数控铣削编程基础知识

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,任务三数控铣削编程基础知识,任务描述,技能目标,知识准备,任务实施,拓展训练,任务描述,本任务主要是训练学生掌握数控铣削编程的基础知识以及数控铣削加工对刀的基本方法。如图,3,11,所示，工件尺寸,60mm60mm30mm,，材料：硬铝。采用寻边器法和试切法对刀。,图,3,11,零件图,技能目标,技,能,目,标,掌握数控铣床坐标系的设定原则,掌握数控铣床编程指令格式,掌握数控铣床对刀的操作方法,在金属切削原理中，将刀具与工件的相对运动称为切削运动，根据其在切削过程中起的作用切削运动分为主运动和进给运动。,主运动使刀具切削刃及其毗邻的刀具表面切入工件材料，使被切削层转变成切屑，从而形成工件新表面，即产生切屑的运动。通常，主运动的速度较高，功率消耗较大，在铣削时刀具的回转运动为主运动。,进给运动配合主运动依次或连续切除工件，同时形成具有所需几何特性的已加工表面，在铣削加工时，刀具相对于工件的移动为进给运动。在数控机床中，进给运动往往是多方向的复合运动，而这种复合运动则需要各坐标轴具有联合运动功能，称为坐标联动。通常机床根据联动轴数多少可分为：二坐标、三坐标、四坐标、,五坐标机床,。,知识准备,铣刀旋转为,主运动,，工件或铣刀的移动为,进给运动,。,可加工平面、台阶面、沟槽、成形面等，多刃切削效率高。,一、数控机床坐标系的作用,数控机床坐标系是为了,确定工件在机床中的位置，机床运动部件特殊位置及运动范围，即描述机床运动，产生数据信息而建立的几何坐标系,。通过机床坐标系的建立，可确定机床位置关系，获得所需的相关数据。,工件坐标系,原点,机床坐标系,原点,二、数控机床坐标系确定原则,1、刀具相对静止工件而运动的原则,假设：,工件固定，刀具相对工件运动,。这一原则使编程人员能在不知道是刀具移近工件还是工件移近刀具的情况下，就能根据零件图样确定机床的加工过程。,当工件运动时，在坐标轴符号上加,“,”,表示,。,2,、标准坐标系采用右手笛卡尔直角坐标系,标准坐标系采用,右手直角笛卡儿定则,。基本坐标轴,X、Y、Z,的关系及其正方向用右手直角定则判定。,拇指为,X,轴，食指为,Y,轴，中指为,Z,轴，围绕,X、Y、Z,各轴的回转运动及其正方向,+,A、 +B、 +C,分别用右手螺旋定则判定，拇指为,X、Y、Z,的正向，四指弯曲的方向为对应的,A、B、C,的正向。,拇指为,x,轴,食指为,Y,轴,中指为,z,轴,1）伸出右手的大拇指、食指和中指，并互为90。则大拇指代表,X,坐标，食指代表,Y,坐标，中指代表,Z,坐标。,2) 大拇指的指向为,X,坐标的正方向，食指的指向为,Y,坐标的正方向，中指的指向为,Z,坐标的正方向。,3) 围绕,X、Y、Z,坐标旋转的旋转坐标分别用,A、B、C,表示，根据右手螺旋定则，大拇指的指向为,X、Y、Z,坐标中任意轴的正向，则其余四指的旋转方向即为旋转坐标,A、B、C,的正向 。,（,1,）不论机床的具体结构，,一律看作是工件相对静止，刀具运动。,ISO,标准规定：,（,3,）,增大工件与刀具之间距离的方向为坐标轴正方向,（,2,）,机床的直线坐标轴,X、Y、Z,的判定顺序是：先,Z,轴，再,X,轴，最后按右手定则判定,Y,轴。,（,4,）,机床主轴旋转运动的正方向是按照右手螺旋法则判定,。,三、坐标轴运动方向的确定,1,、,Z,坐标轴,（3）若机床有几个主轴，可选择一个垂直与工件装夹面的主要轴为主轴，并以它确定,Z,坐标轴。