工件坐標系的地址，但是其實它是在執行內部已經轉換過的機床坐標系的地址。所以，要想依照機床坐標值對工件進行完全加工，只要明確工件原點在機床坐標中的位置即可。然而要想明確工件原點在機床坐標中的位置，必須通過對刀操作，并經過系統計算。所以，對刀的目的就是確定工件坐標系，它是一種把工件坐標系與機床坐標系關聯在一起的操作。通常編程時會把工件右端面的中心設為編程坐標系的原點，而對刀時工件坐標系的原點需和編程坐標系原點一致。

3 對刀操作

一般操作者最常用最好掌握的方法是采用手動試切對刀法。具體的操作步驟是，先進行零點偏置設置，手動對齊基準刀具到工件的右端面。若工件右端面不平整，必須用基準刀將工件右端面車削平整，然后手動退刀，并且僅僅在x方向退刀，z方向不動，把當前的刀具位置記錄到零點偏置里。接下來對基準刀的x方向，將刀具的刀位點對齊到工件的外圓表面或者切一小段外圓，然后手動退刀，注意僅僅在z方向退刀，x方向不動，用游標卡尺或千分尺測量工件試切后的外圓的尺寸，根據這個尺寸計算出刀具的長度補償值記入系統，這樣基準刀具就對好了。其他刀具的對刀重復上述操作。對刀結束后，還要進行對刀正確性進行檢驗。檢驗的方法是用MDI方式將刀具上的對刀參考點移到工件的右端的外圓處，首先檢驗Z向對刀的正確性。在MDI方式下，輸入T0101；G00Z0；按下insert鍵-循環啟動鍵，再切換到手搖模式，保持Z不變，X方向搖刀具接近工件，看刀尖是否在端面上。接著驗證X方向的正確性，在手搖模式下，輸入T0101；G00X0；按下insert鍵-循環啟動鍵，再切換到手搖模式，保持X不變，Z方向搖刀具接近工件，看刀尖是否在工件回轉中心，如果在就說明對刀正確，否則說明對刀有誤。

4 操作的經驗與技巧

①巧用G01指令。G00指令一般用于刀具加工前快速定位或加工后快速退刀。在執行G00指令時，由于各軸以各自的速度快速移動，運動軌跡不一定是起點到終點的一條直線，并且速度較快，容易造成事故。為了避免事故的發生，在程序編制時，可以暫時用G01來代替G00，F值給一個較大的量，這樣在調試過程中可以避免撞刀。②程序開頭要寫全。在程序頭應該把一些模態指令寫全，因為不同的系統默認值可能有區別。③選擇合適的換刀點。換刀點是指編制數控車床多刀加工程序時，相對于車床固定原點而設置的自動換刀的位置。換刀點的具體位置應根據工序內容而定。為了防止換刀時碰撞到工件或夾具、尾座而發生事故，除特殊情況外，其換刀點幾乎都設置在被加工零件的外面，并留有一定的安全區。④程序段號編寫。寫程序時要在每個程序段前編寫程序段號，便于調試時辨認，增強可讀性，而且程序段號間不要連續寫，應有相應的間隔，便于在中間插入漏寫的內容，比如：N10；N20；N30。如果N10和N20之間漏寫了程序段，可以在它們之間補寫N15程序段。

5 調試

程序調試時，首先從程序控制中選中空運行，空運行速度快，而且不做進給運動，其作用是檢查語法錯誤。空運行通過后，將空運行取消，開始正式運行調試。這時要用一個手始終控制進給倍率旋鈕以控制進給速度，當一個程序段快要運行到終點時，把倍率調低，待刀具越過轉折點，確認行進方向正確后再調高倍率，這樣做可以保證不會撞刀，當然，前提是程序中要把G00寫成G01，等程序調試全部通過后再把G01改成G00。

6 按規定回參考點

加裝相對編碼器的數控車床在機床上電或斷電后重新帶電或故障排除復位后，要及時進行回參考點的操作，而加裝絕對編碼器則不會失去對參考點的記憶，為避免車刀與工件或機床碰撞，加裝相對編碼器的數控車床在以上情況下按規定先回參考點。

以上經驗是在FANUC-oiA數控車床上實驗得出的，其它系統會有些區別，但大同小異，仍有借鑒意義。

參考文獻：

[1]劉學江，郭子利，王會剛.數控車床對刀編程與調試的經驗和技巧[J].機械，2006-07-25.

[2]陳志群.數控車床對刀和原點偏置的機理分析及應用[J].機械研究與應用，2010-08-31.

[3]吳舒風，邵吉林.數控車床對刀方法分析及應用[J].科技傳播，2011-06-08.

作者簡介：孔德新（1973-），男，吉林九臺人，講師，研究方向：機械加工與零件維修。