【摘要】 本文對數(shù)控機床坐標系之間的關系作了比較詳細的分析，并在此基礎上介紹了實際中常用的對刀方法。

【關鍵詞】 機床坐標系；對刀方法

【中圖分類號】 TG659【文獻標識碼】 A【文章編號】 1005-1074(2009)04-0201-01

在數(shù)控機床的操作與編程過程中，要弄清楚基本坐標關系和對刀原理是兩個非常重要的環(huán)節(jié)。這對我們更好地理解機床的加工原理，以及在處理加工過程中修改尺寸偏差有很大的幫助。一般來講，數(shù)控機床的坐標系有兩個：機床坐標系和工件坐標系。

1 機床坐標系

機床坐標系又稱機械坐標系，用以確定工件、刀具等在機床中的位置，是機床運動部件的進給運動坐標系，其坐標軸及運動方向按標準規(guī)定，是機床上的固有坐標系。機床坐標系原點又叫機床零點，它是其他所有坐標系，如工件坐標系以及機床參考點的基準點。其原點位置則由機床生產廠家設定。一般取在機床卡盤端面與主軸中心線的交點處。如下圖（左）所示。機床坐標系的原點在機床制造出來時就已經(jīng)確定，不能隨意改變。

2 工件坐標系

有時利用機床坐標系編制零件的加工程序并不方便。如果以機床坐標系編程，則程序中的一些走刀點的坐標計算就很繁瑣。如果選擇工件某一固定點為工件零點，計算就很方便。如上圖（右）中，以W點為工件坐標系原點，將圖中的工件零點W與機床零點M之間的坐標值輸人數(shù)控系統(tǒng)，就可用工件坐標系按圖紙上標注的尺寸直接編程，給編程者帶來很大的方便。而以工件零點為原點且平行于機床坐標軸X、Y、Z建立一個新坐標系，就稱工件坐標系。加工程序在開始運行時，必須先建立工件坐標系。通常工件坐標系的建立方法有兩種：

第一，使用G54、G55、G56、G57、G58、G59指令。工件裝卡好后，先測出工件零點在機床坐標系中的位置（X，Y，Z）坐標，把測出的數(shù)據(jù)輸入偏置寄存器PSO中，G54、G55、G56、G57、G58、G59可存放六個不同的工件零點，編程時需要用到不同的工件零點時，調用相應寄存器中存放的偏置量即可。如下圖（左）所示，預先將G54、G59在機床坐標系中的位置（X1，Y1，Z1）和（X2，Y2，Z2）輸入到G54、G59相應的偏置寄存器中，使用時，在程序中G54、G59指令可直接調用相應偏置寄存器中存儲的偏置量，而在G54、G59后直接跟的是刀具在該工件坐標系（G54或G59）下的目標位置。如下圖（右）所示，當工件坐標系G54、G59設置以后，要把刀具移到A點，程序指令為：G90 G54 G00 X30.0 Y 40.0 同樣，要把刀具移到B點，程序指令為：G90 G59 G00 X30.0 Y30.0

第二，使用G92指令。G92是一種較靈活的工件坐標系零點設置方法，其設置步驟為：先確定刀具中心（數(shù)控車中的刀尖點）在機床坐標系中的位置，并存入偏置寄存器中，再給出刀具中心在工件坐標系中的位置，即建立了該工件坐標系。如下圖所示，建立該工件坐標系的指令為：G92 X30.0 Y40.0 Z25.0

建立工件坐標系，目的是把工件坐標系與機床坐標系關聯(lián)起來，使得工件坐標系下所編寫程序在機床坐標系中能得到正確地執(zhí)行。而且為了計算和編程方便，無論實際中是工件運動還是刀具運動，在編程時，我們都把工件看成是固定的，運動的只是刀具。實際中我們常將程序原點設定在工件右端面的回轉中心上，盡量使編程基準與設計、裝配基準重合。機械坐標系是機床唯一的基準，所以必須要弄清楚程序原點在機械坐標系中的位置，這通常在接下來的對刀過程中完成。對刀的方法主要有以下兩種：

第一，試切法對刀。試切法對刀是實際中應用的最多的一種對刀方法。下面以采用MITSUBISHI 50L數(shù)控系統(tǒng)的RFCZ12車床為例，來介紹具體操作方法。工件和刀具裝夾完畢，驅動主軸旋轉，移動刀架至工件試切一段外圓。然后保持X坐標不變移動Z軸刀具離開工件，測量出該段外圓的直徑。將其輸入到相應的刀具參數(shù)中的刀長中，系統(tǒng)會自動用刀具當前X坐標減去試切出的那段外圓直徑，即得到工件坐標系X原點的位置。再移動刀具試切工件一端端面，在相應刀具參數(shù)中的刀寬中輸入Z0，系統(tǒng)會自動將此時刀具的Z坐標減去剛才輸入的數(shù)值，即得工件坐標系Z原點的位置。

例如，2#刀刀架在X為150.0車出的外圓直徑為25.0，那么使用該把刀具切削時的程序原點X值為150.0-25.0=125.0；刀架在Z為180.0時切的端面為0，那么使用該把刀具切削時的程序原點Z值為180.0-0=180.0。分別將(125.0，180.0)存入到2#刀具參數(shù)刀長中的X與Z中，在程序中使用T0202就可以成功建立出工件坐標系。

事實上，找工件原點在機械坐標系中的位置并不是求該點的實際位置，而是找刀尖點到達(0，0)時刀架的位置。采用這種方法對刀一般不使用標準刀，在加工之前需要將所要用刀的刀具全部都對好。

第二，對刀儀自動對刀?，F(xiàn)在很多車床上都裝備了對刀儀，使用對刀儀對刀可免去測量時產生的誤差，大大提高對刀精度。由于使用對刀儀可以自動計算各把刀的刀長與刀寬的差值，并將其存入系統(tǒng)中，在加工另外的零件的時候就只需要對標準刀，這樣就大大節(jié)約了時間。需要注意的是使用對刀儀對刀一般都設有標準刀具，在對刀的時候先對標準刀。另外對刀時對刀點設置也需要注意以下問題：①對刀點一般設置在零件的設計基準或工藝基準上。②如果對刀點設置在零件的外部（如機床或夾具）上，應注意須與定位基準有一定的坐標關系，以確定機床坐標系與工件坐標系的關系。③對刀點一般設置在機床坐標系原點或距原點有確定值的點上。

參考文獻

[1] 王建平，黃登紅.數(shù)控加工中的對刀方法[J].工具技術，2005，（02）