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摘要：以广州数控GSK980T系统为例，介绍数控车床的对刀过程、原理及几点对刀技巧。
关键词：对刀；原理；数控车床
中图分类号：TH164 文献标识码：A 文章编号：1671－7597(2011)0220175－01
对刀是数控车床操作的重点和难点。如果没有理解对刀操作的原理，是很难熟练掌握对刀的过程，从而容易出现错误造成加工事故，也就更不用說掌握对刀技巧提高数控车床的操作效率了。我们通常说的数控车床的对刀包括两部分：一是用基准刀设定工件坐标系；二是测量出各非基准刀的刀补。本文将从对刀操作的过程、原理及技巧等方面对数控车床的对刀操作进行说明。
1、设定工件坐标系
1.1过程
以试切法来说明：手动—主轴转动—车平工件端面—录入方式—程序—程序段—G50—输入—ZO—运行—手动—车外圆—z方向移出—停主轴—测量—录入—G50—输入—X?(测量值)—运行。
细心一点，我们很容易发现，其实我们这样的操作只是设定了工件坐标系的原点。坐标轴有三要素：原点、正方向和单位长度。我们只设定了坐标系的原点，这样能建立起工件坐标系吗?
1.2原理
其实，在机床制造的时候，它已经有了一个坐标系，叫机床坐标系(也叫参考坐标系)。机床坐标系有它自己的原点、正方向和单位长度。实际上，我们在建立工件坐标系的时候，只是把机床坐标系的原点平移到我们设定的地方去，正方向和单位长度不变。所以机床坐标系又被称为参考坐标系。也就是说，我们设定的工件坐标系其实就是平移后的机床坐标系。所以，我们用上面的方法就可以建立起工件坐标系。
也许有人还会说，用G50—输入—zO—运行，系统能找到z轴的原点，那用G50—输入—X30.000—运行，没有直接告诉系统X轴的原点XO在哪里，系统怎么知道X轴的原点在哪里呢?
如图1所示，由前面的说明我们知道，机床坐标系各轴都有自己的正方向和单位长度，当我们告诉它目前的位置是X30.000，那么它沿正方向的反方向平移30.000个单位就可以找到XO的位置了。其实，这个时候，X30.000这个点就是这个坐标轴的位置基准了，它已经取代了我们传统概念上的坐标轴位置基准原点的作用了。这和我们用零刻线已经磨损的刻度尺来测量尺寸的道理是类似的。
2、测量刀补
基准刀我们用G50指令来设定工件坐标系时所用的刀。其余的刀都称为非基准刀。
2.1刀补测量过程
当我们用基准刀按前面说的方法设定好工件坐标系后，接下来要做的就是测量各非基准刀相对于基准刀的刀补。各非基准刀的测量方法都是一样的，我们这里只介绍其中一把非基准刀的刀补测量方法：换刀一将刀具移至工件端面—刀补—翻页—1000—108页—102—ZO—车外圆—z方向移出—停转—测量—X?(测量值)—换刀—将刀具移至工件端面—刀补—103—zO—车外圆—z方向移出—停转—测量—X?(测量值)。
对于z轴的刀补值，为什么把刀具的刀位点移动到端面(ZO)的位置，系统就能找到这把刀相对与基准刀的刀补呢?
2.2刀补测量原理
当我们用基准刀设置了工件坐标系后，刀架在x轴和z轴的位置与机床系统的坐标值形成一一对应关系。也就是说，给机床一个运动指令，机床也都能运动到与给出坐标值相应的位置去。反过来，刀架在导轨上的任何一个位置，机床都能知道它的坐标值。
对于非基准刀，我们让其刀尖移动到与基准刀的刀尖在同一个点的时候，这个时候的刀架的位置与基准刀的刀架的位置是不同的。简而言之就是，当刀架的位置相同的时候，刀尖位置不同；刀尖位置相同的时候，刀架位置肯定不同，如图2所示。而且，两个差值是一致的。由我们前面的分析可以知道，这个位置系统都是可以识别的，那么这两个位景的差值系统也是可以计算出来的。这样我们借助于机床自己的坐标系，找到了z轴的刀补值△Z。
也许有人还会说，X轴的刀补测量的时候，明显非基准刀和基准刀在X轴上的位置是不一样的，那系统又是怎么找到X轴的刀补△X的呢?
