数控车床加工对刀操作及工作原理
 

　　摘要： 1.手工编程操作 将编制的加工程序输入数控系统，具体的操作方法是：先通过机械操作面板启动数控机床，接着由CRT/MDI面板输入加工程序，然后运行加工程序。 1)启动数控机床操作 ①机床启动按钮ON ②程序锁定按钮OFF 2)编辑操作 ①选择MDI方式或EDIT方式 ②按(PRGRM)健 ③输入程序名　键入程序地址符、程序号字符后按(INSRT)键。 ④键入程序段 ⑤键入程序段号、操作指令代码后按(INPUT)键。 3)运行程序操作 ①程序锁定按钮ON ②选择自动循环...
 

　　1.手工编程操作
 

　　将编制的加工程序输入数控系统，具体的操作方法是：先通过机械操作面板启动数控机床，接着由CRT/MDI面板输入加工程序，然后运行加工程序。
 

　　1)启动数控机床操作
 

　　①机床启动按钮ON
 

　　②程序锁定按钮OFF
 

　　2)编辑操作
 

　　①选择MDI方式或EDIT方式
 

　　②按(PRGRM)健
 

　　③输入程序名　键入程序地址符、程序号字符后按(INSRT)键。
 

　　④键入程序段
 

　　⑤键入程序段号、操作指令代码后按(INPUT)键。
 

　　3)运行程序操作
 

　　①程序锁定按钮ON
 

　　②选择自动循环方式
 

　　2.调用程序操作
 

　　调用已储存在数控系统中的加工程序，具体的操作方法先通过机械操作面板启动数控机床，接着调用系统内的加工程序，然后运行程序。
 

　　1)启动数控机床操作
 

　　①机床启动按钮ON
 

　　②程序锁定按钮OFF
 

　　2)调用程序操作
 

　　①选择MDI方式或EDIT方式
 

　　②按(PRGRM)键
 

　　③调用程序　键入程序地址符、程序号字符后按(INPUT)键。
 

　　3)运行程序操作
 

　　①程序锁定按钮ON
 

　　②选择自动循环方式
 

　　③按自动循环按钮
 

　　3.数控车床对刀操作
 

　　数控车床对刀方法有三种(图1)：试切削对刀法、机械对刀法和光学对刀法。
 

　　1)试切削对刀法对刀原理
 

　　如图2所示，假设刀架在外圆刀所处位置换上切割刀，虽然刀架没有移动，刀具的坐标位置也没有发生变化，但两把刀尖不在同一位置上，如果不消除这种换刀后产生的刀尖位置误差，势必造成换刀后的切削加工误差。
 

　　换刀后刀尖位置误差的计算：　　ΔX=X1-X2
 

　　ΔZ=Z1-Z2
 

　　根据对刀原理，数控系统记录了换刀后产生的刀尖位置误差ΔX、ΔZ，如果用刀具位置补偿的方法确定换刀后的刀尖坐标位置，这样能保证刀具对工件的切削加工精度。
 

　　2)基准刀对刀操作(图3)
 

　　①用外圆车刀切削工件端面，向数控系统输入刀尖位置的Z坐标。
 

　　②用外圆车刀切削工件外圆，测量工件的外圆直径，向数控系统输入该工件的外圆直径测量值，即刀尖位置的X坐标。耐磨焊条
 

　　3)一般刀对刀操作
 

　　如图4所示，用切割刀的刀尖对准工件端面和侧母线的交点，向数控系统输入切割刀刀尖所在位置的Z坐标和X坐标。这样，数控系统记录了两把刀尖在同一位置上的不同坐标值，计算出换刀后一般刀与基准刀的刀尖位置偏差，并通过数控系统刀具位置偏差补偿来消除换刀后的刀尖位置偏差。
 

　　4.刀位偏置值的修改与应用
 

　　如果车削工件外圆后，工件的外圆直径大了0.30mm。对此，我们可不用修改程序，而通过修改刀位偏置值来解决，即在X方向把刀具位置的偏置值减小0.30mm，这样就很方便地解决了切削加工中产生的加工误差。
 

　　在用G50设置刀具的起点时，一般要将该刀的刀偏值设为零。
 

　　此方式的缺点是起刀点位置要在加工程序中设置，且操作较为复杂。但它提供了用手工经确调整起刀点的操作方式，有的人对此比较喜欢。
 

　　(3)用G54~G59设置程序原点
 

　　①试切和测量步骤同前述一样。
 

　　②按“OFSET SET”键，进人“坐标系”设置，移动光标到相应位置，输入程序原点的坐标值，按“测量”或“输入”键进行设置。如图4所示。
 

　　③在加工程序里调用，例如：G55 X100 Z5...。G54为默认调用。
 

　　注意：若设置和使用了刀偏补偿，*好将G54~G59的各个参数设为0，以免重复出错。对于多刀加工，可将基准刀的偏移值设置在G54~G59的其中之一，将基准刀的刀偏补偿设为零，而将其它刀的刀偏补偿设为其相对于基准刀的偏移量。
 

　　这种方式适用于批量生产且工件在卡盘上有固定装夹位置的加工。铣削加工用得较多。
 

　　执行G54~G59指令相当于将机床原点移到程序原点。
 

　　(4)用“工件移”设置程序原点
 

　　①通过试切工件外圆、端面，测量直径，根据公式(1)计算出程序原点(工件原点)的X坐标，记录显示屏显示的原点Z坐标。
 

　　②按“OFSET SET”键，进入“工件移”设置，将光标移到对应位置，分别输入得到的X. Z坐标值，按机床MDI键盘上的“INPUT”键进行设置。如图5所示。
 

　　③使X、Z轴回机床原点(参考点)，建立程序原点坐标。
 

　　“工件移”设置亦相当于将机床原点移到程序原点(工件原点)。对于单刀加工，如果设置了“工件移”，*好将其刀偏补偿设为0，以防重复出错;对于多刀加工，“工件移”中的数值为基准刀的偏移值，将其它刀具相对于基准刀的偏移值设置在相应的刀偏补偿中。
 

　　所谓经确对刀，就是在零件加工余量范围内设计简单的自动试切程序，通过“自动试切→测量→误差补偿”的思路，反复修调偏移量、或基准刀的程序起点位置和非基准刀的力偏置，使程序加工指令值与实际测量值的误差达到精度要求。由于保证基准刀程序起点处于经确位置是得到准确的非基准刀刀偏置的前提，因此一般修正了前者后再修正后者。
 

　　经确对刀偏移量的修正公式为：
 

　　记:δ=理论值(程序指令值)-实际值(测量值)，则
 

　　xo2=xo1 +δx(3)
 

　　Zo2=Zo1-δZ
 

　　注意：δ值有正负号。
 

　　例如：用指令试切一直径40、长度为50的圆柱，如果测得的直径和长度分别为040.25和49.85，则该刀具在X、Z向的偏移坐标分别要加上-0.25和-0.15,当然也可以保持原刀偏值不变，而将误差加到磨损栏。6 结束语
 

　　笔者设计了一段多刀加工程序，在FANUC Oi数控车削系统上验证了上述几种组合对刀设置方式，取得了相同的效果。对其它数控系统也具有一定推广价值。