數控編（biān）程之刀具（jù）點位全套知識

1．刀位點 　　
刀位點是刀具上（shàng）的一個基（jī）準點，刀位點相對運動的軌跡即加工路線（xiàn），也稱編程軌跡（jì）。

2．對刀和（hé）對刀點　　對刀（dāo）是指操作員在啟動數控程序之前，通過一定的測量手段，使刀位點與對刀點重合。可以用對刀儀對刀，其操作比較簡單，測（cè）量（liàng）數據也比較準確。還可以（yǐ）在數控機床上定位好夾具和安裝好零（líng）件之後（hòu），使用量塊、塞尺、千分表等，利用數控機床上的坐標對刀。對於操作者來說，確定對刀點將（jiāng）是非（fēi）常重要的，會直接影響零件的加工精度和程序控製的準確性。在批生產過程中（zhōng），更要考慮到對（duì）刀點（diǎn）的（de）重複精度，操（cāo）作者有必要加深對數控設備的了解，掌握（wò）更多的對刀技巧。1）對（duì）刀點的選擇原則　在機床上容易找正，在加工中便於檢查（chá），編程時（shí）便於計算，而且對刀誤差小。　　

對刀點可以選（xuǎn）擇零件上的某（mǒu）個點（如（rú）零（líng）件的定（dìng）位孔中心（xīn）），也（yě）可以（yǐ）選擇零件外（wài）的某一點（如夾具或機床上的某一點），但必須與零件的定位基準（zhǔn）有一定的坐標關係（xì）。　　

提高對刀的（de）準確性和精度，即便（biàn）零件要求精度不高或者程（chéng）序要求不嚴格，所選對刀部位的加工精度（dù）也應高於其他位置的加工精度。　　

選擇接觸麵大、容易監（jiān）測、加工（gōng）過程穩定的部位（wèi）作為對刀點。　　
對刀點盡可能與（yǔ）設計基準或工藝基準統一，避免由於尺寸換算導致對（duì）刀精度（dù）甚至（zhì）加工精（jīng）度降（jiàng）低（dī），增加數控程序或零件數控加工的難度（dù）。　　
為了提高零件的加工精度，對刀點應盡量選在（zài）零件的（de）設計基準或工藝基準上。例如以孔定位的零件，以孔的中（zhōng）心作為對刀點較為適宜。　　

對刀點的（de）精度既取決於數控（kòng）設備的精度，也取決於零件加工的要求，人工檢查對刀精度（dù）以提高零件數控加工（gōng）的質量。尤其在批生產中要考慮到對刀點的重複精度，該精度可用（yòng）對刀點相對機床原點的坐標（biāo）值來（lái）進行校核。2）對刀點的選擇方法（fǎ）　對於數控車床或（huò）車銑加工中心類數控設備，由於中心位置（X0，Y0，A0）已有數控設備確定，確定軸向位置即（jí）可（kě）確定整個加（jiā）工（gōng）坐標係。因此，隻需要確定軸向（Z0或相對位（wèi）置）的某個端麵作為對刀點即可。　　

對（duì）於（yú）三坐標數控銑床或三坐標加（jiā）工中（zhōng）心，相對（duì）數控車床或車銑加工中心複雜很多，根據數控程序（xù）的要求，不（bú）僅需要確定坐標係的原點位（wèi）置（X0，Y0，Z0），而且要同加工坐（zuò）標係G54、G55、G56、G57等的確定有關，有時也取決於操作者的習慣。對刀點可以設在被加工零件上，也可以設在夾具上，但是必須與零件的（de）定位（wèi）基（jī）準有一定的坐標關係，Z方向可以簡單的通過確定一個容易檢測的平麵確定，而X、Y方向確定需要根據具體零件選擇與定位基（jī）準有關的平麵、圓。對於四軸或（huò）五軸數控設備，增加了第4、第5個旋轉軸，同三坐標數控設備選擇對（duì）刀點類似，由於設備更加複（fù）雜，同時數控係統智能化，提供了更多（duō）的對刀方法，需要根據具（jù）體（tǐ）數控設備和具體加工零件確定。　　

對刀點相對機（jī）床坐標係的坐標關係（xì）可以簡單地設定為互相關聯，如對刀點的坐標為（X0，Y0，Z0），同（tóng）加工坐標係的（de）關係可以定義為（X0+Xr，Y0+Yr，Z0+Zr），加工坐（zuò）標係G54、G55、G56、G57等，隻要通過控（kòng）製麵板或其他方式輸入（rù）即可。這種方法非常靈活，技巧性很強，為後續數控加工帶來很大方便（biàn）。　
一旦因為編程參數輸（shū）入錯誤，機（jī）床發（fā）生碰撞，對機床精度的影響是致命的。所以對於高精度數控車床來說，碰撞事故要杜絕。

