工件在數(shù)控加工中心機(jī)床上定位裝夾好之后，需要通過對刀操作來告訴機(jī)床，工件在機(jī)床上的正確位置，否則，后續(xù)的加工操作根本無法進(jìn)行。對于零件的粗加工工序而言，的對刀方法就是試切法。下面介紹試切法對刀的具體操作步驟。

方法/步驟

1.  1、回零（返回機(jī)床原點(diǎn)）

對刀之前，一定要進(jìn)行回零（返回機(jī)床原點(diǎn)）的操作，以便于清除掉上次操作的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。注意：X、Y、Z三軸都需要回零。

2.  2、主軸正轉(zhuǎn)

用“MDI”模式，通過輸入指令代碼使主軸正轉(zhuǎn)，并保持中等旋轉(zhuǎn)速度。然后換成“手輪”模式，通過轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)速率進(jìn)行機(jī)床移動(dòng)的操作。

3.  3、X向?qū)Φ?/span>

用刀具在工件的右邊輕輕的碰下，將機(jī)床的相對坐標(biāo)清零；將刀具沿Z向提起，再將刀具移動(dòng)到工件的左邊，沿Z向下到之前的同一高度，移動(dòng)刀具與工件輕輕接觸，將刀具提起，記下機(jī)床相對坐標(biāo)的X值，將刀具移動(dòng)到相對坐標(biāo)X的一半上，記下機(jī)床的坐標(biāo)的X值、并按（INPUT）輸入的坐標(biāo)系中即可（發(fā)那科系統(tǒng)輸入“X0.”并按“測量”也可以）。

4.  4、Y向?qū)Φ?/span>

用刀具在工件的前面輕輕的碰下，將機(jī)床的相對坐標(biāo)清零；將刀具沿Z向提起，再將刀具移動(dòng)到工件的后面，沿Z向下到之前的同一高度，移動(dòng)刀具與工件輕輕接觸，將刀具提起，記下機(jī)床相對坐標(biāo)的Y值，將刀具移動(dòng)到相對坐標(biāo)Y的一半上，記下機(jī)床的坐標(biāo)的Y值、并按（INPUT）輸入的坐標(biāo)系中即可（發(fā)那科系統(tǒng)輸入“Y0.”按“測量”也可以）。

5.  5、Z向?qū)Φ?/span>

將刀具移動(dòng)到工件上要對Z向零點(diǎn)的面上，慢慢移動(dòng)刀具至與工件上表面輕輕接觸，記下此時(shí)的機(jī)床的坐標(biāo)系中的Z向值，并按（INPUT）輸入的坐標(biāo)系中即可（發(fā)那科系統(tǒng)輸入“Z0.”按“測量”也可以）。

6.  6、主軸停轉(zhuǎn)

先將主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)，并把主軸移動(dòng)到合適的位置，調(diào)取加工程序，準(zhǔn)備正式加工。

導(dǎo)讀：數(shù)控車床對刀是加工中的重要技能，對刀的準(zhǔn)確性決定了零件的加工精度，對刀效率直接影響零件的加工效率，對刀對機(jī)床加工操作非常重要。

數(shù)控車床開機(jī)后，必須進(jìn)行回零（參考點(diǎn)）操作，其目的是建立數(shù)控車床進(jìn)行位置測量、控制、顯示的統(tǒng)一基準(zhǔn)，也就是刀具回到機(jī)床原點(diǎn)，機(jī)床原點(diǎn)通常在刀具的正行程處，它的位置由機(jī)床位置傳感器決定。

機(jī)床回零后，刀具（刀尖）的位置與機(jī)床原點(diǎn)的距離是固定不變的，因此，為便于對刀和加工，可將機(jī)床回零后刀尖的位置看作機(jī)床原點(diǎn)。對刀就是在數(shù)控機(jī)床的機(jī)床坐標(biāo)系中建立工件坐標(biāo)系，并使工件坐標(biāo)系原點(diǎn)與編程原點(diǎn)重合的操作過程。

通過試切或非接觸方法測量出機(jī)床坐標(biāo)系中的刀尖編程點(diǎn)距加工原點(diǎn)X和Z方向的距離，并把數(shù)值設(shè)置到機(jī)床參數(shù)中，通過程序調(diào)用，建立工件坐標(biāo)系，程序中基點(diǎn)的坐標(biāo)值就是以建立的工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)為原點(diǎn)的，加工出零件的輪廓。

