數控銑床的對刀策略與實踐應用
——以FANUC系統為例

莊德新

吉林鐵道職業技術學院 吉林 吉林 132000

前言

對刀目的是使得機械坐標系的原點偏移到工件坐標系的原點上，便于編程加工和計算，并將對刀計算的數據輸入到數控系統相應的存儲器中。這樣在程序調用時，指令中的坐標值都是針對我們所設定的工件坐標系給出的。對刀操作的準確性直接影響工件的加工精度[1]。

1 試切法對刀

試切法對刀就是將旋轉的刀具直接接觸工件的四個側面和頂面，通過手輪模式控制機床工作臺和刀具移動，操作步驟介紹如下。

2 刀具選擇

刀具的選用是根據所加工的工藝要求來確定，如果銑削溝槽及小的平面，就選用平底鍵槽銑刀；如果是鉆孔，就選用鉆頭；如果是鏜孔，就選用鏜刀。本文我們以Φ10mm的鎢鋼立銑刀為例，首先將刀具手動安裝在機床主軸上。

3 對刀操作

使用G54～G59其中的一個來建立工件坐標系，以工件的中心設為X、Y的坐標原點，以工件的上表面設為Z軸原點。

（1）X軸對刀操作如下：①在MDI模式下輸入“M03 S500”指令，按循環啟動按鈕使主軸轉動。或在手動方式下按主軸正轉使主軸轉動。②在手輪模式下使刀具從左向右逐漸接近工件左側面，然后調整進給倍率，采用小進給倍率接近，直到刀具與工件產生微量切削或聽見摩擦聲，記下該點的X坐標數值(CRT上顯示的機械坐標值)，X軸不要動，然后在Z軸方向將刀具提起至安全高度；用游標卡尺測量工件X方向的寬度，例如測得尺寸為X=80.60mm，由于刀具半徑為R=5mm，所以將銑刀向右移X1=40.3+5=45.30mm(從CRT上機械坐標中觀察移動數值)，該點就是X軸的零點。③在機床操作面板上按（OFFS／SETTING）鍵，然后按CRT下面的（坐標系）軟鍵，進入對刀界面，將光標移動到坐標系G54的X軸上，輸入“X0”，按“測量”軟鍵，系統自動計算出X軸上數值，機床便以該點為工件坐標系的X軸的原點。

此外，還可以記下位置1的X軸機械坐標值X1，然后手搖使銑刀在工件右側面剛好接觸，記下位置2的機械坐標值X2。然后從位置2向左移動數值為(X1+X2)／2，此時位置即為工件的X坐標零點。

（2）Y軸對刀：與X軸的對刀方法相同，如上所述，在坐標系G54的Y軸上，輸入“Y0”，按（測量）軟鍵，系統自動計算出Y軸上數值，機床便以該點為工件坐標系的Y軸的原點。

（3）Z軸對刀：移動刀具接近工件上表面。當快接觸時，使用小倍率進給轉動手輪，工件頂面對刀是在工件的上表面放一小塊薄紙，當旋轉的刀具接觸到薄紙的時候，紙片會跟隨刀具一起旋轉，此時在對刀頁面中，G54坐標系的Z軸上輸入“Z0.1”，按（測量）軟鍵，Z軸零點即為工件上表面，Z軸對刀完成。

試切對刀法精度不高，可以用在毛坯的粗加工和精度要求不高的場合。對于要求比較高的場合，可以采用尋邊器對刀、百分表對刀或機外對刀儀對刀[2]。

4 尋邊器對刀

尋邊器用于工件的X、Y方向對刀，尋邊器分偏心式和光電式等類型。偏心式尋邊器為機械式結構，對刀前先把尋邊器裝夾在主軸上，然后使主軸旋轉，使尋邊器處于離心狀態，當尋邊器上下同心時，此時主軸軸線與工件測量表面之間的距離等于尋邊器測量圓柱半徑值。光電式尋邊器的測頭一般為10mm的鋼球，用彈簧拉緊在光電式尋邊器的測桿上，內部裝有電池，當測頭碰到工件時電路導通，發出光信號或蜂鳴聲。因此使用光電式尋邊器進行對刀時，工件材料必須是導電材料。

（1）光電式尋邊器對刀。使主軸作50～100r/min的轉動，然后轉動手輪使尋邊器慢慢接近工件左側面位置1。當尋邊器的Sф10mm的球頭與工件側面的距離較小時，手輪應選用小脈沖進行移動，當發出光信號或峰鳴時應停止移動，此時光電式尋邊器恰好與工件接觸。然后記下當前位置的機械坐標值X1，Z方向提刀，手輪移動尋邊器，使尋邊器測頭接觸工件右側面位置2，記下該位置的機械坐標X2，Z軸提起尋邊器，然后從位置2向中心位置移動(X1+X2)/2的距離。此時尋邊器中心的位置即為工件坐標系的零點位置，在G54坐標系的X坐標值中輸入“X0”，按（測量）軟鍵，X軸對刀完成。Y軸對刀方法與X軸對刀相同，不作贅述。

在尋邊器退出時應注意其移動方向，以免移動方向錯誤，致使尋邊器發生損壞，工件必須是金屬等導電材料，并且將工件各個側面擦拭干凈，以免影響導電性。

（2）偏心式尋邊器對刀。使主軸轉速為200～300r/min，當尋邊器接觸到工件側面時，使用小進給倍率一格一格地搖到手輪，待偏心式尋邊器上下同心(在上下沒有達到準確位置時會出現虛像)，按光電式尋邊器對刀方法中所述的操作步驟進行對刀,在觀察偏心式尋邊器的影像時，要在X、Y兩個方向進行觀察。

（3）Z軸設定器對刀。常用的Z軸設定器有50mm和100mm兩種規格，使用50mm規格的指針式Z軸設定器，首先要對Z軸設定器歸零操作，先將工件表面和Z軸設定器擦拭干凈，將平面塊規或精度很高的圓棒置于Z軸設定器的標準面上，然后壓平，轉動上面的百分表，使指針歸零，然后移開平面塊規，再將Z軸設定器放到工件上，慢速進給將刀具(刀具不要轉動)接觸Z軸設定器直到指針指向0，此時Z軸距離工件上表面50mm。在對刀頁面G54坐標系的Z軸上，輸入“Z50”按（測量）軟健，Z軸零點即為工件上表面。

5 結束語

通過以上闡述使學生快速掌握在數控銑床上進行對刀操作的步驟和應用，為以后的學習和工作奠定基礎。