數控機床對刀方法

zgncjtsbgs · 發表于 2007-1-22 10:37:31

    車床分有對刀器和沒有對刀器,但是對刀原理都一樣,先說沒有對刀器的吧.
    車床本身有個機械原點,你對刀時一般要試切的啊,比如車外徑一刀后Z向退出,測量車件的外徑是多少,然后在G畫面里找到你所用刀號把光標移到X輸入X...按測量機床就知道這個刀位上的刀尖位置了,內徑一樣,Z向就簡單了,把每把刀都在Z向碰一個地方然后測量Z0就可以了.
      這樣所有刀都有了記錄,確定加工零點在工件移里面(offshift),可以任意一把刀決定工件原點.
      這樣對刀要記住對刀前要先讀刀.
      有個比較方便的方法,就是用夾頭對刀,我們知道夾頭外徑,刀具去碰了輸入外徑就可以,對內徑時可以拿一量塊用手壓在夾頭上對,同樣輸入夾頭外徑就可以了.
      如果有對刀器就方便多了,對刀器就相當于一個固定的對刀試切工件,刀具碰了就記錄進去位置了.
      所以如果是多種類小批量加工最好買帶對刀器的.節約時間.
      我以前用的MAZAK車床,我換一個新工件從停機到新工件開始批量加工中間時間一般只要10到15分鐘就可以了.(包括換刀具軟爪試切)

zgncjtsbgs · 發表于 2007-1-22 10:39:06

數控車床基本坐標關系及幾種對刀方法比較

在數控車床的操作與編程過程中，弄清楚基本坐標關系和對刀原理是兩個非常重要的環節。這對我們更好地理解機床的加工原理，以及在處理加工過程中修改尺寸偏差有很大的幫助。
一、基本坐標關系
一般來講，通常使用的有兩個坐標系：一個是機械坐標系；另外一個是工件坐標系，也叫做程序坐標系。兩者之間的關系可用圖1來表示。
圖1 機械坐標系與工件坐標系的關系
在機床的機械坐標系中設有一個固定的參考點(假設為(X，Z))。這個參考點的作用主要是用來給機床本身一個定位。因為每次開機后無論刀架停留在哪個位置，系統都把當前位置設定為(0，0)，這樣勢必造成基準的不統一，所以每次開機的第一步操作為參考點回歸(有的稱為回零點)，也就是通過確定(X，Z)來確定原點(0，0)。
為了計算和編程方便，我們通常將程序原點設定在工件右端面的回轉中心上，盡量使編程基準與設計、裝配基準重合。機械坐標系是機床唯一的基準，所以必須要弄清楚程序原點在機械坐標系中的位置。這通常在接下來的對刀過程中完成。
二、對刀方法
1. 試切法對刀
試切法對刀是實際中應用的最多的一種對刀方法。下面以采用MITSUBISHI 50L數控系統的RFCZ12車床為例，來介紹具體操作方法。
工件和刀具裝夾完畢，驅動主軸旋轉，移動刀架至工件試切一段外圓。然后保持X坐標不變移動Z軸刀具離開工件，測量出該段外圓的直徑。將其輸入到相應的刀具參數中的刀長中，系統會自動用刀具當前X坐標減去試切出的那段外圓直徑，即得到工件坐標系X原點的位置。再移動刀具試切工件一端端面，在相應刀具參數中的刀寬中輸入Z0，系統會自動將此時刀具的Z坐標減去剛才輸入的數值，即得工件坐標系Z原點的位置。
例如，2#刀刀架在X為150.0車出的外圓直徑為25.0，那么使用該把刀具切削時的程序原點X值為150.0-25.0=125.0；刀架在Z為180.0時切的端面為0，那么使用該把刀具切削時的程序原點Z值為180.0-0=180.0。分別將(125.0，180.0)存入到2#刀具參數刀長中的X與Z中，在程序中使用T0202就可以成功建立出工件坐標系。
事實上，找工件原點在機械坐標系中的位置并不是求該點的實際位置，而是找刀尖點到達(0，0)時刀架的位置。采用這種方法對刀一般不使用標準刀，在加工之前需要將所要用刀的刀具全部都對好。
2. 對刀儀自動對刀
現在很多車床上都裝備了對刀儀，使用對刀儀對刀可免去測量時產生的誤差，大大提高對刀精度。由于使用對刀儀可以自動計算各把刀的刀長與刀寬的差值，并將其存入系統中，在加工另外的零件的時候就只需要對標準刀，這樣就大大節約了時間。需要注意的是使用對刀儀對刀一般都設有標準刀具，在對刀的時候先對標準刀。
下面以采用FANUC 0T系統的日本WASINO LJ-10MC車削中心為例介紹對刀儀工作原理及使用方法。對刀儀工作原理如圖3所示。刀尖隨刀架向已設定好位置的對刀儀位置檢測點移動并與之接觸，直到內部電路接通發出電信號(通常我們可以聽到嘀嘀聲并且有指示燈顯示)。在2#刀尖接觸到a點時將刀具所在點的X坐標存入到圖2所示G02的X中，將刀尖接觸到b點時刀具所在點的Z坐標存入到G02的Z中。其他刀具的對刀按照相同的方法操作。
事實上，在上一步的操作中只對好了X的零點以及該刀具相對于標準刀在X方向與Z方向的差值，在更換工件加工時再對Z零點即可。由于對刀儀在機械坐標系中的位置總是一定的，所以在更換工件后，只需要用標準刀對Z坐標原點就可以了。操作時提起Z軸功能測量按鈕“Z-axis shift measure”，CRT出現如圖4所示的界面。
圖4 對刀數值界面
手動移動刀架的X、Z軸，使標準刀具接近工件Z向的右端面，試切工件端面，按下“POSITION RECORDER”按鈕，系統會自動記錄刀具切削點在工件坐標系中Z向的位置，并將其他刀具與標準刀在Z方向的差值與這個值相加從而得到相應刀具的Z原點，其數值顯示在WORK SHIFT工作畫面上，