碰撞發生的最主要的（de）原因:　

a.對刀具的直徑和長（zhǎng）度輸入錯誤；

b.對工件的尺寸和其他相關的幾何尺寸輸入錯誤以（yǐ）及（jí）工件的初始（shǐ）位置定位錯誤；　　

c.機床的工件坐標係設置錯誤，或者機（jī）床零點在加工過程中（zhōng）被重置，而產生（shēng）變化，機床碰撞大多發生在機床快速移動過程中，這時候發生的碰撞的危（wēi）害也最大，應絕對避免。所以操作（zuò）者要特別注意機床在執行程序的初始階段和機床在更換刀具的時候，此時一旦程序編輯錯誤（wù），刀具的直徑和長度輸入錯誤（wù），那麽就很容易發生碰撞。在程序結束階段（duàn），數控軸的退刀動作順序錯誤，那麽也可能發生碰撞。　　為了避免上述碰撞，操作者在操作機床時，要（yào）充分發揮五官的功能，觀察機床有無異（yì）常動作，有無火花，有（yǒu）無噪音（yīn）和異常的響動，有無震動，有無焦味。發現異常情況應立即停止程序，待機床問題解決後，機床才能繼續工作。　

3．零點漂移（yí）現象

零（líng）點漂（piāo）移（yí）現象是受數控設備周圍環境影（yǐng）響因（yīn）素引（yǐn）起的，在同樣的切削條（tiáo）件（jiàn）下，對同一台設備來說、使用相同（tóng）一個夾具、數控程序（xù）、刀具，加工相同的零件，發生的一種加工尺（chǐ）寸不一致或精度降低的現（xiàn）象。　　

零點（diǎn）漂移現象主要表現在數控加工過程的一種精度降低現象或者可以理解為數控加工時的精度不一致現象。零點漂移現象在數控加工過程中是不可避免的，對於數控設備是普遍存在的，一般受（shòu）數控設備周圍環境因素的影響較大，嚴重時會影響數控設備的正常工作。影響零點漂移（yí）的原因很多，主要（yào）有溫度、冷卻液、刀具磨損、主軸轉速和進給速度變化大等

4．刀具補償　　

經過一（yī）定時間的數控加工後，刀具的磨（mó）損是不可（kě）避免的，其主要表現在刀具長度和刀具半（bàn）徑的變（biàn）化上，因此，刀具磨損補償也主要是指刀（dāo）具長度補償和刀具半徑補償。

5．刀具（jù）半徑補償　　

在零件輪廓加工中（zhōng），由（yóu）於（yú）刀（dāo）具總有一定的半徑如銑刀半徑，刀具中心的運（yùn）動軌跡並不等於所需加工零件（jiàn）的實際軌跡，而是需要偏置一個刀具半徑值，這種偏移習慣上成為刀具半徑補償。因（yīn）此，進行（háng）零件輪（lún）廓數控（kòng）加工時必須考慮刀具的（de）半徑值。需要（yào）指出的是，UG/CAM數控程序是以理想的加工狀態和準確的刀具半徑進行編程的，刀具運動軌跡為刀心運動軌跡，沒有考慮數控設備的狀（zhuàng）態和刀具的磨損程度對零件數控加工的影響（xiǎng）。因此，無論對（duì）於輪廓編（biān）程，還是刀心編程，UG/CAM數控程序的實現（xiàn）必須考慮刀具半徑磨損帶來的影響，合理使用刀具半徑補償。

6．刀具長（zhǎng）度補償　　

在數控銑、鏜床上，當刀具磨損或更換刀具時，使刀具刀尖（jiān）位置不在原（yuán）始加工的編程位置時，必須通過延長或縮短刀具長（zhǎng）度方向一個偏置值的方法來補償其尺寸的變化，以保證加工深度或加工（gōng）表麵位置仍然達到原設計要求尺寸。

7．機床坐標係　　

數控機床的坐標軸命名（míng）規定（dìng）為機床的直線運動采用笛卡兒坐標係，其坐標命名為X、Y、Z，通稱為基本坐標係。以X、Y、Z坐標軸或以與X、Y、Z坐標軸平行的坐標軸線（xiàn）為中（zhōng）心旋轉的運（yùn）動，分別稱為A軸、B軸、C軸，A、B、C的正方向（xiàng）按右手螺旋定律確定。　　

