加工中心常用工具及使用方法

立柱及投影屏， 滑板移动时通过光栅检测系统可测出刀
具的径向坐标尺寸 Ｒ， 转动手轮 ４ 可使滑板左右移动。
立柱实现 Ｙ 向移动， 其滑板在垂直导轨上移动， 滑板
上固定有投影屏。移动滑板， 通过光栅检测系统可测出被
测刀具的轴向坐标尺寸 Ｌ。逆时针转动手柄 ２ 可上下移动
滑板， 顺时针转动手柄 ２ 可将滑板锁紧， 并可旋动旋钮 ３
直径偏置值， 快速、自动地测量与修正转塔刀架或刀库内
的全部刀具， 避免了手工对刀的人为介入误差。（ ２） 保证
首件的准确尺寸精度进行刀具折断检测， 防止产生废品，
缩短机床辅助时间， 提高生产率。
（ １） ＥＴＣ－ １Ｍ 型 电 子 对 刀 器
如图 ７ 所示的 ＥＴＣ－ １Ｍ 型电子对
刀器是立式加工中心等各种立式
移动 Ｙ 坐标， 使标准对刀心轴顶端钢球的顶点与光
屏的水平线相切， 按 Ｙ 键， 再按数字键， 输入标准对刀心
轴所刻的 Ｌ 值（ 长 度 值） ， 按 ＥＮＴＥＲ 键 ， 使 输 入 值 进 入 存
储器。
零点校对完成后， 取出标准对刀心轴， 放入箱中。
（ ２） 被测刀具 Ｘ、Ｙ 坐标尺寸的测量
将被测刀具的锥部擦净后， 插入主轴锥孔， 转动手轮
可 以 实 现 单 人 、远 距 离 、高 精 度 的 快 速 对 刀 。
对 刀 器 的 标 定 高 度 值 （ 红 灯 亮 、 蜂 鸣 声） ： １００．０±
０．００２５ｍｍ； 对刀器绿灯亮高度： １０１．０±０．１ｍｍ； 对刀器黄灯
亮高度： １００．２±０．１ｍｍ。
（ ２） ＥＴＣ－ １Ｍ／２Ｍ 型 对 刀 器 的 使 用 方 法 ： ①将 机 床 控
的另一边重合， 再读出一角度
值， 两次读数之差即为刀尖角
度值。
１．３ 使用对刀仪应注意的问题
（ １） 每 台 对 刀 仪 都 随 机 带 图 ５ 刀尖投影角度测量
有一件标准的对刀心轴， 使用
前要用标准对刀心轴进行校准。要妥善保护使其不锈蚀
和受外力变形。每次使用前要对 Ｙ 轴和 Ｘ 轴尺寸进行校
准和标定。
光 栅 数 显 、感 应 同 步 器 数 显 和 磁 尺 数 显 等 。
（ ４） 测量数据处理装置 由于柔性制造技术的发展，
对数控机床用刀具的测试数据也需要进行有效管理， 因
此 在 对 刀仪 上 再 配 置 计 算 机 及 附 属 装 置 ， 它 可 存 储 、输
出 、打 印 刀 具 预 调 数 据 ， 并 与 上 一 级 管 理 计 算 机（刀 具 管
查刀具切削刃质量。
（ ３） Ｚ、Ｘ 轴尺寸测量机构 用于检出及显示测量结果。
Ｚ、Ｘ 轴 尺 寸 测 量 机 构 通 过 带 测 头 部 分 两 个 坐 标 移 动 ， 测
得刀刃的切削点处的 Ｚ 和 Ｘ 轴尺寸， 即为刀具的轴向尺
寸和径向尺寸。两轴使用的实测元件有许多种： 机械式的
有游标刻线尺、精密丝杠和刻线尺加读数头； 电测量的有
十字线、游标及 Ｒ０．２ｍｍ、Ｒ０．４ｍｍ、Ｒ０．８ｍｍ、Ｒ１．０ｍｍ、Ｒ１．５ｍｍ、
Ｒ２．０ｍｍ、Ｒ２．５ｍｍ 的圆弧线， 转动滚花轮使旋转分化板转
动， 可测出刀尖的角度。
电气系统分为控制电路及
数显 影屏 风屏 ＤＩＧＩＴ ＳＣＲＥＥＮ ＦＡＮ
