数控车床对刀原理及对刀方法(1)1

数控车床对刀原理及对刀方法(1)1 湖北国土资源职业学院毕业论文 论数控车床对刀方法及原理 摘 要 通过对数控车床对刀实质的探讨，分别介绍了MAZAK数控系统中各种对刀设置方法及其优缺点。 关键词: 对刀、试切、 工件原点、原点设置、多刀对刀、对刀仪 对刀是数控加工中的主要操作和重要技能。在一定条件下，对刀的精度可以决定零件的加工精度，同时，对刀效率还直接影响数控加工效率。 仅仅知道对刀方法是不够的，还要知道数控系统的各种对刀设置方式，以及这些方式在加 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 序中的调用方法，同时要知道各种对刀方式的优缺点、使用条件等。 1、为何要对刀 ? 一般来说，零件的数控加工编程和上机床加工是分开进行的。数控编程员根据零件的设计图纸，选定一个方便编程的坐标系及其原点，我们称之为程序坐标系和程序原点。程序原点一般与零件的工艺基准或设计基准重合，因此又称作工件原点。 数控车床通电后，须进行回零(参考点)操作，其目的是建立数控车床进行 位置测量、控制、显示的统一基准，该点就是所谓的机床原点，它的位置由机床 位置传感器决定。由于机床回零后，刀具(刀尖)的位置距离机床原点是固定不 变的，因此，为便于对刀和加工，可将机床回零后刀尖的位置看作机床原点。 Z向偏移距离 O程序原点 X向偏移距机床原点 离 o' x Z 图1 1 / 7 湖北国土资源职业学院毕业论文 在图 1 中，O 是程序原点，O'是机床回零后以刀尖位置为参照的机床原点。 编程员按程序坐标系中的坐标数据编制刀具(刀尖)的运行轨迹。由于刀尖 的初始位置(机床原点)与程序原点存在 X 向偏移距离和 Z 向偏移距离，使得实际的刀尖位置与程序指令的位置有同样的偏移距离，因此，须将该距离测量出 来并设置进数控系统， 对刀， 所谓对刀，其实质就是测量程序原点与机使系统据此调整刀尖的运动轨迹。 所谓 床原点之间的偏移距离并设置程序原点在以刀尖为参照的机床坐标系里的坐标 2、试切对刀 对刀的方法有很多种，按对刀的精度可分为粗略对刀和精确对刀;按是否采 用对刀仪可分为手动对刀和自动对刀;按是否采用基准刀，又可分为绝对对刀和 相对对刀等。但无论采用哪种对刀方式，都离不开试切对刀，试切对刀是最根本的对刀方法。 下面以采用MAZAK 640M车床为例，来介绍具体操作方法。工件和刀具装夹完毕，驱动主轴旋转，移动刀具试切工件一端端面，将光标移到相应的刀具参数输入位置，点击“刀 、确认，系统会自动将此时刀具的Z坐标减去刚才输入的数值，即尖记忆”软键，输入0 得工件坐标系Z原点的位置。再移动刀架至工件试切一段外圆。然后保持X坐标不变移动Z轴，刀具离开工件，测量出该段外圆的直径。将其输入到相应的刀具参数中(输入方法和Z轴相同:点击刀尖记忆、 输入数值、 确认)系统会自动用刀具当前X坐标减去试切出的那段外圆直径，即得到工件坐标系X原点的位置。 3、程序原点(工件原点)的设置方式 、 在 MAZAK 640M 数控系统中，有以下几种设置程序原点的方式:?设置刀具偏移量补偿;?用G50设置起刀点3通过Z向零点偏移功能直接设置工件零点 ? 程序原点设置是对刀不可缺少的组成部分。每种设置方法有不同的编程使用 方式、不同的应用条件和不同的工作效率。各种设置方式可以组合使用。 (1)设置刀具偏移量补偿。 车床的刀具补偿包括刀具的“刀补”补偿参数和“测量” 补偿参数，两者之和构成车刀偏移量补偿参数。试切对刀获得的偏移一般设置在 “测量”补偿参数中。 试切对刀并设置刀偏步骤如下: ? 用外圆车刀试车外圆，沿，Z 轴退出并保持 X 坐标不变。 2 / 7 湖北国土资源职业学院毕业论文 ? 测量外圆直径，记为 φ。 ? 按“刀具数据”键?进入“测量”补偿参数设定界面?将光标移到与刀位号相对应的 "刀尖记忆"软键 、输人 X φ (注意: 此处的 φ 代 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 位置后(如:T01，一号刀具)，点击 直径值，而不是符号，以下同) ? 用外圆车刀试车工件端面，沿，X 轴退出并保持 Z 坐标不变。 ? 按“刀具数据”键?进人“测量”补偿参数设定界面?将光标移到与刀位号相对应的位置后，输人Z0。 ? 设置的刀具偏移量在数控程序中用 T 代码调用。 