关于对刀仪的使用

关于对刀仪的使用

对刀仪是一种刀尖检测装置，在刀具更换、磨损时可以通过对刀仪检测刀具长度的变化值重新定义经过更换、磨损刀具的加工基准。使用对刀仪进行对刀，精度容易保证，稳定性好，减少了人工对刀的劳作和不稳定性，极大的提高了数控加工的质量和效率。因此，在数控加工中的应用也越来越广泛。

作为精雕操作工就必须对对刀仪的工作原理以及整个使用过程都能理解和掌握，而从目前学员学习的情况上看，基本上的学员都能够使用对刀仪进行对刀，但是对于对刀仪的各项内容特别是工作原理在理解上显得较为吃力，而且在使用的过程中对一些注意事项并没有过多的进行关注，特别是初次使用对刀仪的时候，自己以为用得很熟悉了，要用到对刀仪的时候马上就进行自动对刀了，结果往往出现一些问题，针对这一点，我们在培训时必须较为系统的进行讲解，加强学员在理解力上的培养。

下面按照“对刀仪工作原理”、“对刀仪使用过程及其注意事项”和“对刀仪的安装”三部分进行介绍，其中“对刀仪的使用过程和注意事项”是重点要学习和掌握的。

一 对刀仪的工作原理

对刀仪的工作原理一般理解为：检测前后两把刀具装夹时伸出夹头的长度差（即刀长补偿），然后通过这个差值对F8－Z 轴起刀点进行修改。如果后一把刀具装夹得长些，那么后把刀具的F8值就应该在前一把刀具F8值的基础上减去这个差值，否则加上（关于加减的运用，在精雕机床上是因为刀具向下运动为正值，刀具刀尖越在下Z 值越大，如果刀具较长，那么刀尖到对刀表面的距离就减少了，那么其Z 值也就相应的减小）。

通过对刀仪的对刀修正，后一把刀具的刀尖到基准表面时的Z 向坐标（即F8值）就确定了下来，或者说修正后的F8值就是当前刀具刀尖在基准面（即零平面）时的Z 向坐标。 对刀仪的工作原理从定义上理解较抽象，操作人员也可以按照下面的思路来加深理解：

1、 我们可以假设对刀仪就是 一块标准的定位块，另外，加工材料和定位块安装

在机床的台面以后，高度肯定是不一样高的，如何测量出两者之间的高度？一种方便的方法是安装一把刀具分别用刀尖去测量加工材料和定位块的高度，通过测量假设刀尖距离加工材料表面的高度是H1，刀尖距离定位块的高度是H2，那么，它们之间的高度差即为△H=H1-H2。如图1所示：

图1

2、 在加工文件时候，我们会根据路径的Z 向输出基准（一般都是加工工件的上表

面），在安装刀具以后用刀具刀尖来测量机床Z 向原点到加工材料表面基准的

距离，然后把该值定义为F8值Z 轴起刀点。如图1所示的H1。

在加工过程中，如果要更换刀具，操作人员很清楚一件事情就是要重新定义F8

－Z 轴起刀点，因为我们在安装刀具时每次装卡刀具的长度肯定是不一样的，

以致刀具刀尖到工件基准面的距离不一样。

对于此时F8值的定义可以采用两种方法。

其一 在换刀以后，重新测量更换刀具刀尖到加工材料基准的高度即重新对工

件表面得到H1，然后把该值定义为F8起刀点。

其二 可以假设更换刀具以后，之前刀尖定位的基准已经被切削，如图2所示，

无法再用更换的刀具去定义了，这时操作人员可以采用利用对定位块表

面的方法来进行间接的F8起刀点的定义（前提是定位块和工件的基准

表面在Z 向的相对位置没有发生变化）。测量更换后的刀具刀尖距离定

位块的高度H2（这一步通过手动对刀完成），然后再通过前面提到的

△H=H1-H2关系式得到H1（在前一把刀具对刀时已经把△H 得到），

H1就是当前刀具在工件表面基准时的数值也就是F8－Z 轴起刀点。 3、 4、

图2

5、

6、 在加工过程中更换第三、四、五…把刀具，都可以采取方法二间接的进行定义。 在加工工作台面中设置定位块是间接的定义起刀点，但是整个的对刀过程还是

采用人为的操作，多次更换刀具然后对刀还是非常的烦琐，而且还存在人为对

刀的误差。因此，在数控设备中往往采用自动化的对刀仪器即对刀仪进行对刀，

此时对刀仪所起到的作用就与上述定位块的作用是一致的。

上述对刀过程也可以称为获得“刀长补偿值”的过程，有些零件需要多把刀具才能完成加工，而这些刀具在安装时伸出的长度是有差异的，这个差异就要通过“刀长补偿”进行调整。为什么这么说？因为加工同一个文件时的工件上表面在Z 向的基准是不变的，即控制软件坐系中零平面不变，而加工路径相对于这个表面的起刀点也是不变的，即对刀基准面不变，在刀具伸出卡头的长度发生变化后其刀尖到基准表面的距离必然发生了变化，那么这个发生变化的距离就是在基准距离的基础上通过“刀长补偿值”获得的。

