数控车床对刀及建立工件坐标系的方法

摘要：利用数控车床进行零件加工时，开机后，我们先要执行回参考点的操作，以便建立机床坐标系；然后要进行对刀及建立工件坐标系的操作，最后再编制零件的程序并加工。对刀的准确与否直接会影响后面的加工。在实际使用中，试切法对刀有三种形式，本文主要介绍这三种对刀形式。

关键字：数控车床机床坐标系工件坐标系试切法对刀

正文：

在数控车床上加工零件时，我们通常先开机回零，然后安装零件毛坯和刀具，接着要进行对刀和建立工件坐标系的操作，最后才是编制程序和自动加工。对刀操作的正确与否，直接会影响后续的加工。对刀有误的话，轻则影响零件的加工精度，重则会造成机床事故。所以作为数控车床的操作者，首先要掌握对刀及工件坐标系的建立方法。

数控车床上的对刀方法有两种：试切法对刀和机外对刀仪对刀。一般学校没有机外对刀仪这种设备，所以采用试切法对刀。而根据实际需要，试切法对刀又可以采用三种形式，本文以华中数控HNC-21/T系统为例来阐述这三种形式的对刀及工件坐标系的建立方法。

一、T对刀

T对刀的基本原理是：对于每一把刀，我们假设将刀尖移至工件右端面中心，记下此时的机床指令X、Z的位置，并将它们输入到刀偏表里该刀的X偏置和Z 偏置中。以后数控系统在执行程序指令时，会将刀具的偏置值加到指令的X、Z 坐标中，从而保证所到达的位置正确。其具体的操作如下：

（1）开启机床，释放“急停”按钮，按“回零”，再按“+X”和“+Z”，执

行回参考点操作。

（2）按“主轴正转”启动主轴，按“手动”，将刀具移动到合适的位置然后按“-Z”手动车削外圆，最后按“+Z”沿Z向退刀，如图1所示。

（3）按“主轴停止”停止主轴，然后测量试切部分的直径，测得直径为Φ69.934，按“F4（MDI）”，再按“F2（刀偏表）”，将光条移到1号刀的试切直径上，回车，输入69.934，再回车，1号刀的X偏置会自动计算出来，如图3所示。

图1 图2

（4）移动刀具到合适的位置，按“主轴正转”启动主轴，按“手动”，然后按“-X”手动车削端面，最后按“+X”沿X向退刀，如图2所示。

（5）按“主轴停止”停止主轴，将光条移到1号刀的试切长度上，回车，

输入0，再回车，1号刀的Z偏置会自动计算出来，如图3所示。

图3

2号刀的对刀过程与1号刀类似，只不过不能切端面。具体如下：

（1）按“刀位转换”将2号刀换到切削位置，按“主轴正转”启动主轴，按“手动”，将刀具移动到合适的位置然后按“-Z”手动车削外圆，最后按“+Z”沿Z向退刀，如图4所示。

（2）按“主轴停止”停止主轴，然后测量2号刀试切部分的直径，测得直径为Φ65.980，将光条移到2号刀的试切直径上，回车，输入65.980，再回车，

2号刀的X偏置会自动计算出来，如图6所示。

（3）按“主轴正转”启动主轴，按“手动”，然后按“-Z”手动继续车削外圆，最后按“+X”沿X向退刀，如图5所示。

（4）按“主轴停止”停止主轴，测量2号刀的试切长度，得33.087，将光条移到2 号刀的试切长度上，回车，输入-33.087，再回车，2号刀的Z偏置会自动计算出来，如图6所示。

如果还有3号和4号刀具，其对刀方法与2号刀具是一样的，这里不再赘述。

图4 图5

图6

使用T对刀需要注意两点：

（1）G54~G59这六个坐标系的坐标原点都要设成（0，0），后面将会讲述。

（2）程序中，每一把刀具在使用前，都应该用T指令调用相应的刀偏，如T0101，T0202等。

二、G54~G59对刀

G54~G59又称零点偏置指令，它是将机床坐标系偏移一定的距离来建立工件坐标系。其具体操作如下：

（1）按“刀位转换”将1号刀换到加工位置上，按“主轴正转”启动主轴，

按“手动”，将刀具移动到合适的位置然后按“-Z”手动车削外圆，最后按“+Z”沿Z向退刀，如图1所示。

（2）按“主轴停止”停止主轴，然后测量1号刀试切部分的直径，测得直径为Φ69.934，则半径为34.967。记下机床指令位置的X值，为-185.034。那么工件轴线在机床坐标系下的X坐标为X=-185.034-34.967=-220.001。

（3）按“主轴正转”启动主轴，按“手动”，将刀具移动到合适位置，然后按“-X”手动车削端面，最后按“+X”沿X向退刀，如图2所示。

（4）按“主轴停止”停止主轴，记下机床指令位置的Z坐标Z=-103.167，这表示工件右端面在机床坐标系下的Z坐标Z=-103.167。

（5）按“F10（返回）”返回顶层菜单，按“F4（MDI）”，再按“F4（坐标系）”，进入自动坐标系G54的界面，在MDI的提示下输入“X-220.001 Z-103.167”，如图7所示。

（6）按回车，结果G54的界面就会显示“X-220.001 Z-103.167”，如图8所示。

图7

图8

2号刀的对刀过程与1号刀类似，只不过不能切端面。具体如下：

（1）按“刀位转换”将2号刀换到切削位置，按“主轴正转”启动主轴，按“手动”，将刀具移动到合适的位置然后按“-Z”手动车削外圆，最后按“+Z”沿Z向退刀，如图4所示。

（2）按“主轴停止”停止主轴，然后测量2号刀试切部分的直径，测得直径为Φ65.980，则半径为32.990。记下机床指令位置的X值，为-108.99。那么工件轴线在机床坐标系下的X坐标为X=-108.99-32.99=-141.980。

（3）按“主轴正转”启动主轴，按“手动”，然后按“-Z”手动继续车削

外圆，最后按“+X”沿X向退刀，如图5所示。

（4）按“主轴停止”停止主轴，测量2号刀的试切长度，得33.087。记下机床指令位置的Z值，为-70.559。那么工件右端面在机床坐标系下的Z坐标Z=-70.559-33.087=-103.646。

（5）按“F10（返回）”返回顶层菜单，按“F4（MDI）”，再按“F4（坐标系）”，进入自动坐标系G54的界面，按“PgDn”键进入G55的界面，在MDI的提示下输入“X-141.980 Z-103.646”，按回车，结果G55的界面就会显示“X-141.980 Z-103.646”，如图9所示。

如果还有3号和4号刀具，其对刀方法与2号刀具是一样的，这里不再赘述。

使用G54~G59对刀需要注意以下几点：

（1）刀偏表中所有刀具的X偏置和Z偏置都要设为0。这是因为如果采用G54~G59进行了零点偏移，而同时在刀偏表中设置了刀具偏置，程序执行时会进行双重偏置，系统会产生超程报警，不予执行。