,（1）,Z,坐标轴的运动由,传递切削力的主轴决定,，,与主轴平行的标准坐标轴为,Z,坐标轴，其正方向为增加刀具和工件之间距离的方向。,（2）若机床没有主轴（龙门数控刨床），则,Z,坐标轴垂直与工件装夹面。,2,、,X,坐标轴,（4）对,刀具和工件均不旋转的机床,（,刨床,），,X,坐标平行于主要切削方向，并以该方向为正方向。,（1）,X,坐标轴的运动是水平的，它平行于工件装夹面,，是刀具或工件定位平面内的运动的主要坐标。,（2）对于,工件旋转的机床,（,车床、磨床,），,X,坐标的方向在工件的径向上,，并且平行与横滑座，,刀具离开工件回转中心的方向为,X,坐标的正方向,。,（3）对于,刀具旋转的机床,（,铣床,），,若,Z,坐标轴是水平的,（,卧式铣床,），当由主轴向工件看时，,X,坐标轴的正方向指向右方；,若,Z,坐标轴是垂直的,（,立式铣床,），当由主轴向立柱看时，,X,坐标轴的正方向指向右方。,3,、,Y,坐标轴,根据,X、Z,坐标轴，按照右手直角笛卡儿坐标系确定。,注：如在,X、Y、Z,主要直线运动之外还有第二组、第三组平行于它们的运动，可分别将它们坐标定为,U、V、W,和,P,、,Q,、,R,。,坐标轴的确定方法：,一般先确定,Z,坐标轴，因为它是传递主切削动力的主要轴或方向，再按规定确定,X,坐标轴，最后用右手法则确定,Y,坐标轴。,大家有什么疑问？,Z,轴垂直（与主轴轴线重合），向上为正方向；面对机床立柱的左右移动方向为,X,轴，将刀具向右移动（工作台向左移动）定义为正方向；根据右手笛卡尔坐标系的原则，,Y,轴应同时与,Z,轴和,X,轴垂直，且正方向指向床身立柱。,立式数控铣床,的坐标方向为：,Z,轴水平，且向里为正方向（面对工作台的平行移动方向）；工作台的平行向左移动方向为,X,轴正方向；,Y,轴垂直向上。,卧式升降台铣床,的坐标方向为：,4,、旋转运动,旋转运动,A、B、C,相应地表示其轴线平行于,X、Y、Z,的旋转运动，其正方向按照,右旋螺纹旋转,的方向。,立式,5,轴数控铣床的坐标轴 卧式,5,轴数控铣床的坐标轴,四、机床坐标系与工件坐标系,1、机床坐标系与机床原点、机床参考点,(1)机床坐标系,机床坐标系是机床上固有的坐标系，是用来确定工件坐标系的基本坐标系，,是确定刀具(刀架)或工件(工作台)位置的参考系，并建立在,机床原点,上,。,(2)机床原点,现代数控机床都有一个基准位置，称为机床原点，是,机床一经设计和制造出来便被确定下来。所以，机床原点是机床坐标中固有的点不能随意改变。,机床坐标系原点,是指在机床上设置的一个固定点，即,机床原点,。,一般取在,X,、,Y,、,Z,三个直线坐标轴正方向的极限位置,。,机床起动时，通常要进行机动或手动,回,零,。所谓,回零,，,就是指运动部件回到各轴正向极限位置,。这个极限位置就是,机床原点,（零点）。,2工件坐标系与工件坐标系原点,(1)工件坐标系,编程人员在编程时设定的坐标系,，也称为,编程坐标系。,(2)工件坐标系原点,也称为,工件原点或编程原点,，由编程人员根据编程计算方便性、机床调整方便性、对刀方便性、在毛坯上位置确定的方便性等具体情况定义在工件上的几何基准点，一般为,零件图上最重要的设计基准点。,工件原点选择：,1.与设计基准一致,2.尽量选在尺寸精度高，粗糙度低,的工件表面,3.最好在工件的对称中心上,4.要便于测量和检测,工件坐标系坐标轴的确定与机床坐标系坐标轴方向一致。,工件坐标系原点,3.,建立工作坐标系指令,G54,G59,该指令是用户在加工前，通过工件零点设置的操作实现的。工件安装在工作台上，操作者通过对刀操作，测量出工件坐标系原点相对于机床坐标系原点的坐标值，并把它们写入工件坐标系存储器中。