那么如何得到这个“刀长补偿值”呢？有两种方法：通过对刀仪设置和手工进行设置。下面介绍一下对刀仪的使用过程。

二、对刀仪的使用过程

1. 使用对刀仪前要进行检查工作，这一步必须进行，特别是初次使用本台机床的对刀仪的

操作人员：

● 检查对刀仪与工作台是否牢固固定, 这将影响前后两次对刀的精度；

● 检查对刀仪的对刀表面，保证无杂物，如果有也会影响前后两次对刀的精度，为什

么？因为对刀位上有杂物后前后两次对刀的基准面不在同一Z 向位置，相当于在前面所介绍的对刀仪的原理上的定位块的上表面位置发生了变化，在△H 不变的情况下，实际的工件表面对刀基准必然发生了变化，也就是说这次所定义的Z 轴起刀点不准确，所以对刀仪的表面必须要平整无杂物。

● 检查对刀位置X 、Y 、Z 是否正确，这是很多学员经常犯错的地方，必须予以重视；

X 、Y 值检查方法是通过手动主轴到对刀仪的对刀表面，注意要尽量对准对刀

面的中心，然后确定对刀位和当前坐标值是否一致或者相差不多，如果超过对刀面半径值，那么当前所设定的对刀位肯定不准确应该立即修改成当前的坐标值。

如图3所示：Z 值是刀具在对刀过程中的一个快速下刀的距离，在这段快下距

离的过程中必须保证刀具刀尖不能碰到对刀仪的表面，所以这个值要考虑刀具的装夹长度后才能得出，初次设定可以参照所夹刀具的伸出长度进行，但是考虑到后面刀具的装夹情况我们必须预留一定的高度才行（具体设置见对刀仪的安装第6步

骤）。

图3对刀模式设置示意图

● 检测对刀仪的精度如何。方法是用同一把刀具通过两次自动对刀后观察前后两次刀

尖位置的差值，这一差值不能大于0.02MM （对刀仪的保证精度就是0.02MM 以内，在正常情况下对刀仪的精度可达0.003MM 甚至更高）。如果大于此值的话我们就要对对刀仪进行检查维修或者更换，或者操作人员进行手动对刀。

2. 检查对刀仪准确无误后，装上第一把刀具，我们必须先进行手动对刀，即定义F8－Z

轴起刀点（这时确定对刀基准面的位置，此对刀位是根据刀具路径输出时的Z 向位置相对于在加工工件的某个位置，一般情况下都是工件的表面）。

3. 注意在进行自动对刀前主轴电机必须停止旋转。因为在电机旋转时候进行对刀，虽然系

统会自动把转速停止，但是在惯性的作用下主轴电机从高速到停止旋转这个过程还是有一段时间，同时转速过高增加了电机的停止时间，而这些时间已经在进行对刀了，如果刀具碰到对刀仪表面后刀具还是处在旋转的状态下很有可能在对刀仪的表面形成切削，导致对刀面出现凹坑，这种现象与对刀仪表面有杂质的影响一致，所以必须在主轴完全停止后进行对刀。

4. 进行对刀仪对刀，定义起刀点（此时所定义的值是一个基准，以后的每把刀具的F8值

都以这个为基准进行增减）。

5. 在控制软件的加工界面中，按快捷键“ALT+M”跳出如图4所示的“特例运动”对话框，

我们选择“对刀”，点击“OK ”，或者敲击“回车”键，主轴去对刀位置自动进行对刀（再次提醒注意：整个操作过程必须保证主轴停转，否则会对对刀面造成伤害，影响以后的对刀精度）。

图4

6. 当刀具落至对刀仪以后，软件自动跳出如图5所示的“对刀结果”对话框。这是第一把

刀具，我们必须只能选择“定义对刀基准”，或按“ALT+B”，然后主轴自动抬起。（此时定义基准相当于在定位块上的对刀后得到的数值，这样在下把刀具装入后就可以比较两次的对刀数值从而得到△H 即刀长补偿值。）

图5

7. 定义完对刀基准后，可以先把主轴移到工件加工起刀点，设置好加工参数后即可加工了。

8. 当第一把刀具加工完成之后，软件提示“请更换刀具”(如图6), 我们选择“去换刀位”

