任务十数控铣床刀具校准技巧

【工作任务】

数控铣床对刀操作。

【任务目标】

1.知识目标

·数控铣床操作说明书。

·对刀的方法

2.技能目标

·能按照操作规程起动和停止机床。

·正确使用操作面板上的常用功能键。

·通过各种途径输入加工程序。

·进行对刀并确定相关参数坐标。

·正确地设置刀具参数。

【任务准备】

数控铣床的操作面板是由系统操作面板（CRT/MDI操作面板）和机械操作面板（也称为用户操作面板）组成。面板上的功能开关和按键都有特定的含义。由于数控铣床配用的数控系统不同，其机床操作面板的形式也不相同，但其各种开关、按键的功能及操作方法大同小异。本任务以华中数控世纪星系统为例介绍数控铣床的操作。

要掌握数控铣床的操作，机床的操作面板的操作是关键，熟悉数控铣床的控制面板是操作机床的基础，掌握操作面板上的常用功能键的使用以及机床的加工控制，是后续任务的基础。

【任务实施】

在加工程序执行前，调整每把刀的刀位点，使其尽量与某一理想基准点重合，这一过程称为对刀。对刀的目的是通过刀具或对刀工具确定工件坐标系与机床坐标系之间的空间位置关系，并将对刀数据输入到相应的存储位置。它是数控加工中最重要的工作内容，其准确性将直接影响零件的加工精度。对刀操作分为X、Y向对刀和Z向对刀。

1.对刀方法

根据现有条件和加工精度要求选择对刀方法，可采用试切法、寻边器对刀、机内对刀仪对刀和自动对刀等。其中试切法对刀精度较低，加工中常用寻边器和Z向设定器对刀，效率高，能保证对刀精度。

2.对刀工具

（1）寻边器 寻边器主要用于确定工件坐标系原点在机床坐标系中的X、Y值，也可以测量工件的简单尺寸。

寻边器有偏心式和光电式等类型，如图10-1所示。其中以偏心式较为常用。偏心式寻边器的测头一般为10mm和4mm两种的圆柱体，用弹簧拉紧在偏心式寻边器的测杆上。光电式寻边器的测头一般为10mm的钢球，用弹簧拉紧在光电式寻边器的测杆上，碰到工件时可以退让，并将电路导通，发出光信号。通过光电式寻边器的指示和机床坐标位置可得到被测表面的坐标位置。

（2）Z轴设定器 Z轴设定器主要用于确定工件坐标系原点在机床坐标系的Z轴坐标，或者说是确定刀具在机床坐标系中的高度。

Z轴设定器有光电式和指针式等类型，如图10-2所示。通过光电指示或指针判断刀具与对刀器是否接触，对刀精度一般可达0.005mm。Z轴设定器带有磁性表座，可以牢固地附着在工件或夹具上，其高度一般为50mm或100mm。

图10-1 寻边器

a）偏心式 b）光电式

图10-2 Z轴设定器

a）光电式 b）指针式(https://www.xing528.com)

3.对刀实例

以精加工过的零件毛坯为例，如图10-3所示，采用寻边器对刀，其详细步骤如下。

（1）X、Y向对刀

1）将工件通过夹具装在机床工作台上。装夹时，工件的四个侧面都应留出寻边器的测量位置。

2）快速移动工作台和主轴，让寻边器测头靠近工件的左侧。

图10-3 100mm×60mm×30mm的毛坯

3）改用手轮操作，让测头慢慢接触到工件左侧，直到目测寻边器的下部侧头与上固定端重合，将机床坐标设置为相对坐标值显示，按MDI面板上的按键＜X＞，然后按下＜INPUT＞键，此时当前位置X坐标值为0。

4）抬起寻边器至工件上表面之上，快速移动工作台和主轴，让测头靠近工件右侧。

5）改用手轮操作，让测头慢慢接触到工件右侧，直到目测寻边器的下部侧头与上固定端重合，记下此时机械坐标系中的X坐标值，若测头直径为10mm，则坐标显示为110.000。

6）提起寻边器，然后将刀具移动到工件的X坐标值中心位置，中心位置的坐标值为110.000/2=55，然后按下＜X＞键，再按＜INPUT＞键，将坐标设置为0，查看并记下此时机械坐标系中的X坐标值。此值为工件坐标系原点W在机械坐标系中的X坐标值。

7）同理可测得工件坐标系原点W在机械坐标系中的Y坐标值。

（2）Z向对刀

1）卸下寻边器，将加工所用刀具装在主轴上。

2）准备一支直径为10mm的刀柄（用以辅助对刀操作）。

3）快速移动主轴，让刀具端面靠近工件上表面，距离小于10mm，即小于辅助刀柄直径；

4）改用手轮微调操作，使用辅助刀柄在工件上表面与刀具之间的地方平推，一边用手轮微调Z轴，直到辅助刀柄刚好可以通过工件上表面与刀具之间的空隙，此时的刀具断面到工件上表面的距离为一把辅助刀柄的距离，即10mm。

5）在相对坐标值显示的情况下，将Z轴坐标“清零”，将刀具移开工件正上方，然后将Z轴坐标向下移动10mm，记下此时机床坐标系中的Z值，此时的值为工件坐标系原点W在机械坐标系中的Z坐标值。

（3）存储 将测得的X、Y、Z值输入到机床工件坐标系存储地址中（一般使用G54～G59代码存储对刀参数）。

4.注意事项

在对刀操作过程中需注意以下问题。

1）根据加工要求采用正确的对刀工具，控制对刀误差。

2）在对刀过程中，可通过改变微调进给量来提高对刀精度。

3）对刀时需小心谨慎操作，尤其要注意刀具的移动方向，避免发生碰撞。

4）Z向对刀时，微量调节的时候一定要使Z轴向上移动，避免向下移动时使刀具、辅助刀柄和工件相碰撞，造成损坏刀具，甚至出现危险。

5）对刀数据一定要存入与程序对应的存储地址，防止因调用错误而产生严重的后果。

5.刀具补偿值的输入和修改根据刀具的实际尺寸和位置

将刀具半径补偿值和刀具长度补偿值输入到与程序对应的存储位置。

需注意的是，补偿的数据正确性、符号正确性及数据所在地址正确性都将影响到加工过程，应避免产生错误而导致撞车或加工报废。