执行,G54,G59,指令，系统自动处于该坐标值位置。而机床不做任务运动。,编程格式：,G54;(G55,G59),工件坐标系与机床坐标系的关系如图,5-5,所示。如图中要求使用,G54,工件坐标系编程，并要求刀具运动到工件坐标系中,X100.Y50.Z200,的位置，其指令为,G54;,G90 G00 X100.Y50.Z200.;,注意：当更换一种零件加工时，应撤消原工件坐标系。撤消方法为选择机床坐标系指令,G53,；也可将,G54,（,G55,G59,）中的坐标值重新设置为,0,。,工件坐标系,原点,机床坐标系,原点,机床坐标系与工件坐标系的关系,五、数控编程的内容及步骤,1,、分析零件图样和制定工艺方案,我们要加工什么？,对加工对象进行分析,怎么进行加工？,确定加工方案,确定工艺装备,选择什么工具加工？,4,、程序检验及首件试切,将编写好的加工程序输入数控系统，就可控制数控机床的加工工作。一般在正式加工之前，要对程序进行检验。通常可采用机床空运转的方式，来检查机床动作和运动轨迹的正确性，以检验程序。在具有图形模拟显示功能的数控机床上，可通过显示走刀轨迹或模拟刀具对工件的切削过程，对程序进行检查。,2,、数学处理,在确定了工艺方案后，就需要根据零件的几何尺寸、加工路线等，计算刀具中心运动轨迹，以获得刀位数据。,3,、编写零件加工程序,在完成上述工艺处理及数值计算工作后，即可编写零件加工程序。数控加工的程序是一组被传送到数控装置中去的指令和数据。程序编制人员使用数控系统的程序指令，按照规定的程序格式，逐段编写加工程序。程序编制人员应对数控机床的功能、程序指令及代码十分熟悉，才能编写出正确的加工程序。,六、程序的编制方法,1,、手工编程,整个程序的编制过程是由人工完成的。要求编程人员不仅要熟悉数控代码及编程规则，而且还必须具备机械加工工艺知识和数值计算能力。对于点位加工或几何形状不太复杂的零件，数控编程计算较简单，程序段不多，手工编程即可实现。,2,、自动编程,指在编程过程中，除了分析零件图样和制定工艺方案由人工进行外，其余工作均由计算机辅助完成。,七、程序结构与格式,1,、程序的组成结构,数控加工程序是由一系列机床数控装置能辨识的指令有序结合而构成的。一般数控系统加工程序可分为主程序和子程序。但不论是主程序还是子程序，每一个程序都是由程序号、程序内容和程序结束符等几个部分组成。见表,4-1,表,4-1,主程序和子程序的组成结构,程序号,程序内容,程序结构,程序结束符,程序号为程序的开始部分，为了区别存储器中的程序，每个程序都要有程序编号，在编号前采用程序编号地址码。如在华中数控系统中，采用,“,%,”,，在,FANUC,系统中，采用英文字母,“,O,”,作为程序编号地址，其他系统也有采用,“,P,”,、,“,:,”,等。,程序内容是整个程序的核心，它由若干程序段组成，每个程序段有一个或多个指令构成，用来描述机床要完成的指定动作。,以程序结束指令,M02,或,M30,作为整个程序结束的符号，来结束整个程序。,数控机床程序是由若干个程序段组成，每个程序段由按一定顺序和规定排列的指令字组成，每个指令字又由字母和数字组成。即字母和数字组成字，指令字组成程序段，程序段组成程序。,程序段格式是指一个程序段中各字的排列顺序及其表达形式。,程序段的格式可分为地址格式、分隔顺序格式、固定程序段格式和可变程序段格式等。目前广泛采用地址符可变程序段格式。,所谓可变程序段格式，就是程序段的长短，随字地址数和字长（位数）都是可变的。,2,、程序段格式,指令字在程序段中的顺序没有严格的规定，即可以任意顺序的书写 。