Z軸：通常把傳遞切削力的主軸（zhóu）規定為Z坐標軸。對於刀具旋（xuán）轉的機床，如鏜床、銑床、鑽床等，刀具旋轉的軸稱為Z軸。　　

X軸：X軸通常平行與工件裝夾麵並與Z軸垂直。對於刀（dāo）具旋轉（zhuǎn）的機床，例（lì）如臥式銑床（chuáng）、臥式鏜床，從刀具主軸（zhóu）向（xiàng）工件（jiàn）方向（xiàng）看，右手方向為X軸的正方向（xiàng），當Z軸為垂直時，對於單立柱機床如（rú）立式銑床（chuáng），則沿刀具主軸向立柱方向看，右手方（fāng）向為X軸的正方向。Y軸：Y軸垂直於X軸和（hé）Z軸，其方向（xiàng）可根據已確定的X軸（zhóu）和Z軸，按右手直角笛卡兒坐（zuò）標係確定。旋轉軸的定（dìng）義也按照右手定則，繞X軸（zhóu）旋轉為（wéi）A軸，繞Y軸旋轉（zhuǎn）為B軸（zhóu），繞Z軸旋轉為C軸機床原點（diǎn）就是機床坐（zuò）標係的坐標原點。機床上（shàng）有一些固定的基準線，如主軸中心線；也有一些固定的基準麵，如工（gōng）作台麵、主軸端麵、工作台側麵等（děng）。當機床（chuáng）的坐標軸手動返回各自的原點（diǎn）以後，用各坐標軸部件上的（de）基（jī）準線和基準麵之間的距離便可確定機床原點的位置，該點在數控機床的使用說明（míng）書上均有說（shuō）明。

8．零件加工坐標（biāo）係和坐標原（yuán）點（diǎn）　　

工件坐標係又稱編程坐標係，是由編程員在編製（zhì）零件（jiàn）加工程（chéng）序時，以工件上某一固定點為原點建（jiàn）立的坐標係。零件坐標係的原點稱為零件零點（零件原點（diǎn）或程序零點），而編程時的刀具軌跡坐標是按零件輪廓在零件坐標係的坐標（biāo）確（què）定（dìng）的。　　

加工（gōng）坐標係的原點在機床坐標係中稱為調整點。在加工時，零（líng）件隨夾具安裝在機床上，零（líng）件的裝夾位置相對於機（jī）床是固定的，所以零件坐標係在（zài）機床坐標係中的位置也就確定了。這時測量的零件原點與機床原點之間的距離稱作零件零點偏置，該偏置需（xū）要預先存儲到數控係統（tǒng）中。在加工時，零件原點偏置便能自動加到零件坐標係（xì）上，使（shǐ）數控係統可按機床（chuáng）坐標係確定加工時的絕對坐標值。因此，編程員可以不考慮零件在機床上的實際安裝位置和安裝精度，而利用數控係統的偏置功能，通過零件原點偏置值，補償零件在機床上的位（wèi）置誤差（chà），現在的數控機床都有這種功能，使用起來很方便。零件坐標係的位置以機床坐（zuò）標係為參考點，在一個數控機床上可以設定多個零件坐標係，分別存儲在G54/G59等中（zhōng），零件零點一般設在零件的設計基準、工藝基準處，便於計算尺寸。　　一般數控設備可以預先設定多個工作坐標係（G54～G59），這些（xiē）坐標係存儲在機床存儲器內，工作坐標係都是以機（jī）床原（yuán）點為參考點，分別以各自與機床原點的偏移量表示，需要提前輸入機床數控（kòng）係統，或者說是在加工前設定好的坐標係。　　

加工坐標係（MCS）是零件（jiàn）加工的所（suǒ）有刀具（jù）軌跡輸（shū）出點的定位基準。加工坐標係用OM-XM-YM-ZM表示。有了加工坐標係，在編程時，無需（xū）考慮工件在（zài）機床上的（de）安裝位置（zhì），隻要根據工件的特點及尺寸來編程（chéng）即可。　　

加工坐標係的原點即為工件加工零點。工件加工（gōng）零點的（de）位置是任意（yì）的，是由編程人員在編製數控加工（gōng）程序時根據零件（jiàn）的特點選定。工件零點可以設置在加工工件（jiàn）上，也可以設置在夾具上或機床上。為（wéi）了提高零件的加工精（jīng）度，工件零點盡量選在精度較高的加工表麵上；為方便數據處理和簡化程序編製，工件零點應盡量設置在零件的設（shè）計基準（zhǔn）或工藝基準上，對於對稱零件，最好將工件零點設在對稱中心上，容易（yì）找（zhǎo）準，檢查也方便。9．裝夾（jiá）原點　　裝（zhuāng）夾原點常見於帶回轉（或擺動）工作（zuò）台（tái）的數控（kòng）機床和加工中心，比如回轉（zhuǎn）中心，與機床參考點的偏移量可通過測量（liàng）存入數控係統的原點偏置寄存器中，供（gòng）數（shù）控係（xì）統原點偏（piān）移計算用。