淺談加工中心手動(dòng)對(duì)刀技術(shù)的改進(jìn)

摘 要：對(duì)刀方法有手動(dòng)對(duì)刀和利用對(duì)刀儀自動(dòng)對(duì)刀兩種，在實(shí)踐中應(yīng)用較多的是手動(dòng)對(duì)刀，本文就針對(duì)數(shù)控鏜銑類(lèi)加工中心Z方向的手動(dòng)對(duì)刀方法及操作步驟進(jìn)行詳細(xì)論述，并根據(jù)分析和實(shí)踐操作，得出改進(jìn)后的對(duì)刀方法更準(zhǔn)確、更方便，更能提高加工效率。

關(guān)鍵詞：手動(dòng)對(duì)刀；鏜銑類(lèi)加工中心；Z方向；加工效率

引言

工件上常用的對(duì)刀表面有上表面和下表面，即對(duì)頂為零和對(duì)底為零。對(duì)刀方法有手動(dòng)對(duì)刀和利用對(duì)刀儀自動(dòng)對(duì)刀，而在實(shí)踐中應(yīng)用較多的是手動(dòng)對(duì)刀。

本文講述FANUC數(shù)控系統(tǒng)的鏜銑類(lèi)加工中心Z軸方向手動(dòng)對(duì)刀方法（對(duì)工件頂面為零，底面類(lèi)似）及操作步驟，同時(shí)分析各種對(duì)刀方法的優(yōu)缺點(diǎn)。比較改進(jìn)后的對(duì)刀方法的優(yōu)點(diǎn)。

假設(shè)現(xiàn)在有4把刀具：T1（Ф80面銑刀）、T2（Ф12立銑刀）、T3（Ф3中心鉆）、T4（Ф6.8鉆頭），當(dāng)每把刀的XY坐標(biāo)值不變時(shí)，改變的則只是Z坐標(biāo)值。那么我們?cè)趯?duì)刀時(shí)只要找準(zhǔn)所有刀具的Z軸方向位于同一工件表面上，此時(shí)，Z軸方向有一數(shù)值，既是機(jī)床坐標(biāo)值，把這一數(shù)值輸入到刀補(bǔ)中，或者利用基準(zhǔn)刀具及與各刀具的長(zhǎng)度差來(lái)修正補(bǔ)償值，然后利用刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償指令來(lái)調(diào)用該值，即可將所有刀具對(duì)準(zhǔn)工件的同一表面作為Z軸零點(diǎn)。

1 以下將分別介紹各種對(duì)刀方法、步驟及優(yōu)缺點(diǎn)：

方案1：基準(zhǔn)刀具法（對(duì)頂面為零[1]，下同）

基準(zhǔn)刀具的對(duì)刀思路是設(shè)置一把基準(zhǔn)刀具，控制該基準(zhǔn)刀具接觸工件上表面，把此時(shí)的機(jī)床坐標(biāo)值輸入到工件坐標(biāo)系的Z值參數(shù)中。當(dāng)調(diào)用其它刀具時(shí)，將每把刀具都接觸到該工件同一表面上，把此時(shí)的機(jī)床坐標(biāo)值與基準(zhǔn)刀具的機(jī)床坐標(biāo)值相減，將所得結(jié)果輸入到相應(yīng)刀具的刀補(bǔ)中。在編程時(shí)只要建立該工件坐標(biāo)系，再應(yīng)用刀具補(bǔ)償指令調(diào)用相應(yīng)的刀具補(bǔ)償值即可。其原理是用基準(zhǔn)刀具建立工件坐標(biāo)系，刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償值為零，其它刀具的長(zhǎng)度補(bǔ)償值為相應(yīng)刀具的機(jī)床坐標(biāo)值減去基準(zhǔn)刀具的機(jī)床坐標(biāo)值的差值。