其实，由我们前面的分析可以知道，当我们在刀补界面输入非基准刀的位置比如是X27.456(如前所述，基准刀对刀时候X值是X30.000)时候，系统马上会找到基准刀的X27.456位置，这两个位置的差值就是X轴的刀补△X。
3、对刀的几点技巧
1)更换工件后的对刀，如果刀具没有更换或者过度磨损，可以只设定工件坐标系，不测量刀补。因为刀补的实质是非基准刀与基准刀的装刀位置偏差。如果刀具位置没有变动，刀补也是不变的。当然，如果还想提高对刀操作的效率，可以在每次设定好工件坐标系后，用尺测量好工件端面到卡爪端面的距离。以后的工件以那个距离装夹，则可以不用再设定工件坐标系了。
2)加工过程出现刀具折断后，如何处理?如果更换的是非基准刀，则工件坐标系不需要重新设定，只需要测量新刀的刀补值即可；如果更换的刀是基准刀是否需要全部刀都重新对刀?其实，有一种方法可以很方便：把刀还是装回原来的基准刀的刀架位，然后把它按非基准刀的方式对刀。这样其他的刀就可以不做任何操作了。其实，这个时候，在基准刀位上的那把刀是一把非基准刀，而真正的基准刀是更换前的那把刀，虽然它已经不存在了，但是它的基准功能还在，我们可以称其为虚拟的基准刀。
3)对刀前，不带刀补。我们测量某一把非基准刀(比如说2号刀)的刀补的时候，必须是用T0200(不带刀补值)的方式把这个刀调出来，然后再按上面的方法来测量它的刀补值。这样测量的刀补值才是正确的。如果用T0202方式，而且02号刀补值不为0的时候，测量的刀补值是不正确的。因为当我们对一把刀做了刀具补偿的时候，刀架的实际位置与它的坐标值是不相符合的。这样测量得到的刀补值自然就是不正确的。反过来，当我们对好某一把刀后，要检测对刀是否准确，就应该先用T0202给它赋刀补值，然后再看刀尖位置与系统显示坐标值是否一致。
参考文献：
[1]熊军，数控机床结构与原理，人民邮电出版社，2007，16218－2
[2]赵华，数控加工工艺与编程，化学工业出版社，2007，00549－6
关键词：对刀；原理；数控车床
中图分类号：TH164 文献标识码：A 文章编号：1671－7597(2011)0220175－01
对刀是数控车床操作的重点和难点。如果没有理解对刀操作的原理，是很难熟练掌握对刀的过程，从而容易出现错误造成加工事故，也就更不用說掌握对刀技巧提高数控车床的操作效率了。我们通常说的数控车床的对刀包括两部分：一是用基准刀设定工件坐标系；二是测量出各非基准刀的刀补。本文将从对刀操作的过程、原理及技巧等方面对数控车床的对刀操作进行说明。
1、设定工件坐标系
1.1过程
以试切法来说明：手动—主轴转动—车平工件端面—录入方式—程序—程序段—G50—输入—ZO—运行—手动—车外圆—z方向移出—停主轴—测量—录入—G50—输入—X?(测量值)—运行。
细心一点，我们很容易发现，其实我们这样的操作只是设定了工件坐标系的原点。坐标轴有三要素：原点、正方向和单位长度。我们只设定了坐标系的原点，这样能建立起工件坐标系吗?
1.2原理
其实，在机床制造的时候，它已经有了一个坐标系，叫机床坐标系(也叫参考坐标系)。机床坐标系有它自己的原点、正方向和单位长度。实际上，我们在建立工件坐标系的时候，只是把机床坐标系的原点平移到我们设定的地方去，正方向和单位长度不变。所以机床坐标系又被称为参考坐标系。也就是说，我们设定的工件坐标系其实就是平移后的机床坐标系。所以，我们用上面的方法就可以建立起工件坐标系。
也许有人还会说，用G50—输入—zO—运行，系统能找到z轴的原点，那用G50—输入—X30.000—运行，没有直接告诉系统X轴的原点XO在哪里，系统怎么知道X轴的原点在哪里呢?