一、對刀原理

對刀的目的是為了建立工件坐標(biāo)系，直觀的說法是，對刀是確立工件在機(jī)床工作臺(tái)中的位置，實(shí)際上就是求對刀點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。

對于數(shù)控車床來說，在加工前首先要選擇對刀點(diǎn)，對刀點(diǎn)是指用數(shù)控機(jī)床加工工件時(shí)，刀具相對于工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)。對刀點(diǎn)既可以設(shè)在工件上（如工件上的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或定位基準(zhǔn)），也可以設(shè)在夾具或機(jī)床上，若設(shè)在夾具或機(jī)床上的某一點(diǎn)，則該點(diǎn)必須與工件的定位基準(zhǔn)保持一定精度的尺寸關(guān)系。

對刀時(shí)，應(yīng)使指刀位點(diǎn)與對刀點(diǎn)重合，所謂刀位點(diǎn)是指刀具的定位基準(zhǔn)點(diǎn)，對于車刀來說，其刀位點(diǎn)是刀尖。對刀的目的是確定對刀點(diǎn)（或工件原點(diǎn)）在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，測量刀具的刀位偏差值。對刀點(diǎn)找正的準(zhǔn)確度直接影響加工精度。

在實(shí)際加工工件時(shí)，使用一把刀具一般不能滿足工件的加工要求，通常要使用多把刀具進(jìn)行加工。在使用多把車刀加工時(shí)，在換刀位置不變的情況下，換刀后刀尖點(diǎn)的幾何位置將出現(xiàn)差異，這就要求不同的刀具在不同的起始位置開始加工時(shí)，都能保證程序正常運(yùn)行。

為了解決這個(gè)問題，機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)配備了刀具幾何位置補(bǔ)償?shù)墓δ埽?span style="color:#7E1F1F">利用刀具幾何位置補(bǔ)償功能，只要事先把每把刀相對于某一預(yù)先選定的基準(zhǔn)刀的位置偏差測量出來，輸入到數(shù)控系統(tǒng)的刀具參數(shù)補(bǔ)正欄組號(hào)里，在加工程序中利用T指令，即可在刀具軌跡中自動(dòng)補(bǔ)償?shù)毒呶恢闷睢?/span>刀具位置偏差的測量同樣也需通過對刀操作來實(shí)現(xiàn)。

二、對刀方法

在數(shù)控加工中，對刀的基本方法有試切法、對刀儀對刀和自動(dòng)對刀等。本文以數(shù)控銑床為例，介紹幾種常用的對刀方法。

1、試切對刀法

這種方法簡單方便，但會(huì)在工件表面留下切削痕跡， 且對刀精度較低。以對刀點(diǎn)（此處與工件坐標(biāo)系原點(diǎn)重合）在工件表面中心位置為例采用雙邊對刀方式。

（1）x，y向?qū)Φ丁?/span>

①將工件通過夾具裝在工作臺(tái)上，裝夾時(shí)，工件的四個(gè)側(cè)面都應(yīng)留出對刀的位置。

②啟動(dòng)主軸中速旋轉(zhuǎn)，快速移動(dòng)工作臺(tái)和主軸，讓刀具快速移動(dòng)到靠近工件左側(cè)有一定安全距離的位置，然后降低速度移動(dòng)至接近工件左側(cè)。

③靠近工件時(shí)改用微調(diào)操作（一般用0.01mm）來靠近，讓刀具慢慢接近工件左側(cè)，使刀具恰好接觸到工件左側(cè)表面（觀察，聽切削聲音、看切痕、看切屑，只要出現(xiàn)一種情況即表示刀具接觸到工件），再回退0.01mm。記下此時(shí)機(jī)床坐標(biāo)系中顯示的坐標(biāo)值，如-240.500。

④沿z正方向退刀，至工件表面以上，用同樣方法接近工件右側(cè)，記下此時(shí)機(jī)床坐標(biāo)系中顯示的坐標(biāo)值，如-340.500。

⑤據(jù)此可得工件坐標(biāo)系原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中坐標(biāo)值為｛-240.500+（-340.500）}/2=-290.500。