,地址符可变程序段格式的特点：,程序段中的每个指令均以字母（地址符）开始，其后再跟数字或无符号的数字。,上段相同的模态指令（包括,G,、,M,、,F,、,S,及尺寸指令等）可以省略不写。,地址符可变程序段格式如下：,N_G_X_Y_Z_I_J_K_P_Q_R_A_B_C_F_S_T_M_,例如：,N03,G91 G01,X50 Y60,F200,S400,M03 M08,；,程序段号,G,指令,尺寸指令,进给速度指令,主轴转速指令,M,指令,程序段结束符,注意：上述程序段中包括的各种指令并非在加工程序的每个程序段中都必须有，而是根据各程序段的具体功能来选择相应的指令。,一个程序段由多个指令字组成，这些指令字可分为顺序号字、准备功能字、尺寸功能字、进给功能字、主轴功能字、刀具功能字、辅助功能字和程序段结束字组成。每个字都由称为地址码的英文字母开头，,ISO,标准规定的各地址码含义见表,4-2,。,表,4-2,地址字符表,字符,含 义,字符,含 义,A,B,C,D,E,F,G,H,I,J,K,L,M,绕,X,轴旋转,绕,Y,轴旋转,绕,Z,轴旋转,刀具半径补偿指令,第二进给功能,进给速度的指令,指令动作方式,暂不指定，有的为补偿值地址,圆弧中心,X,轴向坐标,圆弧中心,Y,轴向坐标,圆弧中心,Z,轴向坐标,固定循环及子程序重复次数,辅助功能,N,O,P,Q,R,S,T,U,V,W,X,Y,Z,顺序号,程序号、子程序号的指定或不使用,暂停时间或程序中某功能的开始使用的顺序号,固定循环终止段号或固定循环定距,固定循环中定距离或圆弧的半径等,主轴转速指令,刀具编号指令,平行于,X,轴的附加轴,平行于,Y,轴的附加轴,平行于,Z,轴的附加轴,X,坐标轴绝对坐标值,Y,坐标轴绝对坐标值,Z,坐标轴绝对坐标值,3,、程序段中的指令字,N,指令,程序段顺序号字,组成：,由地址码,N,及后续,2,4,位数字组成，用于对各程序段编号。编号的顺序也是各程序段的执行顺序。,示例：,N20,表示该语句的句号为,20,。,G,指令,准备功能字,功能：,规定机床运动线型、坐标系、坐标平面、刀具补偿、暂停等操作。,组成：,地址码,G,及其后续,2,位数字组成，从,G00,G99,共,100,种。,G,代码分为模态指令（又称续效代码）和非模态指令。模态指令可在连续多个程序段中有效，直到被同组的代码取代；非模态指令只在本程序段中有效。不同组的,G,代码，在同一程序段中可以指定多个。,示例：,G01,，,G03,，,G41,，,G91,，,G04,，,G18,，,G54,等,尺寸指令,指定的刀具沿坐标轴移动方向和目标位置的指令。,X,、,Y,、,Z,、,U,、,V,、,W,指令,功能：,指定沿直线坐标轴移动方向和目标位置指令。,组成：,由各坐标轴地址码、,+,、,-,符号及其后的数值组成。数字表示沿由字母指定的坐标轴运动的目标位置值，符号表示运动的方向。,示例：,X100,、,Y-340,等,。,I,、,J,、,K,、,R,指令,功能：,圆弧插补圆心位置和半径指定指令。,组成：,由,+,、,-,符号及其后的数值组成。其 中带符号数字表示圆心位置和半径值。,示例：,I10,、,J-34,、,R30,等。,F,指令,进给功能字,直接指定法,F,后面的数值直接指定进给速度，一般单位为,mm/min,，切削螺蚊时用,mm/r,，目前的数控系统大多数采用直接指定法。,示例：,F500,表示进给速度为,500 mm/min,。,功能：,指定沿刀具的进给速度。,组成：,由地址码,F,及其后续的数值组成，其中数字表示实际的合成速度值。它是模态指令。