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项目任务四数控车床基本操作任务目标数控机床对刀操作知识目标1.数控机床的单刀对刀2.数控机床的多刀对刀技能目标1.数控车床的试切和对刀练习2.工件系的建立知识链接一对刀的理论基础1.单刀对刀数控机床在出厂时已规定了机床坐标系，开机时通过回机床参考点.使数控系统确认机床坐标系。一旦确认机床坐标系后，刀架移动到任何位置，数控系统都可以知道刀架当前的机床坐标值，如图4-1-1所示。图4-1-1数控机床坐标若能知道刀架当前位置在工件坐标系中的坐标值，就可以计箅出工件坐标系与机床坐标系的对应关系，即计箅出工件坐标系原点在机床坐标系中的坐标值。通过上述可知道.只要能找出刀尖当前点在工件坐标系的坐标值，就可以解决工件坐标系与机床坐标系的对应关系，即工件坐标系中任意一点A的坐标值在机床坐标系中坐标值为：XA机=X偏+XA工ZA机=Z偏+ZA工如图4-1-2所示，毛坯上切削出—个台阶后，在保证X轴不移动的情况下，沿Z轴方向移出刀尖.，此时刀尖（图中实线所示）在工件坐标系中的坐标值就是切削加工出台阶的直径值，即X工=α。图4-1-2刀具在坐标系中的位置同理，切削端面后，沿X轴方向退出，此时刀尖（图中虚线所示〉在工件坐标系中的坐标值就是端面在工件坐标系Z向的坐标值β，即通过这种操作就建立了工件坐标系与机床坐标系的对应关系：X偏=X机-X工=X机-αZ偏=Z机-Z工=X机-β式中，X机，Z机的数值数控系统可直接获得，只需将测得的（α，β）值输入到数控系统中，系统就可以直接计箅出（X偏，Z偏)。这样在加工中，数控系统可以将程序中的工件坐标系的坐标值加上（X偏，Z偏），就成为了机床坐标系的坐标值。这就是数控机床试切对刀操作的理论依据。数控系统还提供另一种形式来建立工件坐标系与机床坐标系的关系。在HNC-21T数控系统指令的准备功能中.用G92X,Z指令指定刀具刀尖当前点在工件坐标系中的坐标值为X,Z。其原理和上述一样，数控系统已知刀尖当前点在机床坐标系中的坐标值，而X,Z为刀尖在工件坐标系中的坐标值，知道了同一点（当前点）在工件坐标系与机床坐标系中的坐标值，就知道了两个坐标系的对应关系。这就是数控机床G92指令对刀的理论依据。数控车削加工中常采用的对刀方式还有定点对刀方式，其原理与试切对刀方式相同。它通过指定工件坐标系中的一点（定点〉，移动刀尖到达该点，然后向数控系统发出确认信号。这种方式事先已确定该定点在工件坐标系中的位置，减少了測进的过程与误差，但其难以保证刀尖与定点重合，广泛用于带有对刀仪的数控机床上。2.多刀对刀在自动刀架上安装多把车刀后，每把刀转到切削位置时，刀尖的位置是不同的，如何在多刀加工中保证每把刀在切削中和毛坯具有相同的相互位置关系。理论上有两种方法：每把刀均建立各自的工件坐标系，若这些工件坐标系的原点重合，就能保证每把刀在切削中与毛坯相同的相互位置关系。以一把刀（标准刀）建立工件坐标系，只要知道其他各刀在工件坐标系的偏差位置，并将这种偏差代入计箅，就可以保证每把刀在切削中与毛坯具有相同的相互位置关系，如图4-1-3所示。图4-1-3刀具与毛胚的位置3.G54-G59指令的理论基础在HNC-21T数控系统中，准备功能指令中的G54~G59为零点偏置功能，这组指令也经常用于建立数控机床坐标系与工件坐标系的一一对应关系。它的基本原理就是通过机床操作者的操作或计箅，将工件坐标系在机床坐标系中的偏置值（X偏，Z偏）。输入到G54~G59指令对应的存储地址中。当数控程序中出现该指令时，数控系统自动将该指令后的工件坐标值通过公式XA机=X偏+XA工ZA机=Z偏+ZA工，将编程中的工件坐标值转换为机床坐标值，达到精确控制刀具在机床坐标中的移动轨迹的目的。任务实施第一步数控车床手动控制操作1.进给轴移动数控车床进给轴的手动移动控制方式一般有4种：进给轴移动键连续移动、增量移动、手摇轮控制移动、MDI控制移动。