⑥同理可測得工件坐標(biāo)系原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。

（2）z向?qū)Φ丁?/span>

①將刀具快速移至工件上方。

②啟動(dòng)主軸中速旋轉(zhuǎn)，快速移動(dòng)工作臺(tái)和主軸，讓刀具快速移動(dòng)到靠近工件上表面有一定安全距離的位置，然后降低速度移動(dòng)讓刀具端面接近工件上表面。

③靠近工件時(shí)改用微調(diào)操作（一般用0.01mm）來靠近，讓刀具端面慢慢接近工件表面（注意刀具特別是立銑刀時(shí)在工件邊緣下刀，刀的端面接觸工件表面的面積小于半圓，盡量不要使立銑刀的中心孔在工件表面下刀），使刀具端面恰好碰到工件上表面，再將軸再抬高，記下此時(shí)機(jī)床坐標(biāo)系中的z值，-140.400，則工件坐標(biāo)系原點(diǎn)W在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值為-140.400。

（3）將測得的x，y，z值輸入到機(jī)床工件坐標(biāo)系存儲(chǔ)地址G5*中（一般使用G54～G59代碼存儲(chǔ)對刀參數(shù)）。

（4）進(jìn)入面板輸入模式（MDI），輸入“G5*”，按啟動(dòng)鍵（在自動(dòng)模式下），運(yùn)行G5*使其生效。

（5）檢驗(yàn)對刀是否正確。

2、塞尺、標(biāo)準(zhǔn)芯棒、塊規(guī)對刀法

此法與試切對刀法相似，只是對刀時(shí)主軸不轉(zhuǎn)動(dòng)，在刀具和工件之間加人塞尺（或標(biāo)準(zhǔn)芯棒、塊規(guī)），以塞尺恰好不能自由抽動(dòng)為準(zhǔn)，注意計(jì)算坐標(biāo)時(shí)這樣應(yīng)將塞尺的厚度減去。因?yàn)?span style="color:#7E1F1F">主軸不需要轉(zhuǎn)動(dòng)切削，這種方法不會(huì)在工件表面留下痕跡，但對刀精度也不夠高。

3、采用尋邊器、偏心棒和軸設(shè)定器等工具對刀法

操作步驟與采用試切對刀法相似，只是將刀具換成尋邊器或偏心棒。這是的方法。效率高，能保證對刀精度。使用尋邊器時(shí)必須小心，讓其鋼球部位與工件輕微接觸，同時(shí)被加工工件必須是良導(dǎo)體，定位基準(zhǔn)面有較好的表面粗糙度。z軸設(shè)定器一般用于轉(zhuǎn)移（間接）對刀法。

4、轉(zhuǎn)移（間接）對刀法

加工一個(gè)工件常常需要用到不止一把刀，第二把刀的長度與把刀的裝刀長度不一樣，需要重新對零，但有時(shí)零點(diǎn)被加工掉，無法直接找回零點(diǎn)，或不容許破壞已加工好的表面，還有某些刀具或場合不好直接對刀，這時(shí)候可采用間接找零的方法。

（1）對把刀

①對把刀的時(shí)仍然先用試切法、塞尺法等。記下此時(shí)工件原點(diǎn)的機(jī)床坐標(biāo)z1。把刀加工完后，停轉(zhuǎn)主軸。

②把對刀器放在機(jī)床工作臺(tái)平整臺(tái)面上（如虎鉗大表面）。

③在手輪模式下，利用手搖移動(dòng)工作臺(tái)至適合位置，向下移動(dòng)主軸，用刀的底端壓對刀器的頂部，表盤指針轉(zhuǎn)動(dòng)，在一圈以內(nèi)，記下此時(shí)軸設(shè)定器的示數(shù)并將相對坐標(biāo)軸清零。

④確抬高主軸，取下把刀。

（2）對第二把刀。

①裝上第二把刀。

②在手輪模式下，向下移動(dòng)主軸，用刀的底端壓對刀器的頂部，表盤指針轉(zhuǎn)動(dòng)，指針指向與把刀相同的示數(shù)A位置。

③記錄此時(shí)軸相對坐標(biāo)對應(yīng)的數(shù)值z0（帶正負(fù)號(hào)）。

④抬高主軸，移走對刀器。

⑤將原來把刀的G5*里的z1坐標(biāo)數(shù)據(jù)加上z0 （帶正負(fù)號(hào)），得到一個(gè)新的坐標(biāo)。

⑥這個(gè)新的坐標(biāo)就是要找的第二把刀對應(yīng)的工件原點(diǎn)的機(jī)床實(shí)際坐標(biāo)，將它輸人到第二把刀的G5*工作坐標(biāo)中，這樣，就設(shè)定好第二把刀的零點(diǎn)。其余刀與第二把刀的對刀方法相同。

