第四章：机床的基本操作方法

机床的基本操作方法

1．手动回参考点

参考点是用于确立机床坐标系的参照点，也是用于对各机械位置进行精度校准的点。当机床因意外断电、紧急制动等原因停机而重启动时,每次开机启动后，都应该先对机床各轴进行手动回参考点的操作，重新进行一次位置校准。手动回参考点的操作步骤如下：

（1）确保机床通电并启动完成，将机床操作面板上的工作方式开关置于手动回参考点的位置上。

（2）分别按压+X、+Y、+Z轴移动方向按钮一下，则系统即控制机床自动往参考点位置处快速移动，当快到达参考点附近时，各轴自动减速，再慢慢趋近直至到达参考点后停下。（3）到达参考点后，机床面板上回参考点指示灯点亮。此时显示屏上显示参考点在机床坐标系中的坐标为（0，0，0）。

本机床参考点与机床各轴行程极限点（机床原点）是接近重合的，参考点就在行程极限点内侧附近。如果在回参考点之前，机器已经在参考点位置之外，则必须先手动移至内侧后再进行回参考点的操作。否则就会引发超程报警。

当方式开关不在回参考点位置上时，各轴往参考点附近移动时将不会自动减速，到达时就可能滑出参考点或行程极限的边界之外，并引发超程报警。

2．手动连续进给

将面板上的方式开关拨到“手动”位置后，按压轴移动方向按钮（+X、-X、+Y、-Y、+Z、-Z）之一，各轴将分别在相应的方向上产生连续位移，直到松开手为止，若要调节移动速度，可旋动进给速度修调倍率开关。则实际移动速度可使用进给倍率调整。

快速进给：

将开关拨到“快速进给”位置后，按压轴移动方向按钮(+X、−X、等)之一，各轴将分别在相应的方向上产生连续位移，直到松开手为止。

转动【快速进给倍率】旋钮可以调整快速进给的速度，可将快速移动比率从F0到F100%。在100%时，速度为X,Y:24000mm/min，Z:18000mm/min。

3．MDI操作

MDI是指命令行形式的程序执行方法，它可以从计算机键盘接受一行程序指令，并能立即执行。采用MDI操作可进行局部范围的修整加工以及快速精确的位置调整。MDI操作的步骤如下：

（1）模式选择旋钮放到MDI下，按【程式】键切换到MDI子菜单下。屏幕显示如图3-6所示画面

（2）画面的正文显示区显示的是系统当前的模态数据。命令行出现光标，等待键入MDI 程序指令

（3）可用键盘在光标处输入整段程序(如G90 G01 X10.0 Y10.0 Z10.0 F100)，也可一个功能字一个功能字地输入，输完后按输入键，则各功能字数据存入相应的地址，且显示在正文区对应位置处。

（4）全部指令数据输入完毕后，按压操作面板上的“循环启动”按钮，即可开始执行MDI 程序功能。若MDI程序运行中途需要停止运行，可按暂停键。

当一个MDI程序运行完成后，系统将自动清除刚执行的功能数据，等待输入下一个

运行程序段。

若系统当前的模态与欲输入的指令模态相同，则可不输入。在按输入键之前发现输入数据有误，可用CAN键进行删除修改。若按输入后发现某功能字数据有误，则可重新输入该功能字的正确数据并替换进行更新。

FANUC—Oi操作

3.2.2 钻铣用刀具及对刀

1．钻铣用刀具

在数控铣床上所能用到的刀具按切削工艺可分为三种：

（1）钻削刀具：分小孔钻头、短孔钻头（深径比≤5）、深孔钻头（深径比＞6，可高达100以上）、枪钻、丝锥、铰刀等。

（2）镗削刀具：分镗孔刀（粗镗、精镗）、镗止口刀等。

（3）铣削刀具：分面铣刀、立铣刀、三面刃铣刀等。

若按安装联接型式可分为套装式（带孔刀体需要通过芯轴来安装）、整体式（刀体和刀杆为一体）、机夹式可转位刀片（采用标准刀杆体）等。

除具有和主轴锥孔同样锥度刀杆的整体式刀具可与主轴直接安装外，大部分钻铣用刀具都需要通过标准刀柄夹持转接后与主轴锥孔联接。如图3-7所示，刀具系统通常由拉钉、刀柄、钻铣刀具等组成。

2．对刀

数控铣床的对刀内容包括基准刀具的对刀和各个刀具相对偏差的测定两部分。对刀时，先从某零件加工所用到的众多刀具中选取一把作为基准刀具，进行对刀操作，再分别测出其它各个刀具与基准刀具刀位点的位置偏差值，如长度、直径等。这样就不必对每把刀具都去做对刀操作。如果某零件的加工，仅需一把刀具就可以的话，则只要对该刀具进行对刀操作即可。如果所要换的刀具是加工暂停时临时手工换上的，则该刀具的对刀也只需要测定出其与基准刀具刀位点的相对偏差，再将偏差值存入刀具数据库即可。有关多把刀具偏差设定及意义，将在刀具补偿内容中说明，下面仅对基准刀具的对刀操作进行说明。

