数控车床对刀方法分析及应用

摘要 对刀是数控车床车削工件前必须要做的准备工作，对刀操作质量的好坏会对后期工件加工精度、效果有着直接影响，因此，应对数控车床的对刀工序予以足够重视。本文阐述了数控车床对刀的基本概念，以FANUC数控操作系统为例对车床对刀方法进行了介绍，并提出了对刀操作中的若干注意事项。

关键词 数控；坐标系；对刀方法；注意事项

中图分类号TH18 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）44-0175-01

在数控加工时，要根据零件的图纸进行工艺分析，同时要确定工件的编程原点和加工元件，方便建立工件坐标系，编程者从方便取值的角度出发，其程序的编制并不是建立在机床坐标系上，当把工件装夹到机床上时，数控机床也就是数控系统并不知道工件在什么位置，要想完成零件加工，就必须把所在的位置告诉数控机床也就是数控系统，即建立机床坐标系和工件之间的联系，我们称这一过程为对刀。对刀是数控机床在加工零件前的准备工作，其精度的好坏将直接影响到工件加工的准确性和可靠性，对数控加工效率有着很重要的影响。

1 概述

实际生产过程中，零件的数控加工编程和机床加工时分开进行，数控编程人员要根据零件设计图纸，选定一个方便的坐标系和原点，在选择机床坐标系时要注意选择合适的参考点作为原点。建立合适的坐标系是为了对数控机床进行位置检测、控制、显示等工作，即当数控程序执行命令时，要根据机床的坐标系中的坐标值为标准。但是在数控加工过程中，所加工的零件都具有一定的形状和尺寸，就只需要在工件上建立一个工件坐标系，其中工件坐标系的原点都选择在工件右端面的中点，在编制加工程序时，就可以以工件坐标系为基准进行编制。当数控机床在执行命令时，系统可以读取机床的参考坐标系中的坐标值，然后根据程序中的工件坐标数据进行工件的加工；但是在实际加工过程中，会出现各种各样的问题，如工件夹装到卡盘上时，系统无法知道工件原点在什么位置，只有通过试切对刀操作，并经过系统计算，才能确定工件坐标系的原点在机床坐标系中的地址。

2 数控车床的坐标系统

对于数控机床的对刀，可以分为机床坐标系和工件坐标系，这两个坐标系有着一定的区别和联系，在数控加工过程中，首先要确定坐标系原点的位置，然后根据原点的位置确定所需要的坐标系。

2.1 机床坐标系

在数控机床上，以机床原点作为坐标原点建立起来的X、Y轴直角坐标系，称为机床坐标系。对于机床坐标系的原点在机床装配调试阶段就已经去顶，是数控机床进行加工运动的基础参考点，为便于机床使用者操作，机床参考点和机械原点的位置关系是固定的，一般设置在道具运动的X、Z正向最大极限位置。当机床通电开始工作时，首先必须进行机床回零操作，让道具运动到机床的参考点，这个位置一般由机械挡块确定，有的系统可以由参考设置。通过机床回零，可以准确的确立机床坐标系。为了保证机床坐标系的准确性，在出厂前，安装调试人员就以确定了机床参考点和机械原点的位置，不允许用户随意变动。

2.2 工件坐标系

为了测量工件坐标系原点与机床在参考点上时的刀具基准点之间的距离，就需要设置工件坐标系，与机床坐标系一样，首先要确定参考原点，一般选择与编程原点重合，建立了工件坐标系就设定了工件坐标原点和机床坐标系原点之间的距离关系，有时为了编程和计算方便，我们可以把工件坐标系的原点设立在工件的左端面或右端面，如果再考虑对刀和安全退刀等问题，可以将程序中的零点设置在工件右端面的回转中心上，这样，在程序中只要Z＞0，就能保证刀尖位于工件之外，可以保证刀具的安全退出；从理论上讲，将编程原点设置在任何位置都是合适的，但是在实际操作中，为了操作方便，减少工艺标准与设计标准之间的误差，尽量将工件原点选择在设计基准点上。

2.3 机床坐标系和工件坐标系之间的关系

机床坐标系是机床唯一的基准，我们只需要确定随编程而变化的工件坐标系的程序原点在唯一的机械坐标系中的位置，获得基准刀程序起点的机械坐标和确定非基准刀的刀偏值就可以顺利加工了，这通常在接下来的对刀过程中完成。

3 常见的对刀方法

在数控机床加工生产中，对刀的方法有很多种，归纳起来有3类：

1）找正法对刀。这种方法是采用通用量具通过直接或间接的方法来找到刀具相对工件的正确位置。实践中具体方法有多种：（1）可以通过如游标卡尺等量具直接测量刀具与工件定位基准点之间的距离，去顶刀具相对工件的位置，这种方法操作简单，容易理解但是对刀的精度较差；（2）也可以将刀具刀位点与夹具至对刀尺寸，其对刀精度直接取决于刀位点与工件定位基准对齐的精度；也可将工件加工面先试切一刀，测出工件尺寸，间接算出对刀尺寸，然后刀具移至对刀尺寸位置，这种方法对刀精度相对较高。

2）专用对刀仪对刀。这种方法是借助专门的对刀仪器来找准刀具刀位点相对工件的位置，这种方法需配置对刀仪等辅助设备，成本较高，装卸刀具比较费力，但是可以提高对刀的效率和对刀的精度，一般用于精度要求较高的数控机床对刀。

3）自动对刀。这种方法是利用CNC装置的刀具进行功能检测，自动精确的检测出刀具在各个坐标方向的长度，并自动修正刀具补偿值，采用这种方法进行对刀，可以提高对刀的效率和精度，安装自动对刀系统，一般成本较高，并且CNC装置应具有刀具自动检测辅助功能，一般只用于高档型数控机床的对刀。

4 结论

对刀是数控车床加工零件前必做的准备工作，因此对刀时应高度重视，按照操作步骤严格进行，谨慎操作。再加上数控车床所用刀具种类繁多，各种刀具尺寸不同，在对刀时还应根据实际加工情况选择合适的对刀方法，设置好对刀参数，确定程序指令，以准确把握车削精度，加工出高质量的产品。

参考文献

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