ＯＮ／ＯＦＦ ＯＮ／ＯＦＦ ＯＮ／ＯＦＦ
Ｘ、Ｙ 两坐标光栅数显检测系统 两 部 分 ，“ 数 显 ” 开 关 控 制 数 显 表电源的开、闭， 影屏光源电路
对刀仪用于刀具预调， 所以又称为刀具预调测量仪， 分为机外对刀仪和机内对刀仪两种。采用机外对刀仪对
刀将不占用机床的 时间， 从而可提高 数控机床的利用 率。
常见的对刀仪 产品有： 机械检测 对刀仪、光屏检测 对刀仪和综合对刀 仪。目前最常用的 是综合对刀仪， 如 图 １ 所示。 １．１ 对刀仪的组成 对刀仪一般由刀柄定位机构、测头与测量机构和测 量数据处理装置组成。 （ １） 刀柄 定 位 机 构 刀 柄 定 位 机 构 包 括 回 转 精 度 很 高 的 主 轴 、使 主 轴 回 转 的 传 动机 构 、主 轴 锁 紧 机 构 、刀 具 拉紧机构。刀柄定位机构与标准刀柄相对应， 它是测量的 基准， 所以有很高静精度要求， 一般都要和机床主轴定位 基准的要求接近， 这样才能使测量数据接近在机床上使 用的实际情况。 定位机构包括一个回转精度很高、与刀柄锥面接触 面 很 好 、带 拉 紧 刀 柄 机 构 的 对 刀 仪 主 轴 。该 主 轴 的 轴 向 尺 寸基准面与机床主轴相同， 主轴能高精度回转便于找出 刀具上刀齿的最高点， 对刀仪主轴中心线对测量轴 Ｚ、Ｘ 向有很高的平行和垂直度要求。 （ ２） 测头部分 包括测头、传动机构及导轨。测头有 接触式和非接触式两种。接触式测量用百分表 （ 或扭簧 仪） 直接接触刀刃的主要测量点（ 最高点和最大外径点） ， 如 图 １ 所 示 。 这 种 测 量 方 式 精 度 可 达 ０．００２～０．０１ｍｍ 左 右， 它比较直观， 但容易损伤表头和切削刃刃部。非接触
向下移动， 当对刀器的黄灯闪亮时停止移动； ④将主轴移
动 速 度 倍 率 调 至 最 低（ ×１ 档） ， 使 主 轴 下 降 ， 对 刀 器 顶 面
向下 移 动 ， 当 对 刀 器 的 红 灯 亮 、蜂 鸣 器 鸣叫 时 停 止 移 动 ；
⑤反向缓慢提升主轴， 当对刀器的红灯刚好熄灭， 黄灯闪
亮时停止移动； ⑥控制主轴以最小的步距单步下降， 当对
好尺寸的刀具仍需要在机床上进行试切， 找出测量值与
加工后工件的实际尺寸间的变化规律， 积累经验， 以便进
行修正。对刀时要考虑一个修正量， 这要由操作者的经验
来预选， 一般要偏大 ０．０１～０．０５ｍｍ。
２ 对刀器
对刀器是用于测定刀具与工件的相对位置的， 是加
工中心加工过程中必须使用的仪器。它与对刀仪不同， 对
数控机床最常用的高精度对刀
器， 它主要用于在加工中心机床
上直接进行刀具的长度对刀。这
图 ７ ＥＴＣ－ １Ｍ 型 电子对刀器
种对刀器采用三种灯光和蜂鸣指 示其状态， 对刀过程由操作者直 接控制， 简单、快速。由于采用
１００ 毫米的固定标定值和可充电的内部电源， 免除了用
户 调 整 对 刀 标 定 值 和 更 换 电 源 的 麻 烦 。采 用 ห้องสมุดไป่ตู้ 种 对 刀 器 ，
理工作站、单元控制器）联网， 形成供 ＦＭＣ、ＦＭＳ 用的有效
刀具管理系统。
１．２ 数显对刀仪的使用方法
