加工中心使用G54对刀
数铣(加工中心)加工使用G54对刀
对刀是数控加工中最重要的操作内容，其准确性将直接影响零件的linT精度。对刀方法一定要同零件加工精度要求相适应。下文将系统地讲述数控铣床(1]nT~P,U)使用G54对刀,具有一定的实用价值。 对刀的目的是建立刀具(刀位点)相对工件(编程原点)的位置关系；显然，因为刀具是按程序走刀，所以工作原点应与编程原点重合。在实际操作中，我们是通过执行G50／G92或G54一G59指令和设置刀具偏置补偿值来实现的,下面就以FANUC系统数铣、加工中心的对刀操作为例，分析建立(刀具)工作坐标系及设定刀具补偿的方法及原理。
FANUC系统数控铣床及加工中心对刀操作及说明：数控铣及加工中心可用G92或G54～G59建立工作坐标系。下文具体分析采用G54建立工作坐标系对刀方法及原理。G54指令可以设定1#～6#六个工作坐标系，该坐标系有断电保护功能。G54指令的含义是：指定当前刀具对刀基准点的工作原点在机床坐标系中的坐标值，该坐标值在零件加工前应预先设置在<偏置设置>中相应的坐标系处。因此，开机床后，应执行机床原点回归，使机床识别机床原点位置，建立机床坐标系下面是用G54建立坐标系的对刀方法及分析。
方法1，数控铣床(加工中心单刀加工)工作坐标系及长度补偿的设定。
操作步骤：
(1)完成工件的装夹。
(2)将机械式寻边器装上主轴，在MDI模式下开动主轴以500r／rain的速度旋转。
(3)以RAPD及JOG移动主轴，使得寻边器靠近工件一 向(操作者左侧)，用手轮完成测量并读取机床坐标置。
(4)在工件-x,+x向测量并读取机床坐标x2。
(5)然后在-y,+y方向测量并读取机床坐标y2。
(6)将( +x2)／2， ( +y2)／2计算后分别填入<偏置设置>G54的x 、y中，至此， x、y方向的设定完毕。
(7)拆下寻边器，换上将用于加工的刀具，移动主轴到工件的正上方。
(8)用高度为100mm的块规垫在刀具与工件之间测量至合适。此时，再读取机床坐标z，将(Z一100)填人<偏置设置>G54的z中；至此，z向设定完毕。
(9)在MDI模式下试运行G90G54G0x0Y0z100.0；
验证找正结果。
分析：方法1所设定的工作坐标系原点位于工件顶面中心，对刀基准点为该刀具的刀位点(以下简称刀尖)。对该刀而言，工作原点与编程原点是重合的。当因加工需要主轴换上不同的刀具时，因刀长不同，刀尖在z方向将有所偏差(x,y方向因刀具中心与主轴中心重合而重合)，此时，1号刀设定的工作坐系z方向对其他刀不再适用。解决方法有二：①对每把
刀按上述方法在z方向重新设置工作坐标系。②找出其他刀相对1号刀(基准刀)在长度方向上的偏差h,
通过设置长度偿,使其他刀与基准刀刀尖重合。
方法2建立工作坐标系
1号刀尖距离工件上表面恰好为100．Omm，而2号刀尖距离上表面为60．Omm；设想若2号刀能上移40．Omm，而工作不 变，则2号刀尖与1号刀尖重合。即2号刀尖的工作坐标与编程坐标一致。40．Omm为1、2号刀尖长度偏差。机床可通过执行长度刀补指令G43／C44满足上述要求,与数车刀补指令相同，机床执行刀补指令，主轴在z方向有位移，但工作坐标保持不变。G43为刀具长度正补偿，G44为负补偿，机床执行G43指令，刀具移动的方向与补偿值符号一致，即正号刀具远离工件，负号刀具靠近工件。G44补偿方向与G43相反。G43较为直观安全，应用较多。上例中，将+40．0mm输入刀补<偏置设置>02偏置号处，
当对2号刀执行程序段：
C90G54GOX0Y0；：
