盘点数控机床的对刀误差与改善措施了解测头的重要性

1数控加工过程中产生的误差

(1)编程误差:主要是数控编程时数控系统产生的插补误差，主要是采用直线段或圆弧段避开零件轮廓造成的。这是影响零件加工精度的重要因素。可以通过增加插值节点数来解决，但会增加编程工作量。(见新型数控切割机故障检测及解决方案)

(2)刀尖圆弧误差:切削内孔、外因或端面时，刀尖圆弧不影响其尺寸和形状，但加工圆锥面或圆弧时，会造成过切或欠切。这种误差可以通过测量刀尖圆弧半径并使用刀具半径补偿功能来消除。

(3)测量误差:主要受测量工具测量精度和测量人员操作方法的影响，导致测量尺寸不准确。这个错误是可以纠正的。

(4)对刀误差:这种误差主要发生在对刀过程中。当刀具移动到起点时，受操作系统进给调整比值的影响。解决方法是合理选择进给调整比，特别是当刀具接近起始点时，采用最小齿轮进给调整，使刀具精确定位在起始点。

(5)机床系统误差:机床本体引起的形位公差，一般不可调；伺服单元和驱动装置产生的重复定位误差主要受机床的脉冲当量、均匀性和传输路径的影响。这些误差很小且稳定，只应在精密加工中考虑。

2刀具设置方法

数控加工中的对刀将直接影响被加工零件的精度和数控机床的操作。所谓对刀，就是将刀具的刀位定位在工件坐标系中的起始点(对刀点)，使其处于数控程序的控制之下。这样，刀具切削的加工面相对于定位基准具有正确的尺寸关系，从而保证了零件的加工精度要求。在数控加工中，基本的对刀方法有试切法、对刀仪、ATC对刀和自动对刀。

2.1试切法

根据数控机床使用的位置检测装置的不同，试切法可分为相对式和绝对式两种。相对试切法中，可采用三种方法:一种是用量具(如钢直尺)直接测量，对准刀具尺寸，简单但不准确；其次，刀具位置对准定位块工作面后，刀具移至对刀尺寸。该方法中的对刀精度取决于刀具位置与定位块工作面的对准精度。三是先抛光工件的加工面，测量工件尺寸，间接计算对刀尺寸。这个方法是最准确的。在绝对试切法中，应使用基准刀具，然后直接或间接测量其他刀具的刀位与基准刀具的偏差，作为其他刀具的设定刀具补偿值。上述试切法采用“试切-测量-调整(补偿)”的对刀方式，占用机器时间较多，效率较低。但由于其方法简单，辅助设备少，广泛应用于经济型低档数控机床。

2.2用于对刀的对刀仪

工具设置仪器和工具设置

分为机内和机外两种。机内对刀是将刀具直接安装在机床的固定位置上(对于车床来说，刀具直接安装在刀架上或者通过刀架安装在刀架上)。这种方法广泛应用于车削数控机床。但机外对刀仪必须通过刀架安装在刀架(车床)上。与刀架一起，事先在机床外部进行校准，然后就可以在机床上安装刀具了。目前，这种方法主要用于镗铣加工中心等数控机床。使用对刀仪对刀需要增加对刀仪的辅助设备，装卸刀具既费钱又费力。但可以节省对刀时间，提高对刀精度，一般用于精度要求高的数控机床。

2.3 ATC工具设置

AIC对刀是利用机床上的对刀显微镜自动计算刀具长度的方法。在操作对刀镜和对刀过程中，由于手动操作和目视检查，对刀仍存在一定误差。与对刀仪相比，只装卸刀具更容易。自动对刀是利用数控装置的刀具检测功能，自动精确测量刀具在各个坐标方向的长度，自动修正刀具补偿值，不停机直接加工工件。与以往的对刀方法相比，该方法减少了对刀误差，提高了对刀精度和效率。但它需要由刀具检测传感器和刀具位置检测系统组成的自动对刀系统，数控系统必须具备自动刀具检测的辅助功能。系统复杂，需要大量投资，所以一般用在高档数控机床上。

2.4自动刀具设置

自动对刀是利用数控装置的刀具检测功能，自动修正刀具补偿值，自动精确测量刀具在各个坐标方向的长度，不停机直接加工工件。自动对刀也称为刀尖检查功能:

在加工中心最后一次安装工件后，需要用刀具库中的多个刀具加工工件的多个表面。为了提高对刀的精度和效率，一般采用外置对刀仪、ATC对刀和自动对刀的方法，其中外置对刀仪在中档铣削加工中心应用广泛。使用对刀仪对刀时，一般先选择基准芯轴对准工件表面确定工件坐标原点，再选择便于对刀的表面，采用动态对刀法(刀具旋转)。

3加工误差产生的原因及采取的措施

综上所述，造成对刀错误的原因有:

(1)用试切法对刀时，对刀误差主要来源于工件试切后的测量误差和操作时目测产生的误差。

(2)使用对刀仪、对刀镜、自动对刀时，误差并不主要是仪器的制造、安装、测量误差，使用仪器的技巧不佳也会造成误差。

(3)测量刀具时，是在静态下进行的，而加工过程是动态的，同时受到切削力和外界振动力的影响，使加工尺寸与预设尺寸不一致。误差取决于工具的质量和动态刚度。

(4)在对刀过程中，通常会进行“使机床回到参考点”的操作，在此过程中可能会发生零点漂移，从而导致对刀误差。

(5)机床内部有测量装置，最小计量单位的大小也与误差有关。一般来说，最小计量单位大的测量装置误差大，最小计量单位小的测量装置误差小。

减少对刀误差的主要措施有:

(1)通过试切对刀时，要小心。对刀后，应根据刀具加工零件的实际尺寸与编程尺寸之间的误差修正刀具补偿值，还应考虑机床重复定位精度对刀精度的影响和刀具位置安装高度对刀精度的影响。

(2)使用仪器对刀时，要注意仪器的制造、安装和测量精度。掌握仪器的正确使用方法。

(3)选择刀具时要注意刀具的质量和动刚度。

(4)定期检查数控机床的零点漂移，并注意及时调整机床。

零件加工采用试切法和近似定值法，每种方法加工五个零件。分别测量轴向尺寸和一个径向尺寸(10)，并找出尺寸偏差绝对值的平均值。平均值较大的工件组表明对刀误差较大。

如果零件的轴向尺寸精度较高，就不要使用试刀的人工测量，因为测量中的人为误差难以避免，可以使用试刀的自动测量，但也要看系统的测量精度是否与要求的尺寸精度一致。如果要求零件的径向尺寸较高，尽量不要用近似定值法对刀，这种方法很难保证刀具与工件的旋转中心精确对准。但是这种方法在刀具零件的轴向尺寸上不会有太大的误差，因为刀具的轴向尺寸是系统自动测量的，避免了人为误差的干预。