这种方式具有易懂、操作简单、编程与对刀可以完全分开进行等优点。同时， 在各种组合设置方式中都会用到刀偏设置，因此在对刀中应用最为普遍。 (2)用G50设置刀具起点 ? 用外圆车刀试车一段外圆， 沿，Z 轴退至端面余量内的一点 (假定为 a 点) 。 ? 测量外圆直径，记为 φ。 ? 选择“MDI”(录入)模式，输人 G50 Xφ。按“启动”按钮 ? 切端面到中心(程序原点)。 ? 选择“MDI”(录入)模式，输入 G50Z0，按“启动”按钮。 ? 加工程序的开头 G50 后面不能跟任何 X，Z 值，在另起一行录入 G00 X100 Z150， 这样刀具就会以 G00 速度快速移到离我们刚设置的原点的 X100 Z150 位置上～这就是我们所说的刀具起刀点～ 注意:运行程序前要先将基准刀移到设定的位置。 在用 G50 设置刀具的起 点时，一般要将该刀的刀偏值设为零。 点时，一般要将该刀的刀偏值设为零。 此方式的缺点是起刀点位置要在加工程序中设置，且操作较为复杂。但它提 供了用手工精确调整起刀点的操作方式， 有的人对此比较喜欢。 种方式就是相 此种方式就是相 当于把我们的机械坐标系平移了一样～平移到了我们的工件坐标系里～ 当于把我们的机械坐标系平移了一样～平移到了我们的工件坐标系里～ 当我们 进行回零后，就又得重新对刀和设置～ 重新对刀和设置 进行回零后，就又得重新对刀和设置～ (3)通过Z向零点偏移功能直接设置工件零点 3 / 7 湖北国土资源职业学院毕业论文 ? 驱动主轴，选择一把对好了的刀作为基准刀，移动刀具试切工件端面直 至工件零点(程序原点)进入“刀具数据”界面，移动光标刀到Z向偏移输入行、点击“刀 尖记忆"软键，输入0、确认 ，这样将基准刀刀利用Z向零点偏移功能将工件坐标系就设 置在零件端面中心了 ? 和试切法一样，非基准刀刀具依然采用系统中的对刀功能将刀具与零件零点的偏移一一测定出来，这样三把刀具均以对好，可以进行自动加工。 这种方法简单、效率高 ，当调头加工时，由于利用Z向偏移功能将非基准刀具在Z向建立了联系，我们只要将基准刀具的Z向对好久可以了。 4、多刀对刀相关知识介绍 、 MAZAK数控系统多刀对刀的组合设置方式有: ?绝对对刀; ?基准刀 G50 相对 刀偏。 )绝对对刀所谓绝对对刀即是用每把刀在加工余量范围内进行试切对刀，将得到的(1 偏移值设置在相应刀号的偏置补偿中。这种方式思路清晰，操作简单，各 个偏移值不互相关联，因而调整起来也相对简单，所以在实际加工中得到广泛应 用。 (2)相对对刀所谓相对对刀即是选定一把基准刀，用基准刀进行试切对刀， ) 将基准刀的偏移用 G50,将基准刀的刀偏补偿设为零，而将其它刀具相对于基准 刀的偏移值设置在各自的刀偏补偿中。 5、对刀仪在数控车床中的应用、 在工件的加工过程中，工件装卸、刀具调整等辅助时间，占加工周期中相当大的比例， 对刀仪。 其中刀具的调整既费时费力，又不易准确，最后还需要试切。统计 资料 新概念英语资料下载李居明饿命改运学pdf成本会计期末资料社会工作导论资料工程结算所需资料清单 表明，一个工件的加工，纯机动时间大约只占总时间的55%，装夹和对刀等辅助时间占45%。因此，对刀仪便显示出极大的优越性。 (1)对刀仪 对刀仪主要由刀尖接触传感器、摆臂及驱动装置等组成，具有对刀和刀具补偿的功能 。 (2)对刀仪的作用 4 / 7 湖北国土资源职业学院毕业论文 1(在?X、?Z及Y轴五个方向上测量和补偿刀偏值 在五个方向上进行刀偏值的测量和补偿，可以有效地消除人工对刀产生的误差和效率低下的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。不管是采用何种切削刀具(外圆、端面、螺纹、切槽、镬孔还是车削中心上的铣、钻削动力刀具)，进行工件轮廓车削或铣削时，所有参与切削的刀尖点或刀具轴心线，都必须通过调整或补偿，使其精确地位于工件坐标系的同一理论点或轴心线上。对动力型回转刀具，除要 测量并补偿刀具长度方向上的偏置值外，同时还要测量和补偿刀具直径方向上的偏置值(刀具以轴心线分界的两个半径的偏置值)。否则机床无法加工出尺寸正确的工件。 在没有安装对刀仪的机床上，每把刀具的偏置值，是对每把刀具进行仔细的试切后，对工件尺寸进行测量、计算、补偿(手工对刀)才可得出，费时费力，稍不小心还会报废工件。当更换刀具后，这项工作还要重新进行。因而，对刀是占用机床辅助时间最长的工作内容之一。 