数控铣床对刀原理

数控铣床对刀是指在数控铣削加工前，通过测量刀具的实际位置和几何尺寸，将测量结果作为补偿值输入数控系统，实现刀具坐标系与工件坐标系的精确对应，从而提高加工尺寸精度和表面质量的过程。汉测为您介绍，数控铣床对刀的基本原理如下：

1.建立机床坐标系

机床坐标系是数控铣床定位运动的基础，通过机床本身的位置反馈装置（如光栅尺、旋转编码器等）建立起以机床零点为原点，X、Y、Z三个互相垂直的坐标轴构成的空间直角坐标系。

2.建立刀具坐标系

刀具坐标系以刀具参考点（如刀尖点、刀柄端面等）为原点，以刀轴方向为Z轴，垂直于Z轴并相互垂直的两个方向为X轴和Y轴，建立起另一个独立的空间直角坐标系。刀具坐标系相对于机床坐标系有一个固定的空间位置关系。

3.测量刀具长度

刀具长度是指刀具参考点到机床主轴端面的Z向距离。测量方法有以下几种：

-手动对刀：用百分表等测量工具，手动测量刀具长度，并输入数控系统的刀具参数表

-半自动对刀：利用机床探针、对刀块等辅助工具，手动将刀具移至对刀位置，由数控系统自动记录坐标并计算刀具长度

-全自动对刀：采用对刀仪、激光测头等在线测量装置，由数控系统控制刀具自动完成对刀过程，无需人工干预

4.测量刀具半径

刀具半径是指刀具横截面的半径尺寸。测量方法有以下几种：

-间接测量：利用标准量块、对刀杆等已知尺寸的工件，测量刀具加工后的实际尺寸，通过计算得到刀具半径

-正负对刀：用两个相对的方向测量同一刀具的同一个面，取两次测量结果的平均值作为刀具半径

-扫描测量：用激光传感器、CCD相机等扫描刀具旋转一周的轮廓，提取刀具轮廓的圆弧参数，计算刀具半径

5.建立刀具补偿

将测量得到的刀具长度、半径等参数输入数控系统的刀具偏置参数表，建立起刀具坐标系与机床坐标系之间的关联。在加工程序运行时，数控系统根据当前使用的刀具号和补偿号，自动调用相应的补偿参数，对刀具的运动路径和切削用量进行实时修正，实现刀尖点轨迹与编程轨迹的重合。

6.刀具磨损补偿

刀具在切削过程中会产生磨损，使得实际加工尺寸发生偏差。为保证加工精度，需要定期测量刀具的磨损量，并将磨损值作为补偿值输入数控系统，修正刀具偏置参数。常用的刀具磨损测量方法有：

-间接测量：利用在机测头等装置测量加工零件的实际尺寸，通过尺寸偏差反推刀具磨损量

-直接测量：利用工具显微镜、扫描电镜等设备直接测量刀具磨损区的轮廓形貌，计算磨损量

-预测估计：根据切削参数、时间、材料等建立刀具磨损模型，利用模型预测刀具的磨损进程，指导补偿

通过对刀和补偿技术，数控铣床可以将加工误差控制在几微米到几十微米的水平，大幅提高了加工精度和自动化程度。随着在机测量、误差补偿、智能优化等技术的发展，数控铣床的对刀精度和效率还将进一步提升，为高端制造业的发展提供有力支撑。