如图 ３ 所示， ＤＴＪⅡ１５４０ 型 对 刀
１２
１
仪主要包括底座、 立 柱 、主 轴 、投 影 屏 及电气系统。底座 为调向移动部件， 左端放置主轴部
１１ １０
９
８７ ６
２ ３
５４
件， 上平面为 Ｘ 向
图 ６ 电子式对刀器
块， 内部装有电子感应电路， 当刀具和电子式对刀器接触
时， 其上的指示灯亮， 它的工作过程如图 ６ 所示。
２．１ 自动对刀器
自动 对 刀 器 的 功 能 ：（ １） 快 速 测 量 、修 正 刀 具 长 度 和
１１８ 机械工程师 ２００７ 年第 １２ 期
数控技术 Ｎ
ＮＣ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
式主要用光学的方
法， 把刀尖投影到
光屏上进行测量，
Ｚ
如图 ２ 所示。投影
物镜放大倍数有 ８、 光源
１０、１５ 和 ３０ 倍 等 。
拉力
立 柱 滑板 Ｘ
打算机
由于光屏的质量、
打印机
Ｉ／Ｏ 接 口
测量技巧、视觉误 差等因素， 其测量
图 ２ 非接触式测量
精度在 ０．００５ｍｍ 左右， 这种测量不太直观， 但可以综合检
在机床上进行对刀就可以通过刀具尺寸的换算， 确定其
余刀具的对刀结果， 不必再进行逐一的对刀； 而对于安装
在加工中心上的刀具， 无论其具体的尺寸是否经过测量，
只要在机床上进行了对刀， 就可以直接用于数控加工。即
对刀器可以替代对刀仪， 对刀仪可减少对刀器的使用次
数。对刀器用于单件、小批量的生产环境中（ 如模具制造
制方式转换为手动方式， 使用手轮控制机床主轴移动， 使
刀具端刃位于对刀器顶面上方； ②降低主轴移动速度倍
率（ ×１００ 档） ， 使 主 轴 下 降 ， 刀 具 端 刃 缓 慢 压 住 对 刀 器 顶
面并向下移动， 当对刀器的绿灯亮时停止移动； ③再次降
低主轴移动速度倍率（ ×１０ 档） ， 使主轴下降， 对刀器顶面
刀仪 解 决 刀 具 几 何 尺 寸 的 测 量（ 包 括 尺寸 调 整） ， 用 于 刀
具安装在机床上之前； 对刀器解决刀具的对刀， 即在机床
坐标系内确定刀具刃口与工件被加工表面的位置关系，
用于刀具安装在机床上以后。
对于安装在同一台加工中心上的一批刀具， 如果在
对刀仪上完成了全部刀具尺寸的测量， 只要用一把刀具
图 ４ 开关面板图
由 面 板 上 设 置 的“ 影 屏 ”按 钮 开 关控制； 检测系统部分为两坐
标光栅数显装置， 如图 ４ 所示。
打开对刀仪背面的电源开关， 然后打开“数显”开关，
将标准对刀心轴锥柄装入主轴锥孔， 转动主轴上的手轮
可使主轴转动， 右拨手柄可使主轴锁紧。
（ １） 校准零点
打开数显表后面板上的电源开关， 数显表亮， 仪表进
业中） ， 而对刀仪用于大批量的生产环境中。
在现代加工中心上对刀器
与寻边器常常集成在一起。加
工中心上常用的对刀器是对刀
量块和电子式对刀器。对刀量
块实际上就是由淬火钢、硬质
合金或陶瓷材料制成的量块，
指示灯
使用时将它放在对刀面上， 刀
Ｇ９２
Ｚ１００．０ Ｚ＝０
具和对刀量块对齐， 以此来确
定刀具相对于工件的位置。电 子式对刀器的外部是一个量
