数控车床对刀与操作的经验和技巧

孔德新 张昕 朱晓刚

摘要：本文介绍了数控车床对刀原理和操作数控机床的经验和技巧，这些经验和技巧是在长期使用FANUC-oiA数控车床的经验积累，对使用其它数控系统的操作者有重要的借鉴作用。

關键词：数控车床 经验 技巧

1 概述

数控车床对刀是数控车削加工中重要的比较复杂的工艺准备之一，它的精度将直接影响到加工程序的编制及零件的尺寸精度。多数数控系统对这项功能的说明书中，不涉及其工作原理，只是对操作方法和步骤有相应的提示，无法真正理解和掌握数控车床的对刀方法。本文以FANUC-oiA数控车床系统为例，以试切法为例子，对数控车床的对刀进行分析。

2 对刀的概念

一般来说，数控车床通电后的第一步就是进行回参考点的操作，如此有利于建立以参考点为原点的机床坐标系。该坐标系是数控系统执行的所有地址命令（x ，z）的依据。在实际的编程过程中，更多考虑的是工件坐标系，而不是机床坐标系。通常会把工件坐标系的原点定在工件右端面的中点，被叫做工件原点（或程序原点），加工程序就是依此坐标为依据编制的。未来只要把该程序输入系统，系统就会按照程序内的数据进行自动的加工。表面上，系统在执行程序中地址命令时是在执行工件坐标系的地址，但是其实它是在执行内部已经转换过的机床坐标系的地址。所以，要想依照机床坐标值对工件进行完全加工，只要明确工件原点在机床坐标中的位置即可。然而要想明确工件原点在机床坐标中的位置，必须通过对刀操作，并经过系统计算。所以，对刀的目的就是确定工件坐标系，它是一种把工件坐标系与机床坐标系关联在一起的操作。通常编程时会把工件右端面的中心设为编程坐标系的原点，而对刀时工件坐标系的原点需和编程坐标系原点一致。

3 对刀操作

一般操作者最常用最好掌握的方法是采用手动试切对刀法。具体的操作步骤是，先进行零点偏置设置，手动对齐基准刀具到工件的右端面。若工件右端面不平整，必须用基准刀将工件右端面车削平整，然后手动退刀，并且仅仅在x方向退刀，z方向不动，把当前的刀具位置记录到零点偏置里。接下来对基准刀的x方向，将刀具的刀位点对齐到工件的外圆表面或者切一小段外圆，然后手动退刀，注意仅仅在z方向退刀，x方向不动，用游标卡尺或千分尺测量工件试切后的外圆的尺寸，根据这个尺寸计算出刀具的长度补偿值记入系统，这样基准刀具就对好了。其他刀具的对刀重复上述操作。对刀结束后，还要进行对刀正确性进行检验。检验的方法是用MDI方式将刀具上的对刀参考点移到工件的右端的外圆处，首先检验Z向对刀的正确性。在MDI方式下，输入T0101；G00Z0；按下insert键-循环启动键，再切换到手摇模式，保持Z不变，X方向摇刀具接近工件，看刀尖是否在端面上。接着验证X方向的正确性，在手摇模式下，输入T0101；G00X0；按下insert键-循环启动键，再切换到手摇模式，保持X不变，Z方向摇刀具接近工件，看刀尖是否在工件回转中心，如果在就说明对刀正确，否则说明对刀有误。

4 操作的经验与技巧

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。在执行G00指令时，由于各轴以各自的速度快速移动，运动轨迹不一定是起点到终点的一条直线，并且速度较快，容易造成事故。为了避免事故的发生，在程序编制时，可以暂时用G01来代替G00，F值给一个较大的量，这样在调试过程中可以避免撞刀。②程序开头要写全。在程序头应该把一些模态指令写全，因为不同的系统默认值可能有区别。③选择合适的换刀点。换刀点是指编制数控车床多刀加工程序时，相对于车床固定原点而设置的自动换刀的位置。换刀点的具体位置应根据工序内容而定。为了防止换刀时碰撞到工件或夹具、尾座而发生事故，除特殊情况外，其换刀点几乎都设置在被加工零件的外面，并留有一定的安全区。④程序段号编写。写程序时要在每个程序段前编写程序段号，便于调试时辨认，增强可读性，而且程序段号间不要连续写，应有相应的间隔，便于在中间插入漏写的内容，比如：N10；N20；N30。如果N10和N20之间漏写了程序段，可以在它们之间补写N15程序段。

5 调试

程序调试时，首先从程序控制中选中空运行，空运行速度快，而且不做进给运动，其作用是检查语法错误。空运行通过后，将空运行取消，开始正式运行调试。这时要用一个手始终控制进给倍率旋钮以控制进给速度，当一个程序段快要运行到终点时，把倍率调低，待刀具越过转折点，确认行进方向正确后再调高倍率，这样做可以保证不会撞刀，当然，前提是程序中要把G00写成G01，等程序调试全部通过后再把G01改成G00。

6 按规定回参考点

加装相对编码器的数控车床在机床上电或断电后重新带电或故障排除复位后，要及时进行回参考点的操作，而加装绝对编码器则不会失去对参考点的记忆，为避免车刀与工件或机床碰撞，加装相对编码器的数控车床在以上情况下按规定先回参考点。

以上经验是在FANUC-oiA数控车床上实验得出的，其它系统会有些区别，但大同小异，仍有借鉴意义。

参考文献：

[1]刘学江，郭子利，王会刚.数控车床对刀编程与调试的经验和技巧[J].机械，2006-07-25.

[2]陈志群.数控车床对刀和原点偏置的机理分析及应用[J].机械研究与应用，2010-08-31.

[3]吴舒风，邵吉林.数控车床对刀方法分析及应用[J].科技传播，2011-06-08.

作者简介：孔德新（1973-），男，吉林九台人，讲师，研究方向：机械加工与零件维修。