1.1 對(duì)刀步驟如下：

1.1.1 把Z軸設(shè)定器（50.00mm）放置在工件表面上。

1.1.2 調(diào)用T1刀具，將刀具裝在主軸上，該把刀具作為基準(zhǔn)刀具。

1.1.3 將該刀具移動(dòng)到Z軸設(shè)定器上方，并輕輕接觸，直到其指針指示到零位，記下此時(shí)的機(jī)床坐標(biāo)Z軸數(shù)值，并將該數(shù)值減去50.00mm的差值輸入到工件坐標(biāo)系（G54）的Z值中。同時(shí)，相對(duì)坐標(biāo)清零，將1#刀補(bǔ)確定為零，作為基準(zhǔn)刀具。

1.1.4 調(diào)用T2刀具，將刀具裝在主軸上。移動(dòng)刀具到Z軸設(shè)定器上，并輕輕接觸，直到其指針指示到零位，記下此時(shí)的數(shù)值，用此值減去T1刀具的機(jī)床坐標(biāo)值得到一差值。把此差值輸入到2#刀補(bǔ)中，那么，該值就是T2刀具的長(zhǎng)度補(bǔ)償值。

1.1.5 其余刀具T3、T4的對(duì)刀步驟與1.4類(lèi)似。

1.2 出現(xiàn)弊端及解決辦法

按照以上基準(zhǔn)刀具方法操作的話(huà)，有三個(gè)弊端，對(duì)于每種弊端有相應(yīng)的解決辦法。如下表1：

1.3 優(yōu)缺點(diǎn)分析

按照上述基準(zhǔn)刀具方法操作因要頻繁運(yùn)用計(jì)算，很不方便，且有可能弄錯(cuò)。我們可以按以下更直接、更簡(jiǎn)便的方法進(jìn)行對(duì)刀操作：

方案2：直接刀補(bǔ)法（不采用基準(zhǔn)刀）

直接刀具偏補(bǔ)法，就是將所有刀具都是對(duì)準(zhǔn)工件表面，然后將此時(shí)的機(jī)床坐標(biāo)值直接輸入到對(duì)應(yīng)的刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償值中。對(duì)于工件坐標(biāo)系的Z坐標(biāo)值清零。它避免了基準(zhǔn)刀具所帶來(lái)的各種坐標(biāo)計(jì)算，因此它更直接、更方便。

（1）對(duì)刀步驟如下：

第1把Z軸設(shè)定器（50.00mm）放置在工件表面上。

第2調(diào)用T1刀具，將刀具裝在主軸上。

第3將該刀具移動(dòng)到Z軸設(shè)定器上方，并輕輕接觸，直到其指針指示到零位，記下此時(shí)的機(jī)床坐標(biāo)Z軸數(shù)值，用此數(shù)值減去設(shè)定器高度（50.00mm），將所得結(jié)果輸入到1#刀具補(bǔ)償值中。

第4調(diào)用T2刀具，將刀具裝在主軸上。將刀具移動(dòng)到Z軸設(shè)定器上方，并輕輕接觸，直到其指針指示到零位，記下此時(shí)的機(jī)床坐標(biāo)Z軸數(shù)值，用此數(shù)值減去設(shè)定器高度（50.00mm），將所得結(jié)果輸入到2#刀具補(bǔ)償值中。

第5其余刀具T3、T4的對(duì)刀過(guò)程與第4類(lèi)似。

（2）出現(xiàn)弊端及解決辦法：

按照以上直接刀補(bǔ)法操作的話(huà)，有二個(gè)弊端，對(duì)于每種弊端有相應(yīng)的解決辦法。如下表2：

（3）優(yōu)缺點(diǎn)分析：

實(shí)踐分析發(fā)現(xiàn)，采用方案二對(duì)刀雖然要比方案一更直接、更便利，節(jié)約了輔助計(jì)算時(shí)間，但是，對(duì)于具有復(fù)雜表面的工件來(lái)說(shuō)，還是沒(méi)有得到最好的解決。