注：如果幾把刀使用同一G5*，則步驟⑤，⑥改為把z0存進(jìn)二號(hào)刀的長度參數(shù)里，使用第二把刀加工時(shí)調(diào)用刀長補(bǔ)正G43H02即可。

5、對刀法

（1）x，y向?qū)Φ丁?/span>

①將工件通過夾具裝在機(jī)床工作臺(tái)上，換上。

②快速移動(dòng)工作臺(tái)和主軸，讓移動(dòng)到近工件的上方，尋找工件畫線的中心點(diǎn)，降低速度移動(dòng)讓接近它。

③改用微調(diào)操作，讓慢慢接近工件畫線的中心點(diǎn)，直到尖點(diǎn)對準(zhǔn)工件畫線的中心點(diǎn)，記下此時(shí)機(jī)床坐標(biāo)系中的x， y坐標(biāo)值。

（2）卸下，裝上銑刀，用其他對刀方法如試切法、塞尺法等得到z軸坐標(biāo)值。

6、百分表（或千分表）對刀法

百分表（或千分表）對刀法（一般用于 圓形工件的對刀）

（1）x，y向?qū)Φ丁?/span>

將百分表的安裝桿裝在刀柄上，或?qū)俜直淼拇判宰谥鬏S套筒上，移動(dòng)工作臺(tái)使主軸中心線（即刀具中心）大約移到工件中心，調(diào)節(jié)磁性座上伸縮桿的長度和角度，使百分表的觸頭接觸工件的圓周面，（指針轉(zhuǎn)動(dòng)約0.1mm）用手慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)主軸，使百分表的觸頭沿著工件的圓周面轉(zhuǎn)動(dòng)，觀察百分表指針的便移情況，慢慢移動(dòng)工作臺(tái)的軸和軸，多次反復(fù)后，待轉(zhuǎn)動(dòng)主軸時(shí)百分表的指針基本在同一位置（表頭轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，其指針的跳動(dòng)量在允許的對刀誤差內(nèi)，如0.02mm），這時(shí)可認(rèn)為主軸的中心就是軸和軸的原點(diǎn)。

（2）卸下百分表裝上銑刀，用其他對刀方法如試切法、塞尺法等得到z軸坐標(biāo)值。

7、專用對刀器對刀法

傳統(tǒng)對刀方法有安全性差（如塞尺對刀，硬碰硬刀尖易撞壞）占用機(jī)時(shí)多（如試切需反復(fù)切量幾次），人為帶來的隨機(jī)性誤差大等缺點(diǎn)，已經(jīng)適應(yīng)不了數(shù)控加工的節(jié)奏，更不利于發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的功能。用專用對刀器對刀有對刀精度高、效率高、安全性好等優(yōu)點(diǎn)，把繁瑣的靠經(jīng)驗(yàn)保證的對刀工作簡單化了，保證了數(shù)控機(jī)床的高效高精度特點(diǎn)的發(fā)揮，已成為數(shù)控加工機(jī)上解決刀具對刀*的一種專用工具。

機(jī)內(nèi)對刀方式是利用設(shè)置在機(jī)床工作臺(tái)面上的測量裝置(對刀儀)，對刀庫中的刀具按設(shè)定程序進(jìn)行測量，然后與參考位置或標(biāo)準(zhǔn)刀進(jìn)行比較，得到刀具的長度或直徑，并自動(dòng)更新到相應(yīng)刀具參數(shù)表中。利用對刀儀進(jìn)行機(jī)內(nèi)對刀的主要優(yōu)點(diǎn)是精確、自動(dòng)、實(shí)時(shí)，對操作者沒有技術(shù)要求。

機(jī)內(nèi)對刀儀的分類和應(yīng)用范圍

       機(jī)內(nèi)對刀儀一般由傳感器、信號(hào)接口以及對刀宏程序軟件組成。按照傳感器工作方式，機(jī)內(nèi)對刀儀可以分為接觸式對刀儀和激光對刀儀兩類，其中接觸式對刀儀自身的重復(fù)測量精度為1μm。根據(jù)對刀儀信號(hào)傳輸方式的不同，又可以進(jìn)一步細(xì)分為以下幾類：

