数控车床对刀及建立工件坐标系的方法重点

1、数控车床对刀及建立工件坐标系的方法摘要： 利用数控车床进行零件加工时，开机后，我们先要执行回参考 点的操作，以便建立机床坐标系；然后要进行对刀及建立工件坐标系的操 作，最后再编制零件的程序并加工。对刀的准确与否直接会影响后面的加 工。在实际使用中，试切法对刀有三种形式，本文主要介绍这三种对刀形 式。关键字：数控车床 机床坐标系 工件坐标系 试切法对刀 正文：在数控车床上加工零件时，我们通常先开机回零，然后安装零件毛坯 和刀具，接着要进行对刀和建立工件坐标系的操作，最后才是编制程序和 自动加工。 对刀操作的正确与否， 直接会影响后续的加工。 对刀有误的话， 轻则影响零件的加工精度，重则会造成机床

2、事故。所以作为数控车床的操 作者，首先要掌握对刀及工件坐标系的建立方法。数控车床上的对刀方法有两种：试切法对刀和机外对刀仪对刀。一般 学校没有机外对刀仪这种设备，所以采用试切法对刀。而根据实际需要， 试切法对刀又可以采用三种形式，本文以华中数控 HNC-21/T 系统为例来 阐述这三种形式的对刀及工件坐标系的建立方法。一、T对刀T 对刀的基本原理是：对于每一把刀，我们假设将刀尖移至工件右端 面中心，记下此时的机床指令 X、 Z 的位置，并将它们输入到刀偏表里该 刀的X偏置和Z偏置中。以后数控系统在执行程序指令时，会将刀具的偏 置值加到指令的 X、Z坐标中，从而保证所到达的位置正确。其具体的操

3、作如下：（1 ）开启机床，释放“急停”按钮，按“回零”再按+X”和+Z”执行回 参考点操作。（2）按“主轴正转”启动主轴，按“手动”将刀具移动到合适的位置然后 按-Z”手动车削外圆，最后按+Z”沿Z向退刀，如图1所示。（3）按“主轴停止”停止主轴，然后测量试切部分的直径，测得直径为69.934，按F4 （MDI）再按F2 （刀偏表）；将光条移到1号刀的试切 直径上，回车，输入69.934，再回车，1号刀的X偏置会自动计算出来，如图3所示(4 )移动刀具到合适的位置，按“主轴正转”启动主轴，按“手动；然后 按-X”手动车削端面，最后按+X”沿X向退刀，如图2所示。(5)按“主轴停止”停止主轴，将

4、光条移到1号刀的试切长度上，回车，输入0，再回车，1号刀的Z偏置会自动计算出来，如图 3所示主轴傕调GT9主诵机床指令位置运行程序索引工件坐标零点回 圍 亘園 回 回 園 同返回H0NOOODR偏表:-77.067-88.3171000 000-120.0000.0000.000XI 00.0:逬绐修调:XI00.0H快速修调H%1 ao 0100%I!氢务e华中数控加工方式：手助运行正常10:09:01畫当前加工程序疔：口傭号：:偏置工偏置xjeA谓榻试切宜怪试切长度t #0001-220.001-103.1ST0. 0000.00069 934)PCD,#0002_. aao0.0000.

5、000o. oaoo. aao0 ooo#00030. ODD0.0000.0000 ooo0. coo0. ooo#0004a oao0.0000. 0000.000o aaooooc#0005a.aao0.0000. 000o.oaoa.aao0 ooc#000&0. ODD0.0000.0000 ooo0.0000. DOO#0007. QQO0.0000 oooo.oaaa. oao0,000wcooaa. oao0.0000. 0000.0000.030CL OOCk #00090.0000.0000.0000 00CI0.0000. DOO#00100. 0000.000o ooo

6、o ooaa. oooo.ooc#0011. aao0.0000. 000o.oaaa aao0 ooc机0120.000Ci. DOO0.0000 ooo0. cooCi. ooo#00130. OQD0.000o oooo oooo. oooo.oocE1i MDI:ujiuinjuiujinjuX轴置畫 :| F1 轴置零|；| EE I；弔J加需4a单段f； 手助H怙运行-TL titn_M10tltn_k10M锁tz净却*+x+c-z快进+zc-X- 6 -2号刀的对刀过程与1号刀类似，只不过不能切端面。具体如下:(1) 按“刀位转换”将2号刀换到切削位置，按“主轴正转”启动主轴，

