加工中心手动对刀技术的改进

浅谈加工中心手动对刀技术的改进
摘要：对刀方法有手动对刀和利用对刀仪自动对刀两种，在实践中应用较多的是手动对刀，本文就针对数控镗铣类加工中心z方向的手动对刀方法及操作步骤进行详细论述，并根据分析和实践操作，得出改进后的对刀方法更准确、更方便，更能提高加工效率。

关键词：手动对刀；镗铣类加工中心；z方向；加工效率
引言
工件上常用的对刀表面有上表面和下表面，即对顶为零和对底为零。

对刀方法有手动对刀和利用对刀仪自动对刀，而在实践中应用较多的是手动对刀。

本文讲述fanuc数控系统的镗铣类加工中心z轴方向手动对刀方法（对工件顶面为零，底面类似）及操作步骤，同时分析各种对刀方法的优缺点。

比较改进后的对刀方法的优点。

假设现在有4把刀具：t1（ф80面铣刀）、t2（ф12立铣刀）、t3（ф3中心钻）、t4（ф6.8钻头），当每把刀的xy坐标值不变时，改变的则只是z坐标值。

那么我们在对刀时只要找准所有刀具的z 轴方向位于同一工件表面上，此时，z轴方向有一数值，既是机床坐标值，把这一数值输入到刀补中，或者利用基准刀具及与各刀具的长度差来修正补偿值，然后利用刀具长度补偿指令来调用该值，即可将所有刀具对准工件的同一表面作为z轴零点。

1 以下将分别介绍各种对刀方法、步骤及优缺点：
方案1：基准刀具法（对顶面为零[1]，下同）
基准刀具的对刀思路是设置一把基准刀具，控制该基准刀具接触工件上表面，把此时的机床坐标值输入到工件坐标系的z值参数中。

当调用其它刀具时，将每把刀具都接触到该工件同一表面上，把此时的机床坐标值与基准刀具的机床坐标值相减，将所得结果输入到相应刀具的刀补中。

在编程时只要建立该工件坐标系，再应用刀具补偿指令调用相应的刀具补偿值即可。

其原理是用基准刀具建立工件坐标系，刀具长度补偿值为零，其它刀具的长度补偿值为相应刀具的机床坐标值减去基准刀具的机床坐标值的差值。

1.1 对刀步骤如下：
1.1.1 把z轴设定器（50.00mm）放置在工件表面上。

1.1.2 调用t1刀具，将刀具装在主轴上，该把刀具作为基准刀具。

1.1.3 将该刀具移动到z轴设定器上方，并轻轻接触，直到其指针指示到零位，记下此时的机床坐标z轴数值，并将该数值减去50.00mm的差值输入到工件坐标系（g54）的z值中。

同时，相对坐标清零，将1#刀补确定为零，作为基准刀具。

1.1.4 调用t2刀具，将刀具装在主轴上。

移动刀具到z轴设定器上，并轻轻接触，直到其指针指示到零位，记下此时的数值，用此值减去t1刀具的机床坐标值得到一差值。

把此差值输入到2#刀补中，那么，该值就是t2刀具的长度补偿值。

1.1.5 其余刀具t3、t4的对刀步骤与1.4类似。

1.2 出现弊端及解决办法
相应的解决办法。

如下表1：
1.3 优缺点分析
按照上述基准刀具方法操作因要频繁运用计算，很不方便，且有可能弄错。

我们可以按以下更直接、更简便的方法进行对刀操作：方案2：直接刀补法（不采用基准刀）
直接刀具偏补法，就是将所有刀具都是对准工件表面，然后将此时的机床坐标值直接输入到对应的刀具长度补偿值中。

对于工件坐标系的z坐标值清零。

它避免了基准刀具所带来的各种坐标计算，因此它更直接、更方便。

（1）对刀步骤如下：
第1把z轴设定器（50.00mm）放置在工件表面上。

第2调用t1刀具，将刀具装在主轴上。

第3将该刀具移动到z轴设定器上方，并轻轻接触，直到其指针指示到零位，记下此时的机床坐标z轴数值，用此数值减去设定器高度（50.00mm），将所得结果输入到1#刀具补偿值中。

第4调用t2刀具，将刀具装在主轴上。

将刀具移动到z轴设定器上方，并轻轻接触，直到其指针指示到零位，记下此时的机床坐标z轴数值，用此数值减去设定器高度（50.00mm），将所得结果输入到2#刀具补偿值中。

第5其余刀具t3、t4的对刀过程与第4类似。

（2）出现弊端及解决办法：
应的解决办法。

如下表2：
（3）优缺点分析：
实践分析发现，采用方案二对刀虽然要比方案一更直接、更便利，节约了辅助计算时间，但是，对于具有复杂表面的工件来说，还是没有得到最好的解决。

此时，按照以下方案三改进方法就可以解决以上弊端。

方案3：借助平面对刀法
该方法与直接刀补法类似，区别在于，此方法借助一水平面，先测量工件表面（编程坐标系的z轴零点位置）到这一水平面（可以是夹具、工作台等）的高度值，并将该值输入到工件坐标系中。

然后将所有刀具都对准该水平面，把此时所得的机床坐标值输入到对应的刀具长度补偿值中。

在编程加工运行时，只要调用工件坐标系和对应的刀具长度补偿值，系统会自动进行刀补运算，同时刀具运行到指定位置。

（1）对刀步骤如下：
第1调用t1刀具，将刀具装在主轴上。

第2把z轴设定器（50.00mm）放置在一水平面上（夹具、工作台等）。

将该刀具移动到z轴设定器上方，并轻轻接触，直到其指针指示到零位，记下此时的机床坐标z轴值。

第3抬刀后，取下z轴设定器。

第4把z轴设定器（50.00mm）放置在工件表面上。

将该刀具移
动到z轴设定器上方，并轻轻接触，直到其指针指示到零位，记下此时的机床坐标z轴值。

第5将第4的机床坐标值减去上述第2水平面的机床坐标值，所得结果为水平面到工件表面的高度值。

并把此结果输入到工件坐标系（如g54的z坐标值）中。

第6所有的刀具都对准该水平面，并将此时的机床坐标值输入到对应的刀具长度补偿中。

（2）出现弊端及解决办法：
按照以上借助平面对刀法操作，在实践操作过程中发现，无论出现何种弊端，都可以很方便、快捷的解决。

如下表3：
（3）优缺点分析：
实践操作发现，方案三不仅改善了对刀精度和提高了工件表面加工质量，而且减少了更换刀具所遇到的各种不便，使对刀更方便、更直接，减少了各种辅助时间，提高了劳动生产效率。

2 结论
通过如下表4三种方案的对比，我们可以得出结论：第三种方案-借助平面对刀在加工中心手动对刀中是一种最佳的对刀方法。

注释
[1]对顶面为零：建立工件坐标系时，常用的是对工件顶面为零点或底面作为工件零点。

对刀方法相同，只不过零点选择位置不一样，对刀时要注意对底面为零时的工件高度。

参考文献
[1]许超，黄卫，徐春林.加工中心操作工实用技术手册.南京：江苏科学技术出版社，2006.
[2]邓广敏.加工中心操作工[m].浙江：化学工业出版社，2005.
[3]杨江河，蒋文兵编著.加工中心实用技术[m].北京：机械工业出版社，2009.
作者简介：杨少卿（1976-），男，东莞市智通职业技术学校模具数控教师，主要从事模具设计、数控加工教学。