數(shù)控車床對(duì)刀與操作的經(jīng)驗(yàn)和技巧

孔德新 張昕 朱曉剛

摘要：本文介紹了數(shù)控車床對(duì)刀原理和操作數(shù)控機(jī)床的經(jīng)驗(yàn)和技巧，這些經(jīng)驗(yàn)和技巧是在長(zhǎng)期使用FANUC-oiA數(shù)控車床的經(jīng)驗(yàn)積累，對(duì)使用其它數(shù)控系統(tǒng)的操作者有重要的借鑒作用。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車床 經(jīng)驗(yàn) 技巧

1 概述

數(shù)控車床對(duì)刀是數(shù)控車削加工中重要的比較復(fù)雜的工藝準(zhǔn)備之一，它的精度將直接影響到加工程序的編制及零件的尺寸精度。多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)對(duì)這項(xiàng)功能的說明書中，不涉及其工作原理，只是對(duì)操作方法和步驟有相應(yīng)的提示，無法真正理解和掌握數(shù)控車床的對(duì)刀方法。本文以FANUC-oiA數(shù)控車床系統(tǒng)為例，以試切法為例子，對(duì)數(shù)控車床的對(duì)刀進(jìn)行分析。

2 對(duì)刀的概念

一般來說，數(shù)控車床通電后的第一步就是進(jìn)行回參考點(diǎn)的操作，如此有利于建立以參考點(diǎn)為原點(diǎn)的機(jī)床坐標(biāo)系。該坐標(biāo)系是數(shù)控系統(tǒng)執(zhí)行的所有地址命令（x ，z）的依據(jù)。在實(shí)際的編程過程中，更多考慮的是工件坐標(biāo)系，而不是機(jī)床坐標(biāo)系。通常會(huì)把工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)定在工件右端面的中點(diǎn)，被叫做工件原點(diǎn)（或程序原點(diǎn)），加工程序就是依此坐標(biāo)為依據(jù)編制的。未來只要把該程序輸入系統(tǒng)，系統(tǒng)就會(huì)按照程序內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)的加工。表面上，系統(tǒng)在執(zhí)行程序中地址命令時(shí)是在執(zhí)行工件坐標(biāo)系的地址，但是其實(shí)它是在執(zhí)行內(nèi)部已經(jīng)轉(zhuǎn)換過的機(jī)床坐標(biāo)系的地址。所以，要想依照機(jī)床坐標(biāo)值對(duì)工件進(jìn)行完全加工，只要明確工件原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)中的位置即可。然而要想明確工件原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)中的位置，必須通過對(duì)刀操作，并經(jīng)過系統(tǒng)計(jì)算。所以，對(duì)刀的目的就是確定工件坐標(biāo)系，它是一種把工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系關(guān)聯(lián)在一起的操作。通常編程時(shí)會(huì)把工件右端面的中心設(shè)為編程坐標(biāo)系的原點(diǎn)，而對(duì)刀時(shí)工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)需和編程坐標(biāo)系原點(diǎn)一致。

3 對(duì)刀操作

一般操作者最常用最好掌握的方法是采用手動(dòng)試切對(duì)刀法。具體的操作步驟是，先進(jìn)行零點(diǎn)偏置設(shè)置，手動(dòng)對(duì)齊基準(zhǔn)刀具到工件的右端面。若工件右端面不平整，必須用基準(zhǔn)刀將工件右端面車削平整，然后手動(dòng)退刀，并且僅僅在x方向退刀，z方向不動(dòng)，把當(dāng)前的刀具位置記錄到零點(diǎn)偏置里。接下來對(duì)基準(zhǔn)刀的x方向，將刀具的刀位點(diǎn)對(duì)齊到工件的外圓表面或者切一小段外圓，然后手動(dòng)退刀，注意僅僅在z方向退刀，x方向不動(dòng)，用游標(biāo)卡尺或千分尺測(cè)量工件試切后的外圓的尺寸，根據(jù)這個(gè)尺寸計(jì)算出刀具的長(zhǎng)度補(bǔ)償值記入系統(tǒng)，這樣基準(zhǔn)刀具就對(duì)好了。其他刀具的對(duì)刀重復(fù)上述操作。對(duì)刀結(jié)束后，還要進(jìn)行對(duì)刀正確性進(jìn)行檢驗(yàn)。檢驗(yàn)的方法是用MDI方式將刀具上的對(duì)刀參考點(diǎn)移到工件的右端的外圓處，首先檢驗(yàn)Z向?qū)Φ兜恼_性。在MDI方式下，輸入T0101；G00Z0；按下insert鍵-循環(huán)啟動(dòng)鍵，再切換到手搖模式，保持Z不變，X方向搖刀具接近工件，看刀尖是否在端面上。接著驗(yàn)證X方向的正確性，在手搖模式下，輸入T0101；G00X0；按下insert鍵-循環(huán)啟動(dòng)鍵，再切換到手搖模式，保持X不變，Z方向搖刀具接近工件，看刀尖是否在工件回轉(zhuǎn)中心，如果在就說明對(duì)刀正確，否則說明對(duì)刀有誤。

