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数控车床对刀原理及对刀方法(论文)


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KND 数控车床对刀原理及对刀方法 (北京 KND 数控系统)
四川科技职业技术学院

对刀是数控加工中的主要操作和重要技能。在一定条件下,对刀的精度可以 决定零件的加工精度,同时,对刀效率还直接影响数控加工效率。 仅仅知道对刀方法是不够的,还要知道数控系统的各种对刀设置方式,以及 这些方式在加工程序中的调用方法

,同时要知道各种对刀方式的优缺点、使用条 件(下面的论述是以 KND 数控系统为例)等 1、 为什么要对刀 ?

一般来说,零件的数控加工编程和上机床加工是分开进行的。数控编 程员根据零件的设计图纸, 选定一个方便编程的坐标系及其原点,我们称之 为程序坐标系和程序原点。程序原点一般与零件的工艺基准或设计基准重 合,因此又称作工件原点。 数控车床通电后,须进行回零(参考点)操作,其目的是建立数控车床进行 位置测量、控制、显示的统一基准,该点就是所谓的机床原点,它的位置由机床 位置传感器决定。由于机床回零后,刀具(刀尖)的位置距离机床原点是固定不 变的,因此,为便于对刀和加工,可将机床回零后刀尖的位置看作机床原点。 在图 1 中,O 是程序原点,O'是机床回零后以刀尖位置为参照的机床原点。

编程员按程序坐标系中的坐标数据编制刀具(刀尖)的运行轨迹。由于刀尖 的初始位置(机床原点)与程序原点存在 X 向偏移距离和 Z 向偏移距离,使得 实际的刀尖位置与程序指令的位置有同样的偏移距离,因此,须将该距离测量出 来并设置进数控系统,使系统据此调整刀尖的运动轨迹。 所谓对刀,其实质就是侧量程序原点与机床原点之间的偏移距离并设置程序 原点在以刀尖为参照的机床坐标系里的坐标。
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2、试切对刀原理 对刀的方法有很多种,按对刀的精度可分为粗略对刀和精确对刀;按是否采 用对刀仪可分为手动对刀和自动对刀;按是否采用基准刀,又可分为绝对对刀和 相对对刀等。但无论采用哪种对刀方式,都离不开试切对刀,试切对刀是最根本 的对刀方法。

以图 2 为例,试切对刀步骤如下: ① 在手动操作方式下,用所选刀具在加工余量范围内试切工件外圆,然后向 Z 正方向退刀后,用卡尺或者千分尺测量试切过的工件直径,并记下记为 Xa。 然后 输入刀补中的测量画面相对应的刀具号中(注意:应该输入 X:1000*Xa) ② 将刀具沿+Z 方向退回到工件端面余量处一点(假定为 α 点)切削端面, 同上在刀补中的测量画面相对应的刀具号中输入 Z:0 此为程序原点 O 设在工件端面 3、程序原点(工件原点)的设置方式 在 KND 数控系统中,有以下几种设置程序原点的方式:①设置刀具偏移量补 偿;②用 G50 设置刀具起点. 程序原点设置是对刀不可缺少的组成部分。每种设置方法有不同的编程使用 方式、不同的应用条件和不同的工作效率。各种设置方式可以组合使用。 (1)设置刀具偏移量补偿车床的刀具补偿包括刀具的“刀补”补偿参数和“测量” 补偿参数, 两者之和构成车刀偏移量补偿参数。试切对刀获得的偏移一般设置在 “测量”补偿参数中。 试切对刀并设置刀偏步骤如下: ① 用外圆车刀试车-外圆,沿+Z 轴退出并保持 X 坐标不变。
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② 测量外圆直径,记为 φ。 ③ 按“OFSET SET”(刀补画面设置)键→进入“测量”补偿参数设定界面→将 光标移到与刀位号相对应的位置后(如:T01,一号刀具),输人 X1000φ(注意: 此处的 φ 代表直径值,而不是符号,以下同) ④将刀具移到安全位置 (变动 X 向) 进行 X 向的复查, , 录入右边程序 (O100) 后执行,再手动方式,主轴转起,沿 Z 轴移动刀具,观察 刀具是否切到工件,如切到很少 或刀具与工件以摩擦方式通过,则设置正确!
O100; N10 T0101; N20 G00 Xφ; N30 M30;

⑤用外圆车刀试车工件端面,沿+X 轴退出并保持 Z 坐标不变。 ⑥按“OFSET SET”(刀补画面设置)键→进人“测量”补偿参数设定界面→将 光标移到与刀位号相对应的位置后,输人 Zo。 ⑦将刀具移到安全位置 (变动 Z 向) 进行 Z 向的复查, , 录入右边程序 (O200) 后执行,再手动方式,主轴转起沿 X 轴移动刀具,观察刀具是否切到工件,如切 到很少 或刀具与工件以摩擦方式通过,则设置正确 ⑧ 设置的刀具偏移量在数控程序中用 T 代码调用。
O300; N10 T0101; N20 M03 S600; (O300)进行综合原点复查: N30 G00 X100Z100; N40 G01 X0Z2F500; 检查刀尖是否在我们 N50 G04 X5; N60 G00X100Z100; 与图纸上的原点一样! N70 M30; O200; N10 T0101; N20 G00 Z0; N30 M30;

⑨最后再调用右面边程序

这种方式具有易懂、操作简单、编程与对刀可以完全分开进行等优点。同时, 在各种组合设置方式中都会用到刀偏设置,因此在对刀中应用最为普遍。 (2)用 G50 设置刀具起点 (复查原点方式同上) ① 用外圆车刀试车一段外圆, 沿+Z 轴退至端面余量内的一点 (假定为 a 点) 。 ② 测量外圆直径,记为 φ。
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③ 选择“MDI”(录入)模式,输人 G50 Xφ。按“启动”按钮 ④切端面到中心(程序原点)。 ⑤ 选择“MDI”(录入)模式,输入 G50Z0,按“启动”按钮。 ⑥ 加工程序的开头 G50 后面不能跟任何 X,Z 值,在另起一行录入 G00 X100 Z150, 这样刀具就会以 G00 速度快速移到离我们刚设置的原点的 X100 Z150 位置上!这就是我们所说的刀具起刀点! 注意:运行程序前要先将基准刀移到设定的位置。 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 供了用手工精确调整起刀点的操作方式, 有的人对此比较喜欢。 此种方式就是相 当于把我们的机械坐标系平移了一样!平移到了我们的工件坐标系里! 当我们 进行回零后,就又得重新对刀和设置! 4、多刀对刀相关知识介绍 KND 数控系统多刀对刀的组合设置方式有: ①绝对对刀; ②基准刀 G50 相对 刀偏。 (1)绝对对刀所谓绝对对刀即是用每把刀在加工余量范围内进行试切对刀,将 得到的偏移值设置在相应刀号的偏置补偿中。这种方式思路清晰,操作简单,各 个偏移值不互相关联, 因而调整起来也相对简单,所以在实际加工中得到广泛应 用。 (2)相对对刀所谓相对对刀即是选定一把基准刀,用基准刀进行试切对刀, 将基准刀的偏移用 G50,将基准刀的刀偏补偿设为零,而将其它刀具相对于基准 刀的偏移值设置在各自的刀偏补偿中。 5.总结: 此仅仅针对北京 KND 数控系统的原点的有关设置的相关介绍,希望能 就此系统的学习,能很快的掌握其他的操作系统!数控对刀,在纵多系统中,其 原理一样,方式方法也一样!本人知识有限,此仅供参考!愿此对你学习相关数 控系统有所帮助!谢谢!

张绍伟

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