数控编程之刀具点位的全套知识

1．刀位点

刀位点是刀具上的一个基准点，刀位点相对运动的轨道即加工道路，也称编程轨道。

2．对刀和对刀点

对刀是指操作员在发动数控程序之前，经过必定的丈量手段，使刀位点与对刀点重合。能够用对刀仪对刀，其操作比较简单，丈量数据也比较精确。还能够在数控机床上定位好夹具和装置好零件之后，运用量块、塞尺、千分表等，运用数控机床上的坐标对刀。关于操作者来说，确认对刀点将是非常重要的，会直接影响零件的加工精度和程序控制的精确性。在批出产进程中，更要考虑到对刀点的重复精度，操作者有必要加深对数控设备的了解，把握更多的对刀技巧。

（1）对刀点的挑选准则

在机床上简单找正，在加工中便于查看，编程时便于核算，而且对刀误差小。对刀点能够挑选零件上的某个点（如零件的定位孔中心），也能够挑选零件外的某一点（如夹具或机床上的某一点），但有必要与零件的定位基准有必定的坐标联系。

进步对刀的精确性和精度，即便零件要求精度不高或者程序要求不严格，所选对刀部位的加工精度也应高于其他方位的加工精度。挑选接触面大、简单监测、加工进程安稳的部位作为对刀点。对刀点尽可能与规划基准或工艺基准统一，防止因为尺度换算导致对刀精度乃至加工精度下降，添加数控程序或零件数控加工的难度。

为了进步零件的加工精度，对刀点应尽量选在零件的规划基准或工艺基准上。例如以孔定位的零件，以孔的中心作为对刀点较为适合。对刀点的精度既取决于数控设备的精度，也取决于零件加工的要求，人工查看对刀精度以进步零件数控加工的质量。尤其在批出产中要考虑到对刀点的重复精度，该精度可用对刀点相对机床原点的坐标值来进行校核。

（2）对刀点的挑选办法

关于数控车床或车铣加工中心类数控设备，因为中心方位（X0，Y0，A0）已有数控设备确认，确认轴向方位即可确认整个加工坐标系。因而，只需求确认轴向（Z0或相对方位）的某个端面作为对刀点即可。

关于三坐标数控铣床或三坐标加工中心，相对数控车床或车铣加工中心复杂许多，依据数控程序的要求，不只需求确认坐标系的原点方位（X0，Y0，Z0），而且要同加工坐标系G54、G55、G56、G57等的确认有关，有时也取决于操作者的习惯。对刀点能够设在被加工零件上，也能够设在夹具上，但是有必要与零件的定位基准有必定的坐标联系，Z方向能够简单的经过确认一个简单检测的平面确认，而X、Y方向确认需求依据详细零件挑选与定位基准有关的平面、圆。

关于四轴或五轴数控设备，添加了第4、第5个旋转轴，同三坐标数控设备挑选对刀点相似，因为设备更加复杂，同时数控系统智能化，提供了更多的对刀办法，需求依据详细数控设备和详细加工零件确认。

对刀点相对机床坐标系的坐标联系能够简单地设定为相互相关，如对刀点的坐标为（X0，Y0，Z0），同加工坐标系的联系能够界说为（X0+Xr，Y0+Yr，Z0+Zr），加工坐标系G54、G55、G56、G57等，只需经过控制面板或其他方式输入即可。这种办法非常灵活，技巧性很强，为后续数控加工带来很大便利。一旦因为编程参数输入过错，机床发作磕碰，对机床精度的影响是致命的。所以关于高精度数控车床来说，磕碰事端要根绝。

（3）磕碰发作的最首要的原因:

a. 对刀具的直径和长度输入过错；

b. 对工件的尺度和其他相关的几许尺度输入过错以及工件的初始方位定位过错；

c. 机床的工件坐标系设置过错，或者机床零点在加工进程中被重置，而发作改变，机床磕碰大多发作在机床快速移动进程中，这时分发作的磕碰的危害也最大，应肯定防止。

在程序结束阶段，数控轴的退刀动作顺序过错，那么也可能发作磕碰。为了防止上述磕碰，操作者在操作机床时，要充分发挥五官的功用，调查机床有无异常动作，有无火花，有无噪音和异常的响动，有无震动，有无焦味。发现异常情况应立即中止程序，待机床问题解决后，机床才能继续作业。

3．零点漂移现象

零点漂移现象是受数控设备周围环境影响要素引起的，在相同的切削条件下，对同一台设备来说、运用相同一个夹具、数控程序、刀具，加工相同的零件，发作的一种加工尺度不一致或精度下降的现象。

零点漂移现象首要体现在数控加工进程的一种精度下降现象或者能够理解为数控加工时的精度不一致现象。零点漂移现象在数控加工进程中是不可防止的，关于数控设备是普遍存在的，一般受数控设备周围环境要素的影响较大，严重时会影响数控设备的正常作业。影响零点漂移的原因许多，首要有温度、冷却液、刀具磨损、主轴转速和进给速度改变大等。

