淺談數(shù)控車床的對刀、坐標(biāo)系確定在加工中的應(yīng)用

安豐金，王宗玲東營科技職業(yè)學(xué)院

淺談數(shù)控車床的對刀、坐標(biāo)系確定在加工中的應(yīng)用

安豐金，王宗玲
東營科技職業(yè)學(xué)院

摘要：機械加工時為了保證機床的走刀路線準確無誤，需要按照圖紙的工藝要求、制定加工工藝單，來確定加工路線，同時要選擇正確的加工順序和工件刀具裝夾方法。為了保證工件加工質(zhì)量，數(shù)控車床的對刀，坐標(biāo)系的確定在加工中是非常重要的。

關(guān)鍵詞：走刀路線；加工順序；數(shù)控程序

數(shù)控車床的對刀是機械加工的主要組成部分，又是數(shù)控加工中的主要操作和重要技能，數(shù)控加工實際操作時加工編程和機床實操是分開進行的。編程員根據(jù)零件的圖紙要求，首先選擇一個便于編程的坐標(biāo)系及其原點，稱之為程序坐標(biāo)系和程序原點。程序原點又稱為工件原點。數(shù)控加工前，操作者應(yīng)該認真學(xué)習(xí)機床說明書和機床操作安全注意事項，避免操作失誤造成撞刀事故，一般來說首先要對數(shù)控車床通電后，然后進行機床回零（參考點）操作，目的是對數(shù)控車床進行位置測量找到車床基準，機床原點就確定了，機床原點的位置由傳感器決定。因機床回零后，刀具（刀尖）的位置距離機床原點是固定不變的，因此，為便于對刀與加工，回零后刀尖的位置看作機床原點。

編程人員是按照程序坐標(biāo)系數(shù)據(jù)編制刀具運動軌跡，因為刀具的初始位置和程序原點存在偏移距離，這樣實際的刀尖位置和程序指令的位置就會在x，z軸方向出現(xiàn)偏移距離，因此，須將這個距離測量出來并告訴數(shù)控系統(tǒng)，使車床系統(tǒng)根據(jù)在x，z軸方向出現(xiàn)偏移距離調(diào)整刀尖的運動軌跡。這樣，數(shù)控機床才能根據(jù)編定的程序?qū)ぜM行切削加工，這里要說明的，對于數(shù)控機床裝有絕對坐標(biāo)編碼器的，機床開機后可以不用回參考點。如果未裝有絕對坐標(biāo)編碼器，機床回參考點時要注意主軸的運動軌跡和工件之間是否有干涉，就是不能使車床主軸和工件有發(fā)生碰撞！

一、數(shù)控車床加工試切法進行對刀

所謂對刀，就是側(cè)量程序原點與機床原點之間分別在x,z軸的偏移距離并設(shè)置程序原點在以刀尖為參照的機床坐標(biāo)系里的坐標(biāo)。

數(shù)控車床加工時可用對刀儀或試切法等方式進行對刀。就目前而言，最常用的對刀方法為手動試切對刀。數(shù)控車床對刀方法基本上都是相同的，首先將工件放在三爪卡盤上裝夾，用手動方法操作機床，具體操作步驟如下：

（一）機床回參考點的操作步驟

首先要檢查操作面板上回原點指示燈是否亮，如果指示燈亮，說明已進入回原點模式；若指示燈不亮，則要進入回原點模式，應(yīng)點擊“回原點”按鈕；再在回原點模式下，要先將X軸回原點，點擊操作面板上的“X軸正方向”按鈕，直到X軸方向移動指示燈亮，此時X軸將回原點，待X軸回原點燈變亮，同樣方法，再點擊“Z軸的正方向選擇”按鈕，使指示燈變亮，Z軸回原點燈亮，通過對”X軸、Z軸”正方向移動這樣就完成機床回零的操作。

（二）試切對刀

首先確定操作方式，選擇手動操作，置模式為：“JOG”位置，然后啟動主軸，調(diào)用刀具試切工件外圓，車削的長度要方便測量，X軸方向不要移動，一旦移動，對刀數(shù)據(jù)就會發(fā)生錯誤，然后沿Z軸的正方向退出來，此時停止主軸，測量所車的外圓尺寸為X，按面板上的“OFS/SET”鍵進入?yún)?shù)設(shè)定頁面，按刀偏，選中“形狀”項，將光標(biāo)移到與刀具號對應(yīng)的位置上，輸入“X”值，再按顯示器下面的軟鍵“測量”，便會在對應(yīng)的刀補位上就會生成對應(yīng)刀補值。