zgncjtsbgs · 發表于 2007-1-22 10:41:11

Fanuc系統數控車床對刀及編程指令介紹
Fanuc系統數控車床設置工件零點常用方法
一，直接用刀具試切對刀
1.用外園車刀先試車一外園，記住當前X坐標，測量外園直徑后，用X坐標減外園直徑，所的值輸入offset界面的幾何形狀X值里。
2.用外園車刀先試車一外園端面，記住當前Z坐標，輸入offset界面的幾何形狀Z值里。
二，用G50設置工件零點
1.用外園車刀先試車一外園，測量外園直徑后，把刀沿Z軸正方向退點，切端面到中心（X軸坐標減去直徑值）。
2.選擇MDI方式，輸入G50 X0 Z0，啟動START鍵，把當前點設為零點。
3.選擇MDI方式，輸入G0 X150 Z150 ，使刀具離開工件進刀加工。
4.這時程序開頭：G50 X150 Z150 …….。
5.注意：用G50 X150 Z150，你起點和終點必須一致即X150 Z150，這樣才能保證重復加工不亂刀。
6.如用第二參考點G30，即能保證重復加工不亂刀，這時程序開頭 G30 U0 W0 G50 X150 Z150
7.在FANUC系統里，第二參考點的位置在參數里設置，在Yhcnc軟件里，按鼠標右鍵出現對話框，按鼠標左鍵確認即可。
三，用工件移設置工件零點
1.在FANUC0-TD系統的Offset里，有一工件移界面，可輸入零點偏移值。
2.用外園車刀先試切工件端面，這時Z坐標的位置如：Z200，直接輸入到偏移值里。
3.選擇“Ref”回參考點方式，按X、Z軸回參考點，這時工件零點坐標系即建立。
4.注意：這個零點一直保持，只有從新設置偏移值Z0，才清除。
四，用G54-G59設置工件零點
1.用外園車刀先試車一外園，測量外園直徑后，把刀沿Z軸正方向退點，切端面到中心。
2.把當前的X和Z軸坐標直接輸入到G54----G59里,程序直接調用如:G54X50Z50……。
3.注意:可用G53指令清除G54-----G59工件坐標系。

zgncjtsbgs · 發表于 2007-1-22 10:44:02

FANUC系統確定工件坐標系有三種方法。

第一種是：通過對刀將刀偏值寫入參數從而獲得工件坐標系。這種方法操作簡單，可靠性好，他通過刀偏與機械坐標系緊密的聯系在一起，只要不斷電、不改變刀偏值，工件坐標系就會存在且不會變，即使斷電，重啟后回參考點，工件坐標系還在原來的位置。

第二種是：用G50設定坐標系，對刀后將刀移動到G50設定的位置才能加工。對到時先對基準刀，其他刀的刀偏都是相對于基準刀的。

第三種方法是MDI參數，運用G54~G59可以設定六個坐標系，這種坐標系是相對于參考點不變的，與刀具無關。這種方法適用于批量生產且工件在卡盤上有固定裝夾位置的加工。

航天數控系統的工件坐標系建立是通過G92 Xa zb (類似于FANUC的G50)語句設定刀具當前所在位置的坐標值來確定。加工前需要先對刀，對到實現對的是基準刀，對刀后將顯示坐標清零，對其他刀時將顯示的坐標值寫入相應刀補參數。然后測量出對刀直徑Фd，將刀移動到坐標顯示X=a-d Z=b 的位置，就可以運行程序了(此種方法的編程坐標系原點在工件右端面中心)。在加工過程中按復位或急停健，可以再回到設定的G92 起點繼續加工。但如果出意外如：X或Z軸無伺服、跟蹤出錯、斷電等情況發生，系統只能重啟，重其后設定的工件坐標系將消失，需要重新對刀。如果是批量生產，加工完一件后回G92起點繼續加工下一件，在操作過程中稍有失誤，就可能修改工件坐標系，需重新對刀。鑒于這種情況，我們就想辦法將工件坐標系固定在機床上。我們發現機床的刀補值有16個，可以利用，于是我們試驗了幾種方法。