7、按“手动”将刀具移动到合适的位置然后按“ -Z”手动车削外圆，最后按“+Z” 沿Z向退刀，如图4所示。(2) 按“主轴停止”停止主轴，然后测量2号刀试切部分的直径，测得 直径为65.980,将光条移到2号刀的试切直径上，回车，输入 65.980, 再回车，2号刀的X偏置会自动计算出来，如图 6所示。(3) 按“主轴正转”启动主轴，按“手动”然后按“Z”手动继续车削外圆， 最后按+X”沿X向退刀，如图5所示。(4) 按“主轴停止”停止主轴，测量2号刀的试切长度，得33.087 ,将 光条移到2号刀的试切长度上，回车，输入-33.087，再回车，2号刀的Z 偏置会自动计算出来，如图 6所示。如果还

8、有3号和4号刀具，其对刀方法与 2号刀具是一样的，这里不 再赘述。华中数控加工方式：手动运疔正常10:21142:运行程序索引：-当前加工程序行：N0HJD1机床指令位量刀偏号X偏置H偏置BB3试切言轻试切长度*0X11-230. 001-103.1670.0000.00069.934.小丄#0002-141.930-103.6460.0X0.000#00030. 0000.0000.0000 0000 000o. 000#00040. 0000.0000.000o.aoa0. ooo0.000#0005O.XO0.000 000 .000 000o. ooo#000&0.0000. 0000

9、.0000.0000.0000.000WD0T0. 0000. 0000.000a. ooo0.0000. ooo#00080-0000.0000,0000 0000 000o ooo#00090. OOD0.0000.000o.aoa0. ooo0 oooWJ1JO.HJO0.000Q.0X .000 ooo0. ooo#00110.0000. 0000.0000.000O.OOD0.000#00120.0000. 0000.0000.0000 ooo0. ooo#0013O.XO0.0X0.0000 0000.0001 u.u撑X-47 333-13S.7331000.0000.0000.

10、0000.000MDIE園返回F1OAfi*丹停转冷怙tFLTL tTL在运行XUMIOX1TO SlOOQ负点动跡涉4*Vis*M主轴进悄tJiti正转1施1M100%工件坐标零点;主釉修调；K100.0:进给修调:X100.0KI00.0:快連修调:M 1 I T 0CT 0+X+C-Z快进“+ZC-X使用 T 对刀需要注意两点：（ 1）G54G59 这六个坐标系的坐标原点都要设成（ 0，0），后面将 会讲述。（2）程序中，每一把刀具在使用前，都应该用T 指令调用相应的刀偏，如 T0101 ，T0202 等。二、G54G59 对刀G54G59 又称零点偏置指令， 它是将机床坐标系偏移一定的

11、距离来建 立工件坐标系。其具体操作如下：（1）按“刀位转换”将1 号刀换到加工位置上， 按“主轴正转”启动主轴， 按“手动，将刀具移动到合适的位置然后按“ -Z”手动车削外圆，最后按“+Z” 沿 Z 向退刀，如图 1 所示。（2）按“主轴停止”停止主轴，然后测量1号刀试切部分的直径，测得直径为69.934，则半径为34.967。记下机床指令位置的 X值，为-185.034。 那么工件轴线在机床坐标系下的 X 坐标为 X=-185.034-34.967=-220.001。（3）按“主轴正转”启动主轴，按“手动，”将刀具移动到合适位置，然后 按-X”手动车削端面，最后按+X”沿X向退刀，如图2所示

12、。（4）按“主轴停止”停止主轴，记下机床指令位置的 Z 坐标 Z=-103.167 ， 这表示工件右端面在机床坐标系下的 Z 坐标 Z=-103.167 。（5）按F10 （返回）”返回顶层菜单，按F4（ MDI），再按F4 （坐标 系）”， 进入自动坐标系 G54 的界面，在 MDI 的提示下输入“ X-220.001 Z-103.167 ”， 如图 7所示。（6）按回车，结果 G54的界面就会显示“X-220.001Z-103.167，女口- 7 -图8所示图7- 16 -I主貓修调JC100.0;进鳍修调；XI 00.0:快速修调；K100.0M 1 T 0CT 0DI100更=_同 回