进给速度的指定方法有直接法和代码法两种。,代码法,F,后面的数值表示进给速度代码，代码按一定规律与进给速度对应。常用的有,1,、,2,、,3,、,4,、,5,位代码法及进给速率数法等。例如,2,位代码法，即规定,099,相对应的,100,种进给速度，编程时只指定代码值，通过查表或计算可得出实际进给速度值。,S,指令,主轴转速功能字,功能：,指定指定机床主轴转速。,组成：,由地址码,S,及其后续的若干位数字组成，其中数字表示实际主轴转速值。它是模态指令。具体指定方法也有直接法和代码法两种。,示例：,S1500,表示主轴转速为,1500r/min,。,S3,表示机床第,3,级转速，具体转速值在机床说明书中规定。,T,、,D,指令,刀具功能字,功能：,指定刀具号和刀具长度、半径存放寄存器号指令。,组成：,T,、,D,后跟两位数字，其中数字分别表示存放的在库中的刀具号或刀具长度、半径补偿寄存器号。,示例：,如,T11,、,D02,等。,M,指令,辅助功能字,功能：,控制机床及其辅助装置的通断的指令。如开、停冷却泵；主轴正反转、停转；程序结束等。,组成：,由地址码,M,及后续两位数字组成，从,M00,M99,共,100,种。有模态（续效）指令与非模态（非续效）指令之分。,示例：,M02,，,M03,，,M08,等。,代码,含 义,用 途,M00,程序停止,实际为暂停指令，当执行有,M00,指令的程序段后，主轴的转动、进给、切削液都将停止。它与单程序停止相同，模态信息全部被保存，以便进行某一手动操作，如换刀、测量工件的尺寸等。重新启动机床后，继续执行后面的程序。,M01,选择停止,与,M00,的功能基本相似，只有在按下“选择停止”后，,M01,才有效，否则机床继续执行后面的程序段；按“启动”键，继续执行后面的程序。,M02,程序结束,该指令在程序的最后一条，表示执行完程序内所有指令后，主轴停止、进给停止、切削液关闭，机床处于复位状态。,M03,主轴正转,主轴顺时针方向旋转,M04,主轴反转,主轴逆时针方向旋转,M05,主轴停止,主轴停止转动,M06,换刀,加工中心的自动换刀动作,M08,冷却液开,切削液开,M09,冷却液关,切削液关,M30,程序结束,使用,M30,时，除表示执行,M02,的内容之外，还返回到程序的第一条语句，准备下一个工件的加工。,M98,子程序调用,调用子程序,M99,子程序返回,子程序结束及返回。,一、刀具半径补偿指令,数控编程时刀具的中心轨迹按零件轮廓编制的，加工时，刀具中心轨迹相对于零件轮廓让开一个刀具半径的距离，即所谓的,刀具偏置或刀具半径补偿。,1.,基本概念,任务实施,3,）可以使粗加工的程序简化。,具有刀具半径补偿功能的数控系统具有如下优点：,1,）在编程时可以不考虑刀具的半径，直接按零件轮廓编程，只要在实际加工时把刀具半径输入刀具半径补偿地址中即可。,2,）刀具磨损后可以通过补偿弥补。,2.,半径补偿指令,G40,是取消刀具半径补偿功能。,G41,是刀具半径左补偿指令。即沿着刀具前进方向，刀具始终位于工件的左侧。,G42,是刀具半径右补偿指令。即沿着刀具前进方向，刀具始终位于工件的右侧。,（,b,）,G42,右刀补在刀具前进方向右侧补偿,（,a,）,G41,左刀补在刀具前进方向左侧补偿,你试试？,左刀补,右刀补,刀补指令的程序段格式：,1,）,D,为刀具半径补偿地址，用,D00,D99,来指定，地址中存放的是刀具半径的补偿量；,2,）,X Y Z,值是建立补偿直线段的,终点坐标值；,X,Y,X,Z,Y,Z,D,G17,G18,G19,G41,G42,G00,G01,执行刀补,X,Y,X,Z,Y,Z,G40,G00,G01,取消刀补,1,）只能在,G00,或,G01,指令下建立刀具半径补偿状态及取消刀具半径补偿状态。