SINUMERIK802S数控车床多把刀具的对刀方法
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摘要：在数控车削过程中，利用对刀操作建立机床坐标系与工件坐标系间的联系，对刀操作是零件加工过程中的一个重要环节。以SINUMERIK 802S数控系统为例详细介绍通过设置刀具偏移量对多把刀具进行对刀的操作方法，并应用数控程序对对刀结果进行验证。操作者在实践过程中可将此方法推广到其它数控系统，从而有效地进行生产加工。
中图分类号：TG69 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）11-0000-00
数控车床的对刀方法有试切法对刀、机外对刀仪对刀和自动对刀三种，其中试切法对刀应用较广。试切法对刀建立工件坐标系方法主要有两种：零点偏置指令（G54～G57）对刀和设置刀具偏移值对刀。车床上零件加工需要多把刀具完成时，若采用零点偏置指令对刀，需一把刀具设置在一个零点偏置指令中，使用时不太方便，故常采用设置刀具偏移值对刀，通过对刀将工件坐标系原点在机床坐标系中位置测量出来并输入到刀具长度补偿等寄存器中，运行时调用该长度补偿，使刀具在工件坐标系中运行。现以设置刀具偏移值为例介绍多刀把刀具的对刀方法。
1建立工作任务
在SINUMERIK 802S数控车床上加工如图1所示零件，以右端面与工件轴线交点处为原点建立工件坐标系。零件加工需要三把刀具：外圆车刀、切槽刀和螺纹车刀。选用90°硬质合金外圆车刀进行粗加工与精加工，刀具置于T01号刀位；切槽刀选择刀头宽度3mm，刀头长度应大于25mm，装在T02号刀位；螺纹车刀牙型角选择60°，装在T02号刀位。
编程时，假设切削加工位上每把刀具的刀位点是重合的。实际安装时，每把刀具的刀位点在X、Z向的伸长量和位置均不相同，即刀尖不可能完全重合，当刀具转到加工位置时，刀位点的位置会产生偏差ΔX、ΔY。因此，对三把刀具分别使用试切法对刀，把对刀操作得到的零点偏置分别输入到各自长度补偿中。
2外圆车刀的试切法对刀
在试切法对刀前，先通过回零操作使机床回参考点。在“MDA”工作模式下输入M03 S600指令，按循环启动键，使主轴转动。
（1）Z轴对刀。在手动（JOG）模式下移动刀具切削右端面，保持Z坐标不变，沿+X方向退出刀具，进行面板操作。按下功能键“ ”，再按下“参数”软键，显示刀具参数设置窗口，如图2所示；按“刀具补偿”软键，进入刀具补偿设置窗口，如图3所示；按“”软键选择相应刀具号T01，随后按扩展键“ ”，找到“对刀”软键；按“对刀”软键，系统进入参考值设置界面，如图4所示；在此界面按“轴+”软键选择Z轴，在轴Z“零偏”输入框输入“0”，分别按“计算”和“确认”软键，完成Z方向对刀。
（2）X向对刀。在手动（JOG）模式下移动刀具接近工件并切削外圆（长度约10～15mm），保持X坐标不变，沿+Z方向退出刀具，停止主轴旋转。用游标卡尺测量所车外圆直径（假设此处外圆直径为Φ37.136），进行面板操作。操作方法同Z向对刀，在图5界面轴X“零偏”输入框输入“37.136”，分别按“计算”和“确认”软键，完成X方向对刀。
3切槽刀试切法对刀
切槽刀对刀时采用左侧刀尖为刀位点。手动方式下，使主轴正转。
（1）Z向对刀。移动刀具，使切槽刀左侧刀尖刚好接触工件右端面。注意刀具接近工件时，进给倍率为1%～2%，如图6所示。保持Z坐标不变，刀具沿+X方向退出，然后进行面板操作。面板操作同外圆车刀，不同处之处是按“”软键选择相应刀具号T02。
（2）X向对刀。移动刀具，使切槽刀主切削刃刚好接触工件外圆（或车一端外圆，吃刀量要小）。注意刀具接近工件时，进给倍率为1%～2%。如图7所示。保持X坐标不变，刀具沿+Z方向退出，停车测量外圆直径，然后进行面板操作（面板操作同外圆车刀）。
4螺纹车刀对刀
螺纹车刀对刀采用刀尖位置为刀位点。手动方式下，使主轴正转。
（1）X向对刀。移动螺纹车刀，使刀尖轻轻接触至工件外圆或车一段外圆面，Z向退刀，主轴停转，测量外圆直径。刀具接近工件时，进给倍率为1%～2%。然后进行面板操作，面板操作同外圆车刀，不同处之处是按“”软键选择相应刀具号T03，如图8所示。
（2）Z向对刀。主轴停止转动，使螺纹车刀刀尖与工件右端面对齐，采用目测法或借助于金属直尺对齐，然后进行面板操作，步骤同外圆车刀，如图9所示。
5验证对刀结果
对刀结束后，要验证对刀结果是否正确，以免操作过程中出现错误，导致撞刀或加工的工件不正确。对刀验证可通过MDA模式下输入简单程序进行。如果对刀正确，可进行下一步工件加工；如果不正确，需重新对刀，然后在验证，直到正确为止。
验证程序：S600 M03（主轴正转，转速600r/min ）
T01 D1（T01外圆车刀，补偿值为D1）
G90 G01 X0 Z0 F0.8（刀具以0.8mm/r的速度进给到工件右端面中心，检查刀具位置是否正确）
G01 X50 Z60（退刀）
T02 D2（T02切槽刀，补偿值为D2）
G01 X37.2 Z1（刀具进刀至工件右端面附近，检查刀具位置）
G00 X50 Z60（退刀）
T03 D3（T03螺纹车刀，补偿值为D3）
G01 X37.2 Z3（刀具进刀至工件右端面附近，检查刀具位置）
G00 X50 Z60（退刀）
6结语
采用设置刀具偏移值对多把刀具对刀，是在深入理解数控车削对刀原理的基础上结合SINUMERIK 802S数控系统的特点，在实践过程中进行的总结，简单实用，能满足数控车削加工要求。
参考文献
[1]倪娟.西门子802Se数控车系统中工件坐标系的建立与对刀[J].装备制造技术，2012，05.
[2]李兴凯.数控车床编程与加工项目化教程[M].江苏：南京大学大学出版社，2012.