13、 国 回 回 回 同 園 国 園*3运行xlrrukIQVl-M l DOjriJKit- 1-a44机味Ttt4刀怕“主轴正点动F盘松毒AM 正的03轴M100f!4100%1OTW- +X4+Cft-Z+Z-C-X键盘）|手鸵）2号刀的对刀过程与1号刀类似，只不过不能切端面。具体如下：（1）按“刀位转换”将2号刀换到切削位置，按“主轴正转”启动主轴， 按“手动”将刀具移动到合适的位置然后按“ -Z”手动车削外圆，最后按“+Z 沿Z向退刀，如图4所示。（2）按“主轴停止”停止主轴，然后测量2号刀试切部分的直径，测得直径为65.980 ,则半径为32.990。记下机床指令位置的 X值，为-10

14、8.99， 那么工件轴线在机床坐标系下的X坐标为X=-108.99-32.99=-141.980 。（3）按“主轴正转”启动主轴，按“手动”然后按“Z”手动继续车削外圆，最后按+X”泳 向退刀，如图5所示。（4）按“主轴停止”停止主轴，测量2 号刀的试切长度，得 33.087 。记 下机床指令位置的 Z 值，为-70.559 。那么工件右端面在机床坐标系下的 Z 坐标 Z=-70.559-33.087=-103.646 。（5）按F10 （返回）”返回顶层菜单，按F4（ MDI）；再按F4 （坐标 系）；进入自动坐标系G54的界面，按PgDn ”键进入G55的界面，在MDI 的提示下输入“X-

15、141.980 Z-103.646 :按回车，结果G55的界面就会显示 “X-141.980 Z-103.646 ”，如图 9 所示。如果还有 3 号和 4 号刀具，其对刀方法与 2 号刀具是一样的，这里不 再赘述。使用 G54G59 对刀需要注意以下几点：（ 1 ）刀偏表中所有刀具的 X 偏置和 Z 偏置都要设为 0。这是因为如 果采用 G54G59 进行了零点偏移，而同时在刀偏表中设置了刀具偏置， 程序执行时会进行双重偏置，系统会产生超程报警，不予执行。图9(2)程序中，每一把刀具在使用前，都应该用G54G59指令调用相应的工件坐标系，如：%0001G54(调用G54坐标系)M03 S80

16、0 T0101（用 1 号刀）G55(调用G55坐标系)T0202(用2号刀)M30(程序结束)三、G92设定工件坐标系上面介绍的T对刀和G54G59对刀都是在程序执行之前手动进行的。我们也可以在程序执行的过程中动态地建立工件坐标系，这就要用到G92指令。它的格式是 G92 X a Z。其原理是：以刀具当前位置为基准，建立 一个坐标系，使得刀尖在该坐标系下的坐标值是(a,B)。用法如下：(1) 按“刀位转换”将号刀换到加工位置上，按“主轴正转”启动主轴， 按“手动”将刀具移动到合适的位置然后按“ -Z”手动车削外圆，最后按“+Z” 沿Z向退刀。(2) 按“主轴停止”停止主轴，然后测量1号刀试切

17、部分的直径，测得直径为69.934，则半径为34.967。记下机床指令位置的 X值，为-185.034。那么工件轴线在机床坐标系下的 X坐标为X=-185.034-34.967=-220.001。(3) 按“主轴正转”启动主轴，按“手动习将刀具移动到合适位置，然后按-X”手动车削端面，最后按+X”沿X向退刀。(4) 按“主轴停止”停止主轴记下机床指令位置的 Z坐标Z=-103.167 ,这表示工件右端面在机床坐标系下的Z坐标Z=-103.167。(5) 按F10 (返回)”返回顶层菜单，按F4 (MDI)再按F6 (MDI运行）,在MDI方式下，逐行输入以下程序段。每输入一行后敲回车，并按“循

18、环启动。M03 S600（主轴正转，转速600r/min ）G53 G90 G01 Z-103.167 F100（直接机床坐标系编程，刀具移动到工件右端平面上）G53 G90 G01 X-220.001 F100（直接机床坐标系编程，刀具移动到工件右端面中心，如图10）G91 G00 X100 Z50（相对编程，刀具相对右端面中心，沿X正向移动100，Z正向移动50，如图11、图12）M05（主轴停止）图10图11进行以上操作后，编写程序时，程序开头应该有G92 X100 Z50。例如:%0002G92 X100 Z50M03 S600G00 X100 Z50M30；S华中数揑 ?当前加工程序疔；.KKi1 8o 1GGGGGGMSTB10 42 9 9加工卷：手动运行正常15：40：16KRF i oo. ooo:运行程序素引：K -1rioooo?机床指令進宣:；v T!t A !L-220.001I z I-103.167:F 100.000n s n0.000i