当工件以及基准刀具（或对刀工具）都安装好后，可按下述步骤进行对刀操作。

先将方式开关置于“回参考点”位置，分别按+X、+Y、+Z方向按键令机床进行回参考点操作，此时屏幕将显示对刀参照点在机床坐标系中的坐标，若机床原点与参考点重合，则坐标显示为（0，0，0）。

（1）以毛坯孔或外形的对称中心为对刀位置点

①以定心锥轴找小孔中心

如图3-8所示，根据孔径大小选用相应的定心锥轴，手动操作使锥轴逐渐靠近基准孔的中心，手压移动Z轴，使其能在孔中上下轻松移动，记下此时机床坐标系中的X、Y坐标值，即为所找孔中心的位置。

②用百分表找孔中心

如图3-9所示，用磁性表座将百分表粘在机床主轴端面上，手动或低速旋转主轴。然后手动操作使旋转的表头依X、Y、Z的顺序逐渐靠近被测表面，用步进移动方式，逐步降低步进增量倍率，调整移动X、Y位置，使得表头旋转一周时，其指针的跳动量在允许的对刀误差内（如0.02mm），记下此时机床坐标系中的X、Y坐标值，即为所找孔中心的位置。

③用寻边器找毛坯对称中心

将电子寻边器和普通刀具一样装夹在主轴上，其柄部和触头之间有一个固定的电位差，当触头与金属工件接触时，即通过床身形成回路电流，寻边器上的指示灯就被点亮。逐步降低步进增量，使触头与工件表面处于极限接触（进一步即点亮，退一步则熄灭），即认为定位到工件表面的位置处。

如图3-10所示，先后定位到工件正对的两侧表面，记下对应的X1、X2、Y1、Y2坐标值，则对称中心在机床坐标系中的坐标应是（（X1+X2）/2，（Y1+Y2）/2）。

（2）以毛坯相互垂直的基准边线的交点为对刀位置点

如图3-11所示，使用寻边器或直接用刀具对刀。

①按X、Y轴移动方向键，令刀具或寻边器移到工件左（或右）侧空位的上方。再让刀具下行，最后调整移动X轴，使刀具圆周刃口接触工件的左（或右）侧面，记下此时刀具在机床坐标系中的X坐标x a。然后按X轴移动方向键使刀具离开工件左（或右）侧面。

②用同样的方法调整移动到刀具圆周刃口接触工件的前（或后）侧面，记下此时的Y坐标y a。最后让刀具离开工件的前（或后）侧面，并将刀具回升到远离工件的位置。

③如果已知刀具或寻边器的直径为D，则基准边线交点处的坐标应为（x a+D/2，y a+D/2）。（3）刀具Z向对刀

当对刀工具中心（即主轴中心）在X、Y方向上的对刀完成后，可取下对刀工具，换上基准刀具，进行Z向对刀操作。Z向对刀点通常都是以工件的上下表面为基准的，这可利用Z 向设定器进行精确对刀，其原理与寻边器相同。如图3-12所示，若以工件上表面为Z=0的工件零点，则当刀具下表面与Z向设定器接触致指示灯亮时，刀具在工件坐标系中的坐标应为Z=100，即可使用G92Z100.0来声明。

如图3-11所示，假定编程原点（或工件原点）预设定在距对刀用的基准表面距离分别为x b，y b，z b的位置处。若将刀具刀位点置于对刀基准面的交汇处，则此时刀具刀位点在工件坐标系中的坐标为（x b，y b，z b），如前所述，其在机床坐标系中的坐标应为（x a+D/2，y a+D/2，z a）。此时若用MDI执行G92 Xx b Yy b Zz b，即可建立起所需的工件坐标系。

另外，也可先将刀具移到某一位置处，记下此时屏幕上显示的该位置在机床坐标系中的坐标值，然后换算出此位置处刀具刀位点在工件坐标系中的坐标，再将所算出的X、Y、Z坐标值填入程序中G92指令内，在保持当前刀具位置不移动的情况下去运行程序，同样可达到对刀的目的。

实际操作中，当需要用多把刀具加工同一工件时，常常是在不装刀具的情况下进行对刀的。这时常以刀座底面中心为基准刀具的刀位点先进行对刀，然后分别测出各刀具实际刀位点相对于刀座底面中心的位置偏差，填入刀具数据库即可，执行程序时由刀具补偿指令功能来实现各刀具位置的自动调整。

3.2.3 机床坐标系统的设定

1．参考点与机床坐标系

有关数控铣床坐标轴方向的确定已在第一章进行过说明，本节仅就ZJK7532-1型数控钻铣床稍作说明。

该铣床是一立式铣床，XY平面内的运动是由工作台拖板移动实现的，Z轴方向则是由刀具主轴上下移动来实现的。当按压+X轴方向键时产生的运动是工作台拖板向左移动，按压+Y 轴方向键所产生的运动是工作台拖板向前移动，亦相当于是刀具相对工作台（工件）向后移动。按压+Z轴方向键产生的运动就是刀具主轴向上移动（远离工作台面）。各轴行程极限由挡铁及其行程开关位置确定。