,2,）建立补偿的程序段，一般应在切入工件之前完成。撤消刀具半径补偿的程序段，一般应在切出工件之后完成。,3,）在进行刀径补偿前，必须用,G17,或,G18,、,G19,指定刀径补偿是在哪个平面上进行。平面选择的切换必须在补偿取消的方式下进行，否则将产生报警。,4,）,G41,、,G42,指令不要重复规定，,G40,、,G41,、,G42,都是模态代码，可相互注销。,5,）当刀补数据为负值时，则,G41,、,G42,功效互换。,注意：,分为三步：,1,、刀补的建立：,在刀具从起点接近工件时，刀心轨迹从与编程轨迹重合过度到与编程轨迹偏离一个偏置量的过程。,2,、刀补进行：,刀具中心始终与变成轨迹相距一个偏置量直到刀补取消。,3,、刀补取消：,刀具离开工件，刀心轨迹要过渡到与编程轨迹重合的过程。,二、刀具半径补偿的过程,例题：,如图所示加工路线为实际零件轮廓，刀具初始位置为,(0, 0, 200),，工件坐标系原点在工件上表面处，用,10,的立铣刀精铣厚为,4mm,的工件。,X,Y,40,-40,80,-80,R60,-20,R40,O,-40,编程如下：,N01 G90 G92 X0 Y0 Z200,设置刀具起始位置,N02 G00 X50,Y-40,刀具快速平移到下刀位置,N03 Z2,快速降至安全平面,N05 G01 Z-5,F50,慢速下至切削深度,N04 S800 M03 M08,打开冷却、起动主轴,N06 G41 D01 X40,F150,至此切削点进入刀具半径补偿状态,N07 X-80, 直线进给,N08 Y-20, 直线进给,N09 G02 X-40,Y20,R40,F100,顺时针圆弧加工,N010 G03 X20,Y80,R60,逆时针圆弧加工,N011 G01 X40,F150,直线加速进给,N012 Y-45, 直线进给,Y,X,40,-40,80,-80,R60,-20,R40,O,-40,Y,X,40,-40,80,-80,R60,-20,R40,O,-40,N013 M09 M05,关闭冷却、主轴停转,N014 G00 Z200,快速抬刀,N015 G40 X0 Y0,取消刀补、刀具归位,N016 M02,程序结束,三、刀具长度补偿的建立、执行与撤消,使用刀具长度补偿功能，在编程时可以不考虑刀具在机床主轴上装夹的实际长度，而只需在程序中给出刀具端刃的,Z,坐标，具体的刀具长度由,Z,向对刀来协调。,G43,：刀具长度补偿分为刀具长度正补偿及,H,代码；,G44,：刀具长度负补偿及,H,代码；,G49,：取消刀具长度补偿用。,H,后跟两位数指定偏置号，在每个偏置号输入需要偏置的量。,30,30,30,2,2,2,4,正常,a,情况：,设定,H01=2,， 则,G43 H01,c,情况：,设定,H02=-2,，则,G44 H02,30,30,30,2,2,2,2,正常,a,b,c,例题：,考虑刀具长度补偿，编制如图,4-5,所示零件的加工程序，按,所指示的路径进行加工。