G43H2Z100．0；
2号刀尖位置与基准刀执行G90G54GOXOYOZ100．0位置是一致的，刀尖距离工件上表面恰好为100．0mm。这样，2号刀通过刀具长度补偿设置，其工作原点与编程原点重合了。
方法2，加工中心多刀加工工作坐标系及长度刀补的设定1。
操作步骤：
(1)装夹工件，用寻边器找正并设定坐标系<偏置设置>G54的 、y项如前，z项置零。
(2)将加工所需刀具编号：T。、T2?T ；并装上刀柄。
(3)将T1装上主轴，移动主轴至工件上方，用高度为100．0mm的块规测量并记录机床坐标z。，将(z。一100．0)填入长度<偏置设置>的 中。
(4)如上，将 刀具依次在主轴上用块规测量并读取，将(Z 一100．0)填入长度<偏置设置>Hi中，直至所有刀具设定完毕。
分析：上述对刀将工作坐标系原点 x、y方向设定于工件中心，z向位于机床原点；每把刀均以各自的刀尖作为对刀基准点。当机床执行程序段G90G54G0x0Y0Z0；各把刀尖及主轴装刀基准面所处的位置。很明显，此时，每把刀尖z方向的工作坐标系原点与编程原点并不重合。我们对1号刀进行分析，若1号刀尖能下移h．，而工作坐标不变，则其工作原点就与编程原点重合了(h．为1号刀工作原点与编程原点的偏差，恰好等于当1号刀位于工件上表面时的机床坐标值)。将一h 设定为1号刀的长度刀补值，当机床执行刀补指令后，刀具会下移h，，而工作坐标不变，这样，刀尖的工作原点就与编程原点重合了。即当对1号刀执行：
G90G54GOXOY0；
G43HIZ100．0；
刀尖恰好位于工件中心，距离上表面100．0mm处。同理，可按上述方法对其他刀进行长度刀补设置。
方法3，加工中心多刀加工工作坐标系及长度刀补的设定2。
操作步骤：
(1)x 、Y方向找正如前。
(2)事先将要加工的刀具编号T 、T2?T 装上刀柄。
(3)在刀长测量仪上事先测量并记录刀具的长度hl、h2、h3?h 。
(4)在上述刀具中选择一把基准刀(通常为用于精加工的平底刀)装上主轴，用高度为100．0ram的块规测量其与工件之间的高度，记录机床坐标z。
(5)将(Z一100一h )填入坐标系<偏置设置>C54的z项中。
(6)依次将h。、h。、h，?h 填入长度<偏置设置>Hn H2、H3?H 中。
(7)编程及长度调用方法如前。
分析：方法3设定的工作坐标系原点 、y方向如前，z向原点设在工件上表面；但对刀基准点为主轴装刀基准面。如图5所示。对该基准面而言，编程原点与工作原点是重合的，即当主轴装刀基准面平贴工件上表面时，工作坐标Z=0。分析1号刀，若1号刀能上移h ，而工作坐标不变，那么对1号刀尖而言，工作原点与编程原点就重合了(h 恰好为1号刀的刀长，可用刀具测长仪测出)。将h 值设定为1号刀的长度刀补，当机床执行刀补指令后，刀具会上移h ，而工作坐标不
变。即对1号刀执行以下程序：
执行G90G54GOXOY0；
G43H1Z0
编程坐标标Z=0
方法3建立工作坐标系
G91G54GOXOY0；
G43HIZIO0．0；
刀尖恰好位于工件中心，距离上表面100．Omm处。同理，可按上述方法对其他刀进行长度刀补设置。以上三种对刀方法，方法1、2较为直观、经济，无需额外设备，但较麻烦费时。方法3需附加设备一刀具测量仪，但效率高，适用于多台机床共享刀具及车间批量生产，现较大型企业常用方法3对刀。综上所述，不论采用哪种对刀方法，对刀目的均是一致的——使机床明确刀具与工件的相对位置，即使每把刀的工作原点与编程原点重合。我们可通过合理设定工作坐标系及刀具补偿达到上述要求。