数控铣床加工中心编程及加工教学教案—建立工件坐标系(对刀).docx

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1、任务七建立工件坐标系(对刀)教学目标1 .了解工件坐标系的建立方法；2 .掌握工件坐标系参数表的设置；3 . 了解寻边器、Z轴设定器结构；4 .掌握试切法对刀的方法及步骤；5 .掌握使用寻边器、Z轴设定器对刀的方法及步骤；6 .能通过对刀操作建立工件坐标系。教学重点1 .了解工件坐标系的建立方法；2 .掌握工件坐标系参数表的设置教学难点1 .了解工件坐标系的建立方法；2 .掌握工件坐标系参数表的设置。教学过程新课教学所谓对刀，其目的就是确定工件坐标系原点在机床坐标系中的位置，从而建立机床坐标 系，即将对刀后的数据输入工件坐标系G54-G59的参数表中，在程序中调用该坐标系。工件 坐标系G54-

2、G59的参数是该原点在机床坐标系的坐标值，它储存在机床内，无论停电、关机 或者换班后，它都能保持不变。同时，通过对刀可以确定加工刀具和基准刀具的刀补，即通 过对刀确定出加工刀具与基准刀具在Z轴方向上的长度差，以确定其长度补偿值。根据工件外表是否已经被加工，可将对刀分为试切法对刀和借助仪器或量具对刀两种方 法。一、试切法对刀试切法对刀适用于尚需加工的毛坯外表或加工精度要求较低的场合。具体操作步骤如 下：(1)首先启动主轴。按下按钮机床操作面板上的MDI按钮画和数控操作面板上的程序 按钮日L输入“M03 S800”，然后按下循环启动按钮，回!主轴开始正转。(2)按下手动操作按钮I画，然后通过操作按

3、钮丫 + | 一 将刀具移动 到工件附近，并在X轴方向上使刀具离开工件一段距离，Z轴方向上使刀具移动到工件表 面以下，然后换用手轮将刀具慢慢移向工件的左外表，当刀具稍稍切到工件时，停止X方向 的移动。此时，按下数控操作面板上的位置功能键臼，显示出机床的机械坐标值，并记录 该数值。将刀具离开工件左边一定距离，抬刀，移至工件的右侧，再下刀，在工件的右外表再进 行一次试切，并记录下该处的机械坐标值。将两处的机械坐标值相加再除以2,就得到该工 件的中心坐标的机械坐标值，将所得的值输入到G54的X坐标中即可。也可通过测量得到X的坐标值。当刀具在工件左边试切后，将相对坐标值中的X值归零, 然后再在工件右边

4、试切一次。此时，得到X轴的相对坐标值，将该值除以2,就得到了工件 在X轴上的中点相对坐标值，此时，将刀具抬起，移向工件中点，当到达工件该相对坐标值 时，停止移动。将光标移动到G54的X坐标上，输入X0,按下“测量”软键，X的机械坐 标值就输入到G54的X中。(3)用同样方法分别试切工件的前后外表，可到工件的Y坐标值。(4)X、Y轴对好后，再对Z轴。将刀具移向工件上外表，在工件上外表上试切一下，此 时，Z轴方向不动，读取Z向的机械坐标值，输入到G54的Z坐标中。或者输入Z0,然后按 软键“测量”即可。以上对刀操作步骤是将工件零点建立在工件的中心。但在实际加工时，通常为了便于编 程和检查尺寸，坐标

5、系建立在某个特定的位置那么更加合理。此时，一般过程为先以工件中心 作为工件零件对好位置，再移到指定的位置，并把此处的机械坐标值输入到G54中，即可完 成坐标系的建立。为防止出错，最好将工件中心位置相对坐标系的坐标设置为零，再进行移 动。如果工件坐标系设置在工件的某个角上，那么在X、Y方向对刀时，只需试切相应的一 个外表即可。但此时应注意在输入相应的机械坐标值时，应加上或减去刀具的半径值。二、借助仪器或量具对刀在实际加工中，一些较精密零件的加工精度往往控制在几丝甚至几微米之内，试切对刀 法不能满足精度要求；另外，有的工件外表已经进行了精加工，不能对工件外表进行切削。 因此，常借助仪器和量具进行对

6、刀。1 .使用光电式寻边器对刀光电式寻边器如图1-55所示。图1-55光电式寻边器工作原理：将光电寻边器安装到刀柄上，然后装到到主轴上，然后利用手轮控制，使光 电寻边器以较慢的速度移向工件的测量外表，当顶端上的圆球接触到工件的某一对刀外表 时，整个机床、寻边器和工件之间便形成一条闭合的电路，寻边器上的指示灯发光，并发出 声音。其具体操作步骤、数值记录和录入与试切法对刀的原理相同，所不同的是这种对刀方 法对工件没有破坏作用，而是利用光电信号，提高了对刀精度。2 .使用机械式偏心寻边器对刀机械式偏心寻边器如图56所示。其结构分为上下两段，中间有孔，内有弹簧，通过 弹簧拉力将上下两段紧密结合到一起。

7、图1-56机械式偏心寻边器工作原理：将寻边器安装到刀柄上，并装到主轴上，让主釉以200400 r/min的转速 转动，此时，在离心力作用下，寻边器上下两局部是偏心的，当用寻边器的下局部去碰工件 的某个外表时，在接触力的作用下，寻边器的上下两局部将逐渐趋向于同心，同心时的坐标 值即为对刀值。具体操作步骤、数值记录和录入与试切对刀法相同。上述两种方法只适用于X和Y向的对刀，Z向可采用对刀块对刀。仪器的灵敏度在0. 005 mni之内，因而，对刀精度可以控制在0.005 no之内。使用机械式偏心寻边器对刀时，主轴 转速不宜过高，因为转速过高，离心力变大，会使寻边器内的弹簧拉长而损坏。3 .使用对刀块

8、或Z轴设定器进行Z向对刀图1-58指针式Z轴设定器X和Y向可采用以上方法对刀，Z向可采用对刀块对刀、Z轴设定器对刀。对刀块通常 是高度为100 mm的长方体，用热变形系数较小，耐磨、耐蚀的材料制成。Z轴设定器又分 为光电式和指针式两种，如图1-57和1-58所示。图1-57光电式Z轴设定器利用对刀块进行Z向对刀时，主轴不转，当刀具移到对刀块附近时，改用手轮控制，沿 z轴一点点向下移动。每次移动后，将对刀块移向刀具和工件之间，假设对刀块能够在刀具和 工件之间轻松穿过，那么间隙太大，假设不能穿过，那么间隙过小。反复调试，直到对刀块在刀具 和工件之间能够穿过，且感觉对刀块与刀具及工件有一定摩擦阻力时

9、，间隙合适。然后读出 此时的Z轴的机械坐标值，减去100后，输入图1-59的Z坐标中，Z向对刀完成。Z轴设定 器对刀方法和对刀块一样，精度更高。工具补正0N番号形状（H）摩耗（H）形状（D）摩耗（D）0010.0000.000 0.0000020.0000.0000.0000.0000030.0000.0000.0000.0000040.0000.0000.0000.0000050.0000.0000.0000.0000060.0000.0000.0000.0000070.0000.0000.0000.0000080.0000.0000.0000.000现在位置（相对座标） X0.000 Y0.000 Z0.000）八PF * * *补正SETTING坐标系S 0T（操作）图1-59参数补偿界面