浅谈数控车床的对刀、坐标系确定在加工中的应用

安丰金，王宗玲东营科技职业学院

浅谈数控车床的对刀、坐标系确定在加工中的应用

安丰金，王宗玲
东营科技职业学院

摘要：机械加工时为了保证机床的走刀路线准确无误，需要按照图纸的工艺要求、制定加工工艺单，来确定加工路线，同时要选择正确的加工顺序和工件刀具装夹方法。为了保证工件加工质量，数控车床的对刀，坐标系的确定在加工中是非常重要的。

关键词：走刀路线；加工顺序；数控程序

数控车床的对刀是机械加工的主要组成部分，又是数控加工中的主要操作和重要技能，数控加工实际操作时加工编程和机床实操是分开进行的。编程员根据零件的图纸要求，首先选择一个便于编程的坐标系及其原点，称之为程序坐标系和程序原点。程序原点又称为工件原点。数控加工前，操作者应该认真学习机床说明书和机床操作安全注意事项，避免操作失误造成撞刀事故，一般来说首先要对数控车床通电后，然后进行机床回零（参考点）操作，目的是对数控车床进行位置测量找到车床基准，机床原点就确定了，机床原点的位置由传感器决定。因机床回零后，刀具（刀尖）的位置距离机床原点是固定不变的，因此，为便于对刀与加工，回零后刀尖的位置看作机床原点。

编程人员是按照程序坐标系数据编制刀具运动轨迹，因为刀具的初始位置和程序原点存在偏移距离，这样实际的刀尖位置和程序指令的位置就会在x，z轴方向出现偏移距离，因此，须将这个距离测量出来并告诉数控系统，使车床系统根据在x，z轴方向出现偏移距离调整刀尖的运动轨迹。这样，数控机床才能根据编定的程序对工件进行切削加工，这里要说明的，对于数控机床装有绝对坐标编码器的，机床开机后可以不用回参考点。如果未装有绝对坐标编码器，机床回参考点时要注意主轴的运动轨迹和工件之间是否有干涉，就是不能使车床主轴和工件有发生碰撞！

一、数控车床加工试切法进行对刀

所谓对刀，就是侧量程序原点与机床原点之间分别在x,z轴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。

数控车床加工时可用对刀仪或试切法等方式进行对刀。就目前而言，最常用的对刀方法为手动试切对刀。数控车床对刀方法基本上都是相同的，首先将工件放在三爪卡盘上装夹，用手动方法操作机床，具体操作步骤如下：

（一）机床回参考点的操作步骤

首先要检查操作面板上回原点指示灯是否亮，如果指示灯亮，说明已进入回原点模式；若指示灯不亮，则要进入回原点模式，应点击“回原点”按钮；再在回原点模式下，要先将X轴回原点，点击操作面板上的“X轴正方向”按钮，直到X轴方向移动指示灯亮，此时X轴将回原点，待X轴回原点灯变亮，同样方法，再点击“Z轴的正方向选择”按钮，使指示灯变亮，Z轴回原点灯亮，通过对”X轴、Z轴”正方向移动这样就完成机床回零的操作。

（二）试切对刀

首先确定操作方式，选择手动操作，置模式为：“JOG”位置，然后启动主轴，调用刀具试切工件外圆，车削的长度要方便测量，X轴方向不要移动，一旦移动，对刀数据就会发生错误，然后沿Z轴的正方向退出来，此时停止主轴，测量所车的外圆尺寸为X，按面板上的“OFS/SET”键进入参数设定页面，按刀偏，选中“形状”项，将光标移到与刀具号对应的位置上，输入“X”值，再按显示器下面的软键“测量”，便会在对应的刀补位上就会生成对应刀补值。

同样在手动方式下，再用该把刀车削工件端面，端面车削后，沿X正方向退出来，此时Z方向不动，主轴停止，按“OFS/SET”键，进入“形状”补偿设定页面，将光标移到与刀位号相对应的位置后，输入“Z0”，按显示器下面的软键“测量”，便会在在对应的刀补位上生成对应的刀补值。

（三）注意的事项

刀具补偿有“磨损”和“形状”补偿两个页面，对刀时应把相关的参数放在“形状”里，不应该放在“磨损”，磨损里放尺寸的调整和刀具磨耗。车刀偏移量补偿参数主要是通过刀具补偿“磨损”和“形状”补偿两部分组成。

当前刀具就对刀完毕后，可以在”MDI”工作模式下检验对刀是否正确，点击”MDI”后选择“PROG”,输入一段指令：T0101; G00X21 Z0;然后目测观察机床刀具运行位置，如果运行位置正确说明对刀操作无误，如果程序中需要用到的其他刀具，可以采用同样的方法重复以上过程，生成相应的刀补，从而完成对刀。

二、机床坐标系的确定

在编程时，为确定机床运动，简化程序编制，数控机床的坐标系和运动方向都标准化，我国拟定了命名的标准。首先要确定机床坐标系、编程坐标系、加工坐标系。

机床坐标系的确定:在机床上，我们始终认为工件静止，而刀具是运动的。这样编程人员在不考虑机床上工件与刀具具体运动的情况下，就可以依据零件图样，确定机床的加工过程。数控机床的运动是由数控机床装置来控制的，为了确定数控机床上的运动，要先确定机床上运动位移和运动的方向，这要通过坐标系来完成，这个坐标系就是数控机床坐标系，它们相互关系可以用右手笛卡尔直角坐标系来确定。

（一）数控车床坐标轴的确定

车床上，有机床的纵向运动和横向运动。在数控加工中用机床坐标系来描述。机床坐标系中X、Z坐标轴的相互关系用右手笛卡尔直角坐标系决定：伸出右手拇指、食指和中指，三指相互垂直为90度。拇指代表X坐标，指向X坐标的正方向，中指代表Z坐标，指向为Z坐标正方向；绕X、Z三坐标旋转的旋转坐标可以分别用A、C表示，其余四指的旋转方向为旋转坐标A、C的正向,运动方向规定：使刀具与工件距离的方向增大即为各坐标轴的正方向。

（二）工件坐标系

编程时，通常要先在零件图纸上规定刀具的相对工件的运动轨迹，这就需要工艺员在零件图纸上也设定一个正确的便于编程工件坐标系，我们通常称之为编程坐标系或者是工件坐标系，工件坐标系坐标轴的名称和方向应当与所选用机床的坐标系坐标轴的名称和方向一致，坐标零点可以有编程人员确定，编制程序时尽量满足零件设计基准、工艺基准。这样编程数据简单、减少尺寸换算、加工误差小，从而达到尺寸工艺要求。从操作者角度来看工件零点，它还代表工件在机床坐标系中的位置，操作人员在加工前需要测量工件在机床坐标中的坐标值，并告诉机床的控制装置，以免出现加工误差。

数控车床比普通车床的工柔性优越的多，就单一零件的生产效率而言，与普通车床还存在差距。因此，提高数控车床的效率成为关键，合理的数控车床对刀和坐标系的确定就十分重要。