(1)进给轴移动键连续移动选择“手动”状态，按住任一进给轴移动键，则进给轴按规定方向连续移动。如手动状态下，按住-Z，则溜板沿Z轴负向移动。连续移动时，溜板移动速度由机床默认进给速度与进给倍率的乘积共同决定，其关系表达如下：.进给移动速度=规定进给速度X进给倍率快速连续移动，在按住进给轴移动键的同时按住快速移动键，则进给轴以系统规定的快速移动速度移动，其关系表达如下：快速移动速度=机床规定的快速移动速度X快速移动倍率(2)增量（单步）移动手动状态下，选择增量移动方式或单步移动方式，每按一下进给轴移动键，进给轴移动一个选定的增量距离。可通过选择增量倍率或步长值选择增量距离，进而控制移动速度。利用增量移动可以精确地移动溜板到规定的位置.或粘确控制溜板移动规定距离。(3)手轮控制移动手轮也称手摇脉冲发生器，其控制进给轴移动实际上就是增量移动的一种方式，因其操作形式不同而单列进行。手摇轮控制移动也应该增量移动的方式，并需打开手摇轮开关，选择需要移动的轴，并选择合适的增量倍率。顺时针方向旋转，进给轴正向移动，逆时针方向旋转，进给轴负向移动。—般通过调整增量倍率与摇动手轮的速度来控制进给轴的移动速度。由于手轮每旋转360。就能产生100个脉冲（相当于按压移动键100次〉，所以在连续旋转手轮中.进给轴显现出连续进给移动。若按手轮格数移动，又可以进行精确控制。(4)MDI控制移动“MDI是手动输入的英文缩写。MDI方式是指将程序段或指令字直接输人到存储器内，并立即执行的工作方式。用MDI键盘将程序输人到存储器中的输入方法，称为手动数据输入。MDI方式移动进给轴介于手动与自动运行之间，操作时将溜板需要移动的目标点坐标与移动方式输入到存储器中，然后用【循环启动】键自动执行。这种移动方式可以实现溜板的精确定位。进给轴的移动速度可以在输入程序段中用F指令规定，再通过进给倍率、快速移动倍率控制。2.机床辅助控制⑴主轴转动手动方式下.直接利用机床控制面板上的【主轴正转】，【主轴反转】，【主轴停止】铺可以控制主轴的运转。手动时，主轴的转动速度由系统默认主轴转速与主轴倍率共同控制。其关系表达如下：主轴实际转速=主轴转速X主轴倍率主轴转动也可以用MDI方式控制，输入转动方向（M03/04》与转速（S），然后执行，主轴也可以按规定运转。刀位转换:手动方式下，利用机床控制面板上的换刀键可以实现刀位的转换，一般有两种模式：a.毎按一下换刀键.刀架自动旋转至与当前刀位相邻的下一个刀位。b.先用【刀位选择】键选择需要转换的刀位号，然后用【刀位转换】键转换刀位。刀位转换也可以采用MDI方式实现。用T指令输入需要的目标刀位，然后执行。c.冷却液开关手动方式下，利用机床控制面板上的冷却液开关可以实现冷却液的打开和关闭。第二步数控车床手动控制及定位操作HNC-21T数控系统的手动操作主要包括：机床坐标轴移动控制，手动控制主轴启停，点动，刀位转换，冷却液启停等辅助控制。机床手动操作主要由机床控制面板与手摇脉冲发生器共同控制完成。HNC-21T数控系统中，按下工作方式选择键中的【手动】键，键上角指示灯亮，系统进入手动操作方式，进入手动操作方式的界面如图4-1-4所示。图4-1-4HNC-21T手动操作界面在进行手动操作时，主要观察坐标轴的变化的相应辅助控制状态的显示变化。HNC-21T数控系统的手动操作方式如下：（1）开机（2）进入手动工作状态按手动键，进入手动状态界面，手动键左上角的指示灯亮，表明进入“手动”模式。（3）手动连续移动持续按-Z(+Z,-X,+X)键，观察溜板移动状况并注意显示器上坐标的变化情况，不要过于接近极限撞块位置，防止超程。调整“进给倍率”键，同时按轴移动键（图4-1-5）移动溜板，观察移动速度的变化情况。调整“快速倍率”（图4-1-6），再次移动溜板，观察移动速度的变化“快速倍率”最大为100%图4-1-5图4-1-6（4）增量移动按工作方式选择键中的【增量】键，进入增量工作方式。系统工作方式显示栏显示【增量】。