第一種方法：在對基準刀時，將顯示的參考點偏差值寫入9號刀補，將對刀直徑的反數寫入8號刀補的X值。系統重啟后，將刀具移動到參考點，通過運行一個程序來使刀具回到工件G92起點，程序如下：
N001 G92 X0 Z0;
N002 G00 T19;
N003 G92 X0 Z0;
N004 G00 X100 Z100;
N005 G00 T18;
N006 G92 X100 Z100;
N007 M30;

程序運行到第四句還正常，運行第五句時，刀具應該向X的負向移動，但卻異常的向X、Z的正向移動，結果失敗。分析原因懷疑是同一程序調一個刀位的兩個刀補所至。

第二種方法：在對基準刀時，將顯示的與參考點偏差的Z值寫入9號刀補的Z值，將顯示的X值與對刀直徑的反數之和寫入9好刀補的X值。系統重啟后，將刀具移至參考點，運行如下程序：
N001 G92 X0 Z0;
N002 G00 T19;
N003 G00 X100 Z100;
N004 M30;

程序運行后成功的將刀具移至工件G92起點。但在運行工件程序時，刀具應先向X、Z的負向移動，卻又異常的向X、Z的正向移動，結果又失敗。分析原因懷疑是系統運行完一個程序后，運行的刀補還在內存當中，沒有清空，運行下一個程序時它先要作消除刀補的移動。

第三種方法：用第二種方法的程序將刀具移至工件G92起點后，重啟系統，不會參考點直接加工，試驗后能夠加工。但這不符合機床操作規程，結論是能行但不可行。

第四種方法：在對刀時，將顯示的與參考點偏差值個加上100后寫入其對應刀補，每一把刀都如此，這樣每一把刀的刀補就都是相對于參考點的，加工程序的G92起點設為X100 Z100，試驗后可行。這種方法的缺點是每一次加工的起點都是參考點，刀具移動距離較長，但由于這是G00 快速移動，還可以接受。

第五種方法：在對基準刀時將顯示的與參考點偏差及對刀直徑都記錄下來，系統一旦重啟，可以手動的將刀具移動到G92 起點位置。這種方法麻煩一些，但還可行。

zgncjtsbgs · 發表于 2007-1-22 10:47:22

數銑對刀
一:對刀方法可用Z軸設定器來對刀,Z軸設定器有一定高度,所以對刀后補正值要考慮Z軸設定器高度.
二:刀具切削補正,就是用銑刀在加工件上的基準面上對刀,靠近工件時將Z軸放慢,我一般用0.01MM來靠近,刀具切削工件0.01MM后,我將Z軸再抬高0.01MM,既是我要的值,如果你不想工件基準面有痕跡,那你就用第一種方法了.
除此之外你要將Z軸的數值輸入相應的長度補正代碼H.注意Z軸的數值有正有負系統不同各有區別!重要的是一定要把數值正確輸入!!!
另一方法，用的輔助工具是塞尺，避免損壞工件表面和主軸端面。
在沒有對刀儀的情況下，直接測量刀具的長度：
首先將主軸端面（沒裝刀具）直接接觸工件表面（間隙用塞尺測量，下同），這樣可以設定工件坐標系，同時設定了Z方向的零平面；然后只管換刀具，刀尖都在同一零平面測量（或者用高度游標卡尺測量），這樣測量出的是刀具的長度值（正值），分別輸入不同的長度補償號；至于半徑補償，只要搞懂刀具的刀位點和左右半徑補償方向就可以直接在半徑補償值里輸入數據就可以了。
可能因各人的工作方法不同,對于對刀的操作也各不想同,但有一點是完全相同的那就是對刀的工作原理.
對刀的精確度也會直接影響加工的精確度.如果工件的表面要求不是很高,可用試切的方法對刀,相反的話可用塞尺或塊規,此時要注意避免損壞刀尖.

zgncjtsbgs · 發表于 2007-1-22 11:21:54

判斷刀具與工件基準面是否接觸的電工方法
用一個萬用表，設置在測量最小電阻檔，一個表棒接工件基準面，另一個表棒接刀具，慢慢的下降刀具，當電阻值突然變小時，刀具已經接觸了工件基準面，此時的測量結果就是刀補值。

或者，在工件的基準面上，放一塊已知厚度的絕緣膜，膜上放一個量塊，萬用表的表棒，一個接量塊，另一個接刀具，當刀具接觸量塊時，電阻突然變成0，此時把z軸測量結果減去絕緣膜與量塊的厚度就是刀補值，這種方法很節約萬用表的電池。

萬用表設置在電壓檔，把一個已知厚度的紐扣電池放在工件基準面上，一個表棒接工件，另一個表棒接刀具，瞄準電池下降刀具，當突然測量到電壓時，表明此時刀具已經與電池接觸，把z軸測量結果減去電池的厚度就是刀補值

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