如图1所示，由前面的说明我们知道，机床坐标系各轴都有自己的正方向和单位长度，当我们告诉它目前的位置是X30.000，那么它沿正方向的反方向平移30.000个单位就可以找到XO的位置了。其实，这个时候，X30.000这个点就是这个坐标轴的位置基准了，它已经取代了我们传统概念上的坐标轴位置基准原点的作用了。这和我们用零刻线已经磨损的刻度尺来测量尺寸的道理是类似的。
2、测量刀补
基准刀我们用G50指令来设定工件坐标系时所用的刀。其余的刀都称为非基准刀。
2.1刀补测量过程
当我们用基准刀按前面说的方法设定好工件坐标系后，接下来要做的就是测量各非基准刀相对于基准刀的刀补。各非基准刀的测量方法都是一样的，我们这里只介绍其中一把非基准刀的刀补测量方法：换刀一将刀具移至工件端面—刀补—翻页—1000—108页—102—ZO—车外圆—z方向移出—停转—测量—X?(测量值)—换刀—将刀具移至工件端面—刀补—103—zO—车外圆—z方向移出—停转—测量—X?(测量值)。
对于z轴的刀补值，为什么把刀具的刀位点移动到端面(ZO)的位置，系统就能找到这把刀相对与基准刀的刀补呢?
2.2刀补测量原理
当我们用基准刀设置了工件坐标系后，刀架在x轴和z轴的位置与机床系统的坐标值形成一一对应关系。也就是说，给机床一个运动指令，机床也都能运动到与给出坐标值相应的位置去。反过来，刀架在导轨上的任何一个位置，机床都能知道它的坐标值。
对于非基准刀，我们让其刀尖移动到与基准刀的刀尖在同一个点的时候，这个时候的刀架的位置与基准刀的刀架的位置是不同的。简而言之就是，当刀架的位置相同的时候，刀尖位置不同；刀尖位置相同的时候，刀架位置肯定不同，如图2所示。而且，两个差值是一致的。由我们前面的分析可以知道，这个位置系统都是可以识别的，那么这两个位景的差值系统也是可以计算出来的。这样我们借助于机床自己的坐标系，找到了z轴的刀补值△Z。
也许有人还会说，X轴的刀补测量的时候，明显非基准刀和基准刀在X轴上的位置是不一样的，那系统又是怎么找到X轴的刀补△X的呢?
其实，由我们前面的分析可以知道，当我们在刀补界面输入非基准刀的位置比如是X27.456(如前所述，基准刀对刀时候X值是X30.000)时候，系统马上会找到基准刀的X27.456位置，这两个位置的差值就是X轴的刀补△X。
3、对刀的几点技巧
1)更换工件后的对刀，如果刀具没有更换或者过度磨损，可以只设定工件坐标系，不测量刀补。因为刀补的实质是非基准刀与基准刀的装刀位置偏差。如果刀具位置没有变动，刀补也是不变的。当然，如果还想提高对刀操作的效率，可以在每次设定好工件坐标系后，用尺测量好工件端面到卡爪端面的距离。以后的工件以那个距离装夹，则可以不用再设定工件坐标系了。
2)加工过程出现刀具折断后，如何处理?如果更换的是非基准刀，则工件坐标系不需要重新设定，只需要测量新刀的刀补值即可；如果更换的刀是基准刀是否需要全部刀都重新对刀?其实，有一种方法可以很方便：把刀还是装回原来的基准刀的刀架位，然后把它按非基准刀的方式对刀。这样其他的刀就可以不做任何操作了。其实，这个时候，在基准刀位上的那把刀是一把非基准刀，而真正的基准刀是更换前的那把刀，虽然它已经不存在了，但是它的基准功能还在，我们可以称其为虚拟的基准刀。
3)对刀前，不带刀补。我们测量某一把非基准刀(比如说2号刀)的刀补的时候，必须是用T0200(不带刀补值)的方式把这个刀调出来，然后再按上面的方法来测量它的刀补值。这样测量的刀补值才是正确的。如果用T0202方式，而且02号刀补值不为0的时候，测量的刀补值是不正确的。因为当我们对一把刀做了刀具补偿的时候，刀架的实际位置与它的坐标值是不相符合的。这样测量得到的刀补值自然就是不正确的。反过来，当我们对好某一把刀后，要检测对刀是否准确，就应该先用T0202给它赋刀补值，然后再看刀尖位置与系统显示坐标值是否一致。
参考文献：
[1]熊军，数控机床结构与原理，人民邮电出版社，2007，16218－2
[2]赵华，数控加工工艺与编程，化学工业出版社，2007，00549－6