数控机床对刀原理和方法分析

　　在应用数控机床时对刀操作是重中之重，其操作效果，直接决定零件加工的精度和数控机床的运行效率，大量实例表明，对刀操作是否科学合理，对整个数控机床的机械加工的效率有重要意义，同时也是提高机械零部件加工精度的主要途径，但我国对此方面的研究还不够深入，因此，本文基于理论实践，对数控机床的对刀原理及对刀方法做了如下分析。

　　数控机床对刀原理

　　对刀操作具有很强技术性和专业性，对刀人员要清楚掌握对刀的基础原理，并在对刀过程中，时刻保持清晰的思路，熟练掌握对刀操作要领。总而言之，对刀的主要目的是建立工件直角坐标系，确定工件在机床工作平台的实际位置，确保刀具保持在数控机床坐标系中的坐标上。就数控机床而言，在进行加工前，要先确定对刀点，即在采用数控机床加工零件时，刀具为工件运动的起点。对刀点可以设计在工件基准面上，也可以设计在夹具或者数控机床上。如果设计在数控机床上，则对刀点需要和工件的定位基准保持一定的精度，才能满足实际要求。

　　在进行对刀操作时，要尽量刀位点和对刀位置相互重合，刀位点指的是数控机床上刀具的定位基准点，就刀具运行的轨迹而言，刀位点就是刀具的刀尖。开展对刀操作的主要目的是确定对刀点在数控机床坐标中的绝对坐标值。而对刀点找正的准确度直接决定了整个数控机床加工的精度，需要高度重视。数控机床在进行机械零部件加工时，一把刀具通常情况下不能满足加工的实际需求，需要采用多把刀具进行加工，才能有效提升加工的精度。而如果使用多把刀具，需要换刀的位置时刻保持不变，但不同规格的刀具刀尖也不尽相同，在换刀时难免会发生不同程度的位移，此时就要求不同刀具在不同起始位置进行加工时，相关程序都能正常运行。为达到这一目的，在每个数控机床中都配置了刀具几何位置补偿的功能，从而保证加工的精度。具体操作方法为：先把每把刀相对于某一预先选定的基准刀的位置偏差都精细的测量出来，然后在控制系统中输入相关参数，就可以实现误差补偿。在加工工序中利用 T 指令，就可以在刀具运行轨迹中自动补偿刀具的偏差位置，此种偏差也需要通过对刀来实现。

　　数控机床中常用的对刀方法

　　不同型号的数控机床，其对刀方法也不尽相同，在选择对刀方法时可以参阅说明书中的内容，选择与之相适的对刀方法。通过开展对刀操作，把测量到的偏差计算出来，然后输入到 CNC 系统中，通过CNC 系统可以自动换算出刀具的偏差量，通过调整数控机床运行编程，就可以实现误差控制，提升加工精度，常用的对刀操作有以下几种：

　　试切法对刀

　　把待加工的工件加紧处理，卡在三爪盘上，对加工工件的直径进行测量，进入对刀状态，然后每把刀的刀尖一次轻微的接触待加工工件的端面，触及端面是CRT 动态坐标和外圆的动态坐标，把测量的直径和相关坐标共同输入CNC系统中就可以实现对刀操作。此种对刀方法的本质就是把刀的刀尖和端面、外圆母线的交点进行接触，并以此点为基准，详细计算出各把刀的刀偏量。和其他方法相比，试切法对刀占用时间比较长，但操作方法比较简单，成本也比较低，适用于经济性数控机床对刀操作中。

　　机械检测对刀仪对刀

　　促使每把刀的刀尖和百分表测头接触，就可以得到两个方向上的刀偏量，随着我国科学技术的发展，数控机床愈发先进，很多数控机床中都增设了刀具探测功能。通过刀具触及一个位置已知的同定触头，就可以有效测量出刀具量、直径长度等数值。和试切法对刀相比，机械检测对刀仪对刀的刀具要先安装对刀仪上，然后进行调整和处理，并测量出相应的参数，把测量到的数据全部输入到寄存器中，就可以实现对刀操作。此种对刀方法比较适用于镗铣类数控机床对刀中，结构比较复杂，成本较高，但占用机床的时间比较小，精度也比较高。

　　用光学检测对刀仪对刀

　　在数控机床上安装一个高倍显微镜，确保显微镜的十字中线点，时刻位于数控机床坐标的同一个定点上，在进行对刀操作时，用手动脉冲发生器轻微的移动刀具，促使刀具的刀尖和显微镜上的十字线相互重合，并以此为基准，结合数控系统，就可以自动算出到位点相对机床的距离，把计算的数值存入对刀补号区，就可以实现数控机床的对刀操作，和上述两种对刀方法相比，此种对刀方法存在手动操作的事项，因此对刀的精度略低。

　　自动对刀

　　自动对刀指的是，在数控机床的 CNC 装置自动精确地测量出刀具参数，然后通过数据库中存在的相关数据的，对刀具的偏移量进行自动补偿，从而实现对刀操作，此种对刀操作的主要优势是可以实现不停顿加工，对刀效率和精度也比较高，但购买机床的成本比较高，比较适用于高档智能数控机床对刀操作中。

　　结

　　综上所述，本文结合理论实践，深入分析了数控机床的对刀原理及对刀方法，分析结果表明，通过对刀操作可以明确工件坐标系和机床坐标系之间的位置。而刀具在数控机床中的实际位置，可以通过刀具的刀位点来进行确定。不同数控机床在运行中，刀具的种类型号的各不相同，对刀方法也存在较大差距。因此，选择对刀方法时要先明确数控机床的结构，并通过查阅说明书来掌握该数控机床对刀的原理，才能有针对性的选择出与之相适对刀方法，提升数控机床运行的效率和加工的精度。