同樣在手動方式下，再用該把刀車削工件端面，端面車削后，沿X正方向退出來，此時Z方向不動，主軸停止，按“OFS/SET”鍵，進入“形狀”補償設(shè)定頁面，將光標(biāo)移到與刀位號相對應(yīng)的位置后，輸入“Z0”，按顯示器下面的軟鍵“測量”，便會在在對應(yīng)的刀補位上生成對應(yīng)的刀補值。

（三）注意的事項

刀具補償有“磨損”和“形狀”補償兩個頁面，對刀時應(yīng)把相關(guān)的參數(shù)放在“形狀”里，不應(yīng)該放在“磨損”，磨損里放尺寸的調(diào)整和刀具磨耗。車刀偏移量補償參數(shù)主要是通過刀具補償“磨損”和“形狀”補償兩部分組成。

當(dāng)前刀具就對刀完畢后，可以在”MDI”工作模式下檢驗對刀是否正確，點擊”MDI”后選擇“PROG”,輸入一段指令：T0101; G00X21 Z0;然后目測觀察機床刀具運行位置，如果運行位置正確說明對刀操作無誤，如果程序中需要用到的其他刀具，可以采用同樣的方法重復(fù)以上過程，生成相應(yīng)的刀補，從而完成對刀。

二、機床坐標(biāo)系的確定

在編程時，為確定機床運動，簡化程序編制，數(shù)控機床的坐標(biāo)系和運動方向都標(biāo)準化，我國擬定了命名的標(biāo)準。首先要確定機床坐標(biāo)系、編程坐標(biāo)系、加工坐標(biāo)系。

機床坐標(biāo)系的確定:在機床上，我們始終認為工件靜止，而刀具是運動的。這樣編程人員在不考慮機床上工件與刀具具體運動的情況下，就可以依據(jù)零件圖樣，確定機床的加工過程。數(shù)控機床的運動是由數(shù)控機床裝置來控制的，為了確定數(shù)控機床上的運動，要先確定機床上運動位移和運動的方向，這要通過坐標(biāo)系來完成，這個坐標(biāo)系就是數(shù)控機床坐標(biāo)系，它們相互關(guān)系可以用右手笛卡爾直角坐標(biāo)系來確定。

（一）數(shù)控車床坐標(biāo)軸的確定

車床上，有機床的縱向運動和橫向運動。在數(shù)控加工中用機床坐標(biāo)系來描述。機床坐標(biāo)系中X、Z坐標(biāo)軸的相互關(guān)系用右手笛卡爾直角坐標(biāo)系決定：伸出右手拇指、食指和中指，三指相互垂直為90度。拇指代表X坐標(biāo)，指向X坐標(biāo)的正方向，中指代表Z坐標(biāo)，指向為Z坐標(biāo)正方向；繞X、Z三坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)可以分別用A、C表示，其余四指的旋轉(zhuǎn)方向為旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)A、C的正向,運動方向規(guī)定：使刀具與工件距離的方向增大即為各坐標(biāo)軸的正方向。

（二）工件坐標(biāo)系

編程時，通常要先在零件圖紙上規(guī)定刀具的相對工件的運動軌跡，這就需要工藝員在零件圖紙上也設(shè)定一個正確的便于編程工件坐標(biāo)系，我們通常稱之為編程坐標(biāo)系或者是工件坐標(biāo)系，工件坐標(biāo)系坐標(biāo)軸的名稱和方向應(yīng)當(dāng)與所選用機床的坐標(biāo)系坐標(biāo)軸的名稱和方向一致，坐標(biāo)零點可以有編程人員確定，編制程序時盡量滿足零件設(shè)計基準、工藝基準。這樣編程數(shù)據(jù)簡單、減少尺寸換算、加工誤差小，從而達到尺寸工藝要求。從操作者角度來看工件零點，它還代表工件在機床坐標(biāo)系中的位置，操作人員在加工前需要測量工件在機床坐標(biāo)中的坐標(biāo)值，并告訴機床的控制裝置，以免出現(xiàn)加工誤差。

數(shù)控車床比普通車床的工柔性優(yōu)越的多，就單一零件的生產(chǎn)效率而言，與普通車床還存在差距。因此，提高數(shù)控車床的效率成為關(guān)鍵，合理的數(shù)控車床對刀和坐標(biāo)系的確定就十分重要。