使用了对刀仪的机床，因对刀后能够自动设置好刀具对工件坐标系的偏置值，从而自动建立起工件坐标系。在这种情况下，加工程序中就无需再用“G50指令”来建立工件坐标系了。 2(加工过程中刀具磨损或破损的自动监测、报警和补偿 在没有安装对刀仪的机床上完成磨损值的补偿是很麻烦的，需要多次停下机床对工件的尺寸进行手工测量，还要将得到的磨损值手动修改刀补参数。安装对刀仪后，这个问题就简单多了，特别是安装HPPA型或HPMA型后更为方便。前者，只要根据刀具的磨损规律，干完一定数量的工件后停下机床，用对刀仪再进行一遍对刀的过程即可;后者，只要在程序中设定完成多少个加工循环后执行一次自动对刀，即可完成刀补工作。 对于刀具破损报警或刀具磨损到一定程度后更换，是根据刀具允许的磨损量，设定一个“门槛值”，一旦对刀仪监测到的误差超过门槛值，即认为刀具已破损或超过了允许的磨损值，则机床自动报警停机，然后强制进行刀具的更换。 3(机床热变形引起的刀偏值变动量的补偿 机床在工作循环过程中，产生的各种热量，导致机床的变形特别是丝杠的热伸长，使刀尖位置发生的变化，其结果是加工工件的尺寸精度会受到影响。在机床上安装对刀仪，上述问题可迎刃而解。无非是把这种由热变形产生的刀尖位置变化，视为刀具的磨损值，通过对刀仪来测量这种刀具偏置值，即可解决。 (3)对刀仪的工作原理 对刀仪的核心部件是由一个高精度的开关(测头)，一个高硬度、高耐磨的硬质合金四面体(对刀探针)和一个信号传输接口器组成(其他件略)。四面体探针是用于与刀具进行接触，并通过安装在其下的挠性支撑杆，把力传至高精度开关;开关所 5 / 7 湖北国土资源职业学院毕业论文 发出的通、断信号，通过信号传输接口器，传输到数控系统中进行刀具方向识别、运算、补偿、存取等。 数控机床的工作原理决定，当机床返回各自运动轴的机械 参考点后，建立起来的是机床坐标系。该参考点一旦建立，相对机床零点而言，在机 床坐标系各轴上的各个运动方向就有了数值上的实际意义。对于安装了对刀仪的机床，对刀仪传感器距机床坐标系零点的各方向实际坐标值是一个固定值，需要通过参数设定的方法来精确确定，才能满足使用，否则数控系统将无法在机床坐标系和对刀仪固定坐标之间进行相互位置的数据换算。 当机床建立了“机床坐标系”和“对刀仪固定坐标”后(不同规格的对刀仪应设置不同的固定坐标值)，对刀仪的工作原理如下: 1(机床各直线运动轴返回各自的机械参考点之后，机床坐标系和对刀仪固定坐标之间的相对位置关系就建立起了具体的数值。 2(不论是使用自动编程控制，还是手动控制方式操作对刀仪，当移动刀具沿所选定的某个轴，使刀尖(或动力回转刀具的外径)靠向且触动对刀仪上四面探针的对应平面，并通过挠性支撑杆摆动触发了高精度开关传感器后，开关会立即通知系统锁定该进给轴的运动。因为数控系统是把这一信号作为高级信号来处理，所以动作的控制会极为迅速、准确。 3(由于数控机床直线进给轴上均装有进行位置环反馈的脉冲编码器，数控系统中也有记忆该进给轴实际位置的计数器。此时，系统只要读出该轴停止的准确位置，通过机床、对刀仪两者之间相对关系的自动换算，即可确定该轴刀具的刀尖(或直径)的初始刀具偏置值了。换一个角度说，如把它放到机床坐标系中来衡量，即相当于确定了机床参考点距机床坐标系零点的距离，与该刀具测量点距机床坐标系零点的距离及两者之间的实际偏差值。 4(不论是工件切削后产生的刀具磨损、还是丝杠热伸长后出现的刀尖变动量，只要再进行一次对刀操作，数控系统就会自动把测得的新的刀具偏置值与其初始刀具偏置值进行比较计算，并将需要进行补偿的误差值自动补入刀补存储区中。当然，如果换了新的刀具，再对其重新进行对刀，所获得的偏置值就应该是该刀具新的初始刀具偏置值了。 (3)对刀仪的优点 1?、快速测量、修正刀具长度和直径偏置值; 2?、避免手工对刀的人为介入误差; 3?、保证首件的准确尺寸精度; 4?、缩短机床辅助时间、提高生产效率; 6 / 7 湖北国土资源职业学院毕业论文 当在使用对刀仪时，使刀尖与传感器相接触，则刀具补偿值自动置入刀。 具补偿储存器中。同时，使用对刀仪也可以自动设置工件坐标系偏置值，从而建立工件坐标系。在这种情况下，在加工程序中就可以不使用G50指令来建立工件的坐标系。 6、结语、 数控对刀，在众多系统中其原理都一样。本文针对MAZAK 数控车床各种对刀设置方法以及对它们的工作原理进行了简单的介绍，希望能就此系统的学习能很快掌握其他系统。 7 / 7