将刀具锁紧， 移动坐标， 使被测刀具的最高点和最右端点
分别对准光屏的水平及垂直刻线， 此时数显表显示的 Ｘ、
Ｙ 值即为被测刀具刃口的半径值和轴向长度值。
（ ３） 刀尖投影角度测量
需要测量刀尖角度时， 转动滚花轮， 使光屏上的十字
线与刀尖的一边重合， 如图 ５ 所示， 通过滚花轮及游标的
角度线读出一角度值； 再转动滚花轮， 使同一条线与刀尖
行自检。自检完成后， 数显表显示 ０．０００ 进入工作状态。
移动 Ｘ 坐标， 使标准对刀心轴侧面的钢球顶点与光
屏的直线相切， 按数显表上的 Ｘ 键， 再按数字键， 输入标
准对刀心轴上所刻 Ｄ 值（ 直径值） 的一半， 此时 Ｘ 坐标的
指示灯 Ｄ 应不亮， 则测出的是半径值， 若此时指示灯亮，
应按一下 Ｒ／Ｄ 键， 按 ＥＮＴＥＲ 键， 使输入值进入存储器。
图 ３ ＤＴＪ Ⅱ１５４０ 型对刀仪
移 动 的 导 轨 面 ， 滑 １．立柱 ２．手柄 ３．旋钮 ４．手轮 ５．底座
板在水平导轨上移 动， 滑板上固定有
６．手柄 ７．手轮 ８．主轴 ９．手轮 １０．滚花轮 １１．电气系统 １２．投影屏
１１７ 机械工程师 ２００７ 年第 １２ 期
Ｎ 数控技术 ＮＣ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
和注意事项。
关键词： 加工中心； 常用工具； 使用方法
中图分类号： ＴＧ６５９
文献标识码： Ｂ
文章编号： １００２－ ２３３３（ ２００７） １２－ ０１１７－ ０４
加工 中 心 上 常 用 工 具 有 对 刀 仪 、对 刀 器 、找 正 器 、锁 刀座等， 现就其使用方法和注意事项进行如下讨论。 １ 对刀仪
刀 器 的 红 灯 再 次 明 亮 、蜂 鸣 器 鸣 叫 时 停 止 移 动 。记 录 此 时
使滑板微动。
主轴采用高精度密珠轴系， 被测刀具安装在主轴锥
孔内， 转动手轮 ７ 可压紧被测刀具， 转动手轮 ９ 使刀尖轮
廓清晰地成像在光屏上后， 右拨手柄 ６ 可将主轴锁紧， 使
其位置固定。
投影屏用来瞄准被测刀具的刀尖， 通过光学系统将
刀尖轮廓放大 ２０ 倍成像于光屏上， 可提高瞄准精度。固
定光屏上刻有十字虚线和 ３６０°刻线， 旋转分化板上刻有
数控技术 Ｎ
ＮＣ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
加工中心常用工具及使用方法
许玲萍 （ 烟台职业学院 机械工程系， 山东 烟台 ２６４０２５）
摘 要： 随着加工中心在数控加工生产线中所起作用的日益增大， 加工中心的使用方法和技巧已成为操作数控加工的
一项主要内容， 而加工中心常用工具的使用则是其中必不可少的重要环节。文中介绍了加工中心常用工具的使用方法
（ ２） 对刀仪零点校正好后， 断电再开机仍保留原置入
数。因此， 断电后不能移动坐标， 以避免造成测量错误， 即
使断电后未移动坐标， 为了确保测量的准确无误， 每次开
机时也需校对一次零点。
（ ３） 静态 测 量 的 刀 具 尺 寸 与 实 际 加 工 出 的 尺 寸 之 间
有一差值， 影响这一差值的因素很多， 因此在仪器上测量