此時(shí)，按照以下方案三改進(jìn)方法就可以解決以上弊端。

方案3：借助平面對(duì)刀法

該方法與直接刀補(bǔ)法類(lèi)似，區(qū)別在于，此方法借助一水平面，先測(cè)量工件表面（編程坐標(biāo)系的Z軸零點(diǎn)位置）到這一水平面（可以是夾具、工作臺(tái)等）的高度值，并將該值輸入到工件坐標(biāo)系中。然后將所有刀具都對(duì)準(zhǔn)該水平面，把此時(shí)所得的機(jī)床坐標(biāo)值輸入到對(duì)應(yīng)的刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償值中。在編程加工運(yùn)行時(shí)，只要調(diào)用工件坐標(biāo)系和對(duì)應(yīng)的刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償值，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行刀補(bǔ)運(yùn)算，同時(shí)刀具運(yùn)行到指定位置。

（1）對(duì)刀步驟如下：

第1調(diào)用T1刀具，將刀具裝在主軸上。

第2把Z軸設(shè)定器（50.00mm）放置在一水平面上（夾具、工作臺(tái)等）。將該刀具移動(dòng)到Z軸設(shè)定器上方，并輕輕接觸，直到其指針指示到零位，記下此時(shí)的機(jī)床坐標(biāo)Z軸值。

第3抬刀后，取下Z軸設(shè)定器。

第4把Z軸設(shè)定器（50.00mm）放置在工件表面上。將該刀具移動(dòng)到Z軸設(shè)定器上方，并輕輕接觸，直到其指針指示到零位，記下此時(shí)的機(jī)床坐標(biāo)Z軸值。

第5將第4的機(jī)床坐標(biāo)值減去上述第2水平面的機(jī)床坐標(biāo)值，所得結(jié)果為水平面到工件表面的高度值。并把此結(jié)果輸入到工件坐標(biāo)系（如G54的Z坐標(biāo)值）中。

第6所有的刀具都對(duì)準(zhǔn)該水平面，并將此時(shí)的機(jī)床坐標(biāo)值輸入到對(duì)應(yīng)的刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償中。

（2）出現(xiàn)弊端及解決辦法：

按照以上借助平面對(duì)刀法操作，在實(shí)踐操作過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，無(wú)論出現(xiàn)何種弊端，都可以很方便、快捷的解決。如下表3：

（3）優(yōu)缺點(diǎn)分析：

實(shí)踐操作發(fā)現(xiàn)，方案三不僅改善了對(duì)刀精度和提高了工件表面加工質(zhì)量，而且減少了更換刀具所遇到的各種不便，使對(duì)刀更方便、更直接，減少了各種輔助時(shí)間，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)效率。

2 結(jié)論

通過(guò)如下表4三種方案的對(duì)比，我們可以得出結(jié)論：第三種方案-借助平面對(duì)刀在加工中心手動(dòng)對(duì)刀中是一種最佳的對(duì)刀方法。

注釋

[1]對(duì)頂面為零：建立工件坐標(biāo)系時(shí)，常用的是對(duì)工件頂面為零點(diǎn)或底面作為工件零點(diǎn)。對(duì)刀方法相同，只不過(guò)零點(diǎn)選擇位置不一樣，對(duì)刀時(shí)要注意對(duì)底面為零時(shí)的工件高度。

參考文獻(xiàn)

[1]許超，黃衛(wèi)，徐春林.加工中心操作工實(shí)用技術(shù)手冊(cè).南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，2006.

[2]鄧廣敏.加工中心操作工[M].浙江：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

[3]楊江河，蔣文兵編著.加工中心實(shí)用技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.

作者簡(jiǎn)介：楊少卿（1976-），男，東莞市智通職業(yè)技術(shù)學(xué)校模具數(shù)控教師，主要從事模具設(shè)計(jì)、數(shù)控加工教學(xué)。