4．刀具补偿

经过必定时刻的数控加工后，刀具的磨损是不可防止的，其首要体现在刀具长度和刀具半径的改变上，因而，刀具磨损补偿也首要是指刀具长度补偿和刀具半径补偿。

5．刀具半径补偿

在零件概括加工中，因为刀具总有必定的半径如铣刀半径，刀具中心的运动轨道并不等于所需加工零件的实际轨道，而是需求偏置一个刀具半径值，这种偏移习惯上成为刀具半径补偿。因而，进行零件概括数控加工时有必要考虑刀具的半径值。需求指出的是，UG/CAM数控程序是以理想的加工状况和精确的刀具半径进行编程的，刀具运动轨道为刀心运动轨道，没有考虑数控设备的状况和刀具的磨损程度对零件数控加工的影响。因而，无论关于概括编程，仍是刀心编程，UG/CAM数控程序的实现有必要考虑刀具半径磨损带来的影响，合理运用刀具半径补偿。

6．刀具长度补偿

在数控铣、镗床上，当刀具磨损或替换刀具时，使刀具刀尖方位不在原始加工的编程方位时，有必要经过延长或缩短刀具长度方向一个偏置值的办法来补偿其尺度的改变，以保证加工深度或加工表面方位依然达到原规划要求尺度。

7．机床坐标系

数控机床的坐标轴命名规定为机床的直线运动采用笛卡儿坐标系，其坐标命名为X、Y、Z，通称为基本坐标系。以X、Y、Z坐标轴或以与X、Y、Z坐标轴平行的坐标轴线为中心旋转的运动，别离称为A轴、B轴、C轴，A、B、C的正方向按右手螺旋规律确认。

Z轴：一般把传递切削力的主轴规定为Z坐标轴。关于刀具旋转的机床，如镗床、铣床、钻床等，刀具旋转的轴称为Z轴。

X轴：X轴一般平行与工件装夹面并与Z轴笔直。关于刀具旋转的机床，例如卧式铣床、卧式镗床，从刀具主轴向工件方向看，右手方向为X轴的正方向，当Z轴为笔直时，关于单立柱机床如立式铣床，则沿刀具主轴向立柱方向看，右手方向为X轴的正方向。

Y轴：Y轴笔直于X轴和Z轴，其方向可依据已确认的X轴和Z轴，按右手直角笛卡儿坐标系确认。

旋转轴的界说也依照右手定则，绕X轴旋转为A轴，绕Y轴旋转为B轴，绕Z轴旋转为C轴。数控机床的坐标轴如下图所示:

数控编程之刀具点位的全套知识
机床原点便是机床坐标系的坐标原点。机床上有一些固定的基准线，如主轴中心线；也有一些固定的基准面，如作业台面、主轴端面、作业台旁边面等。当机床的坐标轴手动返回各自的原点今后，用各坐标轴部件上的基准线和基准面之间的距离便可确认机床原点的方位，该点在数控机床的运用阐明书上均有阐明

8．零件加工坐标系和坐标原点

工件坐标系又称编程坐标系，是由编程员在编制零件加工程序时，以工件上某一固定点为原点建立的坐标系。零件坐标系的原点称为零件零点（零件原点或程序零点），而编程时的刀具轨道坐标是按零件概括在零件坐标系的坐标确认的。

加工坐标系的原点在机床坐标系中称为调整点。在加工时，零件随夹具装置在机床上，零件的装夹方位相关于机床是固定的，所以零件坐标系在机床坐标系中的方位也就确认了。这时丈量的零件原点与机床原点之间的距离称作零件零点偏置，该偏置需求预先存储到数控系统中。

在加工时，零件原点偏置便能自动加到零件坐标系上，使数控系统可按机床坐标系确认加工时的肯定坐标值。因而，编程员能够不考虑零件在机床上的实际装置方位和装置精度，而运用数控系统的偏置功用，经过零件原点偏置值，补偿零件在机床上的方位误差，现在的数控机床都有这种功用，运用起来很便利。零件坐标系的方位以机床坐标系为参考点，在一个数控机床上能够设定多个零件坐标系，别离存储在G54/G59等中，零件零点一般设在零件的规划基准、工艺基准处，便于核算尺度。

一般数控设备能够预先设定多个作业坐标系（G54～G59），这些坐标系存储在机床存储器内，作业坐标系都是以机床原点为参考点，别离以各自与机床原点的偏移量表明，需求提早输入机床数控系统，或者说是在加工前设定好的坐标系。

加工坐标系（MCS）是零件加工的一切刀具轨道输出点的定位基准。加工坐标系用OM-XM-YM-ZM表明。有了加工坐标系，在编程时，无需考虑工件在机床上的装置方位，只需依据工件的特点及尺度来编程即可。

加工坐标系的原点即为工件加工零点。工件加工零点的方位是任意的，是由编程人员在编制数控加工程序时依据零件的特点选定。工件零点能够设置在加工工件上，也能够设置在夹具上或机床上。为了进步零件的加工精度，工件零点尽量选在精度较高的加工表面上；为便利数据处理和简化程序编制，工件零点应尽量设置在零件的规划基准或工艺基准上，关于对称零件，最好将工件零点设在对称中心上，简单找准，查看也便利。

9．装夹原点

装夹原点常见于带反转（或摆动）作业台的数控机床和加工中心，比方反转中心，与机床参考点的偏移量可经过丈量存入数控系统的原点偏置寄存器中，供数控系统原点偏移核算用。

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