4 操作的經(jīng)驗(yàn)與技巧

①巧用G01指令。G00指令一般用于刀具加工前快速定位或加工后快速退刀。在執(zhí)行G00指令時(shí)，由于各軸以各自的速度快速移動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡不一定是起點(diǎn)到終點(diǎn)的一條直線，并且速度較快，容易造成事故。為了避免事故的發(fā)生，在程序編制時(shí)，可以暫時(shí)用G01來代替G00，F(xiàn)值給一個(gè)較大的量，這樣在調(diào)試過程中可以避免撞刀。②程序開頭要寫全。在程序頭應(yīng)該把一些模態(tài)指令寫全，因?yàn)椴煌南到y(tǒng)默認(rèn)值可能有區(qū)別。③選擇合適的換刀點(diǎn)。換刀點(diǎn)是指編制數(shù)控車床多刀加工程序時(shí)，相對(duì)于車床固定原點(diǎn)而設(shè)置的自動(dòng)換刀的位置。換刀點(diǎn)的具體位置應(yīng)根據(jù)工序內(nèi)容而定。為了防止換刀時(shí)碰撞到工件或夾具、尾座而發(fā)生事故，除特殊情況外，其換刀點(diǎn)幾乎都設(shè)置在被加工零件的外面，并留有一定的安全區(qū)。④程序段號(hào)編寫。寫程序時(shí)要在每個(gè)程序段前編寫程序段號(hào)，便于調(diào)試時(shí)辨認(rèn)，增強(qiáng)可讀性，而且程序段號(hào)間不要連續(xù)寫，應(yīng)有相應(yīng)的間隔，便于在中間插入漏寫的內(nèi)容，比如：N10；N20；N30。如果N10和N20之間漏寫了程序段，可以在它們之間補(bǔ)寫N15程序段。

5 調(diào)試

程序調(diào)試時(shí)，首先從程序控制中選中空運(yùn)行，空運(yùn)行速度快，而且不做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，其作用是檢查語法錯(cuò)誤。空運(yùn)行通過后，將空運(yùn)行取消，開始正式運(yùn)行調(diào)試。這時(shí)要用一個(gè)手始終控制進(jìn)給倍率旋鈕以控制進(jìn)給速度，當(dāng)一個(gè)程序段快要運(yùn)行到終點(diǎn)時(shí)，把倍率調(diào)低，待刀具越過轉(zhuǎn)折點(diǎn)，確認(rèn)行進(jìn)方向正確后再調(diào)高倍率，這樣做可以保證不會(huì)撞刀，當(dāng)然，前提是程序中要把G00寫成G01，等程序調(diào)試全部通過后再把G01改成G00。

6 按規(guī)定回參考點(diǎn)

加裝相對(duì)編碼器的數(shù)控車床在機(jī)床上電或斷電后重新帶電或故障排除復(fù)位后，要及時(shí)進(jìn)行回參考點(diǎn)的操作，而加裝絕對(duì)編碼器則不會(huì)失去對(duì)參考點(diǎn)的記憶，為避免車刀與工件或機(jī)床碰撞，加裝相對(duì)編碼器的數(shù)控車床在以上情況下按規(guī)定先回參考點(diǎn)。

以上經(jīng)驗(yàn)是在FANUC-oiA數(shù)控車床上實(shí)驗(yàn)得出的，其它系統(tǒng)會(huì)有些區(qū)別，但大同小異，仍有借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：孔德新（1973-），男，吉林九臺(tái)人，講師，研究方向：機(jī)械加工與零件維修。