,A,为程序起点，由于某种原因，刀具实际起始点为,B,点，与编程的起点偏离了,3mm,，现按相对坐标编程，偏置量,3mm,存入地址为,H01,的寄存器中，,程序如下：,图,4-5,刀具长度补偿加工,程 序,说 明,%01050,N10 G92 XO YO Z0,N20 G91 G00 X70 Y45 M03 S800,N30 G43 Z-22 H01,N40 G01 Z-18 F300 M08,N50 G04 P5,N60 G00 Z18,N70 X30 Y-20,N80 G01 Z-33 F100,N90 G00 G49 Z55 M09,N100 X-100 Y-25,N110 M30,程序号,设定坐标系原点,相对编程，安全平面快速定位,建立刀具长度补偿，,Z,轴快速移至工件上表面,3mm,处,钻孔，冷却液开,孔底无进给,5s,快速退刀,相对坐标快速移动，定位到第,2,个孔位,钻第,2,个孔,快速退刀到初始平面，取消长度补偿，冷却液关,快速退回到起刀点,主轴停止，程序结束,四、对刀,对刀操作的目的是确定程序原点在机床坐标系中的位置，对刀点是数控铣削加工时刀具相对零件运动的起点，又称为起刀点，也就是程序运行的起点。对刀点选定后，便确定了机床坐标系和工件坐标系之间的相互关系。,刀具在机床上的位置是由刀位点的位置来表示的，不同的刀具，刀位点不同。对于圆柱铣刀，刀位点为刀刃底平面中心；对于钻头，刀位点为钻尖；对于球头铣刀，则为球心；对刀时应使对刀点与刀位点重合。,对刀点可以设在零件上、夹具上或机床上，但必须与零件的位置基准有一定的关系。,图,3,7,寻边器,(a),偏心式,(b),回转式,(c),光电式,对刀的过程实际就是在机床坐标系中建立工件坐标系的过程。对刀的准确性直接影响零件的加工精度。,对刀通常为,X,、,Y,向和,Z,向对刀。,1,、对刀工具,（,1,）寻边器,光电式寻边器一般由柄部和触头组成，它们之间有一个固定的电位差。触头装在机床主轴上时，工作台上的工件（金属材料）与触头电位相同，当触头与工件表面接触时就形成回路电流，使内部电路产生光、电信号。这就是光电式寻边器的工作原理。,寻边器分偏心式、回转式和光电式寻边器，如图,3-7,所示。,（,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（图,3-8(a),）和指针式（图,3-8(b),）等类型，通过光电指示或指针，判断刀具与设定器是否接触，对刀精度一般可达,50.00.0025,（,mm,），设定器标定高度的重复精度一般为,0.001,0.002,（,mm,）。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,l00mm,。,(a) (b),图,3,8 Z,轴设定器,(a),光电式,(b),指针式,2,、常见对刀方法,根据加工精度和现有条件，可采用试切法、寻边器对刀法、机内对刀仪对刀法或机外对刀法等。其中试切法对刀精度较低，加工中常用寻边器和,Z,轴设定器对刀，效率和精度都比较高。,（,1,）寻边器对刀,将寻边器和普通刀具一样装夹在主轴上，将工件通过夹具装在工作台上，装夹时，工件的四个侧面都应留出对刀的位置。,启动主轴旋转，转速约为,300-500r/min,。快速移动工作台和主轴，让寻边器快速移动到靠近工件左侧有一定安全距离的位置，然后降低速度移动至接近工件左侧。,靠近工件时改用手轮微调操作,(,一般用,0.01mm,来靠近,),，让寻边器慢慢接近工件左侧，使工件边缘轻轻接触到寻边器的钢珠并亮起红灯止。记下此时机床坐标系中显示的,X,坐标值，如,-316.500,等。,沿,Z,正方向退刀，至工件表面以上，用同样方法接近工件右侧，记下此时机床坐标系中显示的,X,坐标值，如,-396.500,等。,据此可得工件坐标系原点在机床坐标系中的,X,坐标值为,-316.500+(-396.500)/2=-356.500,。,同理可测得工件坐标系原点在机床坐标系中的,Y,坐标值。按下操作面板“设置,F5”,键，进入坐标设置界面，选择“工件坐标系”，移动光标，选择,G54,、,G59,，输入碰边计算得到的数值。