点击-Z(+Z,-X,+X)键，观察显示坐标值的变化改变“增量倍率”值，调整增量大小(图4-1-7）,再次点动移动溜板，观察坐标值变化与增量值的关系。图4-1-7（5）移动手轮在“增量”工作状态下，将手轮控制开关（图3-1-8）旋至“X轴”位置，转动手轮，观察轴的移动。然后，旋至“Z轴”位置，进行控制操作。注意观察，旋转方向与轴移动方向的关系。图4-1-8改变“增量倍率值”，再次以相同速度转动手轮，观察轴移动速度的变化。此时，增量倍率，仅X1,X10,X100有效，如图3-1-9所示。图4-1-9单格转动手轮，观察坐标值的变化，调整增量倍率，再次单格转动手轮观察坐标值变化与增量倍率的关系。（6）MDI方式移动一般在“手动”方式下，移动溜板。按命令主菜单中功能键【F3】,进入MDI子菜单，并进入MDI运行界面，如图4-1-10（a)所示。命令行中有光标闪烁，在MDI命令行中输入需要进行的操作。如G00X100Z50.输入指令后，按【回车】键，输入的目标坐标值，显示在屏幕X,Z坐标后，如图4-1-10（b)所示。（a）MDI子菜单运行界面（b)输入坐标值后的界面图4-1-10MDI运行界面按【循环启动】键，系统控制溜板移动到指定坐标位置系统工作方式栏显示【加工方式：单段】（7）辅助功能在手动状态下：启动主轴进行正、反转与掙止、点动等主轴控制练习’调整”主轴倍率：(图4-1-11）.观察主轴转速的变化。观察显示界面关于主轴状况栏目的变化。图4-1-11主轴控制键进行换刀练习。按【刀位选择】键选掸刀位，两按【刀位转换】转换刀位，同时观察界面中刀具状况栏目的变化。仔细现察刀架换刀过程。对于操作观察刀具状态栏变化与刀具状况。用MDI方式换刀。进人“MDI运动”界面，在MDI命令栏中输入指令，如“T0300”,按【回车】键.然后进入单段方式运行MDI指令,刀架自动换刀。冷却液开关，使用冷却液开关键.开启关闭冷却液.观察冷却液栏的变化。第三步试切对刀操作试切对刀操作是数控车削加工中最常用的对刀方式，通过在零件毛还上进行少量的切削来获得刀具刀尖（切削刃）的工件坐标系的值。在HCT-21T数控系统中，对刀操作需要将操作获得的数值填写在“刀具偏置表”中.由数控装置自主计算偏置值，刀具偏值表可以通过在主菜单下按【F4】，选择“刀具补偿功能，进人“刀具补偿子菜单，然后按【F1】，选祥“刀偏表，系统进入刀偏表界面，界面中部为刀具相关补偿值，偏置值设置区，见表4-1-1.将相关的数据输入到表中对应位置，就完成了对刀操作。表4-1-1HCT-21T数控系统刀表偏表HNC-21T数控系统试切对刀操作如下：1开机2回机床参考点3选择工作方式根据操作需要可选择手动或“增量”操作方式。4安装工件与刀具，刀具须安装牢5进入刀具偏置设置界面在主菜单下，按【F4】，进入“刀具补偿子菜单，然后按【F1】，选择“刀偏表，系统进入刀偏表界面。6绝对刀偏法试切对刀①用光标键【▲】【▼】将蓝色亮条移动到要设置刀具的行。②起动主轴，手动控制刀具，试切毛坯的外径，,然后沿Z轴方向移出试切直径后，X轴不能移动,否则无效，需重新试切。③停止主轴，测量试切后的毛胚外圆直径，将测量值输入至刀具行的试切直径栏，用光标键【←】【→】，移动亮蓝条至刀具行的试切直径栏，按【Enter】键，光标进人该栏中.用数据键将直径值输人，然后再按【Enter】键,此时刀具栏的X偏置栏数据变化关系为：X为偏置栏数据=机床指令义坐标值一输人的试切直径值④起动主轴.手动控制刀具试切毛还端面，然后沿X轴方向退出。试切端面后，Z轴不能移动，否则无效，需要重新试切。停止主轴，计算该试切端面距工件坐标系原点的有效距离。将该距离值填入刀具行的试切长度栏。用光标键【←】【→】，移动亮蓝条至刀具行的试切长度栏，按【Enter】键，光标进入该栏中，用数据键将距离值输入，然后按【Enter】键，此时刀具栏的Z偏置栏数据变化关系为：Z偏置栏数据=机床指令Z坐标值-输入的试切长度值。⑥转换刀具，其他各刀具均按以上步骤操作.完成对刀一般不再试切端面，采用手动靠原端面。