1、電纜式對刀儀

       電纜式對刀儀由于不需要對刀信號(hào)的轉(zhuǎn)換部件，而有的單件性價(jià)比，因此在工作中常見，但是其缺點(diǎn)是有電纜線的拖曳，限制了其應(yīng)用場合，主要適用于中小規(guī)格的三軸銑床/加工中心。

2、紅外線式對刀儀

       紅外線式對刀儀的信號(hào)傳輸范圍一般在6m以內(nèi)。其優(yōu)點(diǎn)是采用編碼的HDR( 高速數(shù)據(jù)傳輸) 紅外技術(shù)，從而避免了電纜拖曳帶來的不便和潛在的不安全因素，對刀后可以隨時(shí)從工作臺(tái)面取下，不占用加工空間，并且可以多臺(tái)機(jī)床共用1臺(tái)對刀儀，從而可以降低綜合成本。其缺點(diǎn)是在小型加工中心上使用時(shí)性價(jià)比不高。由其特點(diǎn)決定，該類對刀儀多用于中型機(jī)床以及大型的數(shù)控立車等。

3、無線電式對刀儀

       無線電式對刀儀的無線電信號(hào)傳輸范圍一般在10m以上。其優(yōu)點(diǎn)是無線電信號(hào)傳輸范圍大，并且不易受到環(huán)境影響，對刀后可以隨時(shí)從工作臺(tái)面取下，不占用加工空間，并且可以多臺(tái)機(jī)床共用1臺(tái)對刀儀，從而可以降低綜合成本。該類對刀儀多用于大型、重型機(jī)床。

4、激光對刀儀

       激光對刀儀的基本原理為采用聚焦激光光束為觸發(fā)媒介，當(dāng)激光光束被旋轉(zhuǎn)的刀具遮蔽時(shí)，即產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)。激光對刀儀采用非接觸測量，在對刀時(shí)沒有接觸力，可對極細(xì)小的刀具進(jìn)行測量，而不用擔(dān)心由于接觸力導(dǎo)致細(xì)小刀具折損。同時(shí)，由于測量時(shí)，刀具以加工速度高速旋轉(zhuǎn)，所以測量狀態(tài)幾乎*等同于實(shí)際加工狀態(tài)，提高了對刀的實(shí)用精度。造價(jià)較高，主要適用于高速加工中心。

機(jī)內(nèi)對刀儀的常見功能和優(yōu)勢

       1、刀具長度/直徑的自動(dòng)測量和參數(shù)更新：刀具在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)進(jìn)行長度/直徑的動(dòng)態(tài)測量，同時(shí)，可以隨時(shí)進(jìn)行刀具參數(shù)的自動(dòng)測量，從而極大消除了由于機(jī)床熱變形引起的刀具參數(shù)的“改變”，測量結(jié)果自動(dòng)更新到相應(yīng)刀具的參數(shù)表中。

       2、刀具磨損/破損的自動(dòng)監(jiān)控：使用機(jī)內(nèi)對刀儀可以在刀具加工完畢后放回刀庫前，自動(dòng)對刀具長度進(jìn)行一次測量，若發(fā)生正常磨損時(shí)可以自動(dòng)將磨損數(shù)值更新到刀損參數(shù)中，若發(fā)生超長磨損可以當(dāng)作刀具破損(折斷)，從而選擇更換新刀進(jìn)行下一個(gè)工件的加工或者自動(dòng)停機(jī)報(bào)警提示操作者進(jìn)行刀具更換。

       3、機(jī)床熱變形的自動(dòng)補(bǔ)償：使用機(jī)內(nèi)對刀儀后，可以在加工前或者加工過程中隨時(shí)對刀具參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)測量和更新，每次測量都是在當(dāng)前機(jī)床熱變形的狀態(tài)下進(jìn)行的刀具設(shè)置。

       4、刀具輪廓的測量和監(jiān)控：在一些特殊加工中(如用成型刀具加工)，使用機(jī)內(nèi)激光對刀儀可隨時(shí)利用激光束掃描測量或監(jiān)控刀具輪廓，并根據(jù)需要進(jìn)行相應(yīng)參數(shù)的自動(dòng)更新，保證工件的最終精度。