,（,2,）,Z,轴设定器对刀,将刀具装在主轴上，将,Z,轴设定器吸附在已经装夹好的工件或夹具平面上，如图,3,10,所示。,快速移动工作台和主轴，让刀具端面靠近,Z,轴设定器上表面。,改用步进或电子手轮微调操作，开始倍率可大些，快要接近设定器表面时，倍率改小，使刀具端面慢慢接触到,Z,轴设定器上表面，直到,Z,轴对刀器发光或指针指示到零位。,图,3,10 Z,轴设定器对刀,(a),立式对刀,(b),卧式对刀,记下机械坐标系中的,Z,值数据。,在当前刀具情况下，工件或夹具平面在机床坐标系中的,Z,坐标值为此数据值再减去,Z,轴设定器的高度。,若工件坐标系,Z,坐标零点设定在工件或夹具的对刀平面上，则此值即为工件坐标系,Z,坐标零点在机床坐标系中的位置，也就是,Z,坐标零点偏置值。,（,3,）试切法对刀,与寻边器对刀相似，确定刀具和工件是否接触不同，是通过产生切屑或震动来判断，误差相对较大,。,（,4,）寻边器对刀与试切法的区别及其优点,试切对刀法：,这种方法简单方便，但会在工件表面留下切削痕迹，且对刀精度较低。,寻边器对刀：,寻边器操作方法简单快捷，对刀时精度较高，且不会切伤工件表面。一般加工精度较高的工件都使用寻边器对刀。,3,、对刀的步骤如下：,X,、,Y,向对刀,1,、将工件装夹在机用虎钳上。,2,、将寻边器装夹到主轴上，使寻边器触头靠近工件左侧，改用小倍率让触头慢慢靠近工件左侧，直到寻边器发光，记下,X,1,坐标值。,3,、抬起寻边器，改用大倍率，移至工件右侧上方，降下寻边器至合适位置，让触头慢慢靠近工件右侧，直至寻边器发光，记下,X,2,坐标值。,4,、工件坐标原点在机床坐标系中的,X,坐标值为（,X,1,X,2,）,/2,。,5,、同理可得,Y,坐标值。,Z,向对刀,1,、卸下寻边器，将加工所用刀具装上主轴，然后把,Z,轴设定器放在工件上，使刀具快速移动到,Z,轴设定器上方。,2,、快速移动主轴，使刀具靠近,Z,轴设定器上表面，改用小倍率，使刀具慢慢接触,Z,轴设定器上表面，直到其指针指到零为止，记下机床坐标系,Z,值。,3,、若,Z,轴设定器的高度为,50mm,，则工件坐标系原点在机械坐标系中的,Z,坐标值为,Z,50,。,存储坐标值,将测得的,X,、,Y,、,Z,值输入到机床工件坐标中，通常使用,G54,G59,代码存储参数。,拓展练习,1,、数控加工中零件加工程序都是由（ ）、（ ）和（ ）三部分组成。,2,、,G49,为取消刀具长度补偿。（ ）,3,、,G04 P,中,P,为时间。（ ）,4,、刀具半径补偿的建立与取消只能用,G00,或,G01,指令。（ ）,5,、刀具半径补偿的建立与取消只能用,G02,或,G03,指令。（ ）,6,、装夹,60mm60mm,零件，练习对刀，测量数据填入下表。,序号,X,1,坐标值,X,2,坐标值,X,坐标值,Y,1,坐标值,Y,2,坐标值,Y,坐标值,Z,坐标值,1,2,3,项目小结,1,、刀具半径补偿平面的切换必须在补偿取消方式下进行，否则补偿就不正常。,2,、刀具半径补偿的建立与取消只能用,G00,或,G01,指令，不得是,G02,或,G03,。,3,、在每一程序段（句）中，刀具移动到的终点位置，不仅与终点坐标有关，而且与下一段（句）刀具运动的方向有关，应避免夹角过小或过大的运动轨迹。,4,、可以用同一把调用不同的刀补值、用相同的子程序，来实现粗精加工。,5,、,X,、,Y,向对刀时，注意进刀和退刀方向，否则容易造成,Z,轴设定器或刀具损坏。,6,、定要把对刀数据存入相应存储地址，否则容易出现恶性事故,