按快捷键“ALT+D”主轴自动去换到位，按照装卸刀具规范操作进行换刀。

图6

9. 换完刀之后按“ALT+M”选择“对刀”（如图4）进行第二把刀具的对刀，当刀具落至对

刀仪时，软件自动跳出“对刀结果”对话框，如图7所示，按“ALT+U”选择“修正起刀点”，F8的Z 轴起刀点随之修正。（注：一旦出现错误操作选择了“定义对刀基准”，错误的做法是：再次对刀，重新“修正起刀点”。正确的做法是：到第一次手动对刀的平面上重新进行手动对刀定义F8的Z 轴起刀点；如果选择了“取消”只需重新“对刀”选择“修正起刀点”即可。）

图7

10. 修正完起刀点之后，再检查一下F8的Z 轴起刀点有无更改，数值是多少，然后算一下

所变的数值与之前的数值相差多少，这个差值要和对刀时两次刀尖位置的差值一致才行（进行这项检查前就必须记住前把刀具的Z 轴起刀点）；比如前把刀具的Z 轴起刀点是40，则这把刀具的Z 轴起刀点就是40加上（当前刀尖位置－上次刀尖位置）即

（50.126-43.327）等于46.799（计算中注意加减的运用，在精雕机床上刀具向下运动为正值，刀具刀尖越往下Z 值越大）。如图8所示：

图

8

11. 准确无误后再对其他参数进行调整然后加工即可，以后如果还需进行换刀，方法和第二

把刀具的一样。（注意对完刀具后把对刀仪用塑料瓶盖住以防止废削或者冷却液等溅入对刀仪影响对刀精度。）

三、对刀仪使用的注意事项：

1.

2.

3.

4.

5.

6. 使用对刀仪自动定义对刀基准或校正高度时，必须将主轴转速设置为0。 同一工件加工时，不要移动对刀仪的位置，否则会影响对刀精度。 对刀仪必须与工作台牢固固定，否则会造成对刀误差。 对刀仪的所有电缆线必须连接可靠，否则会造成对刀失误。 每次对刀时，对刀仪的对刀面必须擦拭干净，否则必然引起对刀误差。 严禁撞击对刀仪的对刀面，如果对刀仪受到损伤，必然引起对刀误差。严重者导致

加工工件的报废，从而造成不必要的经济损失。

7. 取放对刀仪时，必须手持对刀仪主体，严禁拽拉对刀仪的电缆线，否则将导致对刀

仪电缆线断裂而无法使用。

8. 对刀仪是检测附件，必须轻拿轻放，严禁随意乱放。

9. 如果对刀仪固定在机床上，对刀之后不取下来，可使用塑料杯盖住对刀仪，避免碎

屑落在对刀仪表面影响对刀精度，对刀时，揭去塑料杯。

四、对刀仪的安装

精雕机目前使用的对刀仪如图9所示。一般情况下，为了对刀的准确性，我们都要把对刀仪固定在工作台上，雕刻完成后再把对刀仪取下，或者用纸杯盖住以进行保护。

对刀仪的安装步骤如下：

1．将对刀仪的安装面及工作台面擦拭干净。

2．将对刀仪的电缆线插接在对刀仪插座上，并确保接头连接正确、不松动，如图9所示（也有JDCarver 、JDHMS 等机床的对刀仪插座在左立柱的后侧）。

注意：禁止带电插拔！所以，安装对刀仪必须在断电状态下进行！

图9

3．将对刀仪放置在工作台面上不影响零件加工的地方（一般为工作台的左后角），用两个T 型螺钉固定并拧紧。

4．在加工界面中选取“系统参数设置”下面的“设备参数设置”属性页中的“使用对刀仪”选项。如图10所示。

图10

5．驱动坐标轴移动，将刀具中心移动到对刀仪中心的正上方，然后落刀到距离对刀仪表面20mm 左右的位置，读取当前XYZ 三个坐标的值比如是34.2、282.8、16.5。（落刀过程中，请注意保持好刀具和对刀仪表面的距离，防止快速落刀时撞断刀具，甚至撞坏对刀仪影响对刀精度！）k

6．选择加工界面中 “扩展功能”中的“位置参数设置”选项，将刚读取的XY 坐标值设置为对刀位，Z 值要根据刀具刀尖伸出的长度和以后所用刀具伸出长度综合进行确定，上一步骤的Z 值距离对刀仪表面还有20MM 的位置，所以基本可以输入对刀位的Z 位置。如图11所示。

图11

7．调整好后还要进行试对刀，检查一下各项设置是否正确，同时也可以检测对刀仪的对刀精度（具体做法同本章第二部分第一条对刀仪精度检测内容）。