在數(shù)控加工中，工件坐標系確定之后,，還必須確定刀位點在工件坐標系中的位置即對刀,。目前，數(shù)控機床加工之前的對刀大多采用手動試切,，靠人工控制,，因此準備工時長,、對刀精度不穩(wěn)定。本文試探討在機床數(shù)控系統(tǒng)軟件支持下,，增設(shè)一個相對獨立的自動對刀程序模塊來實現(xiàn)簡易的自動對刀控制,。

一、自動對刀系統(tǒng)及實現(xiàn)機理

自動對刀系統(tǒng)由對刀控制裝置和自動對刀儀組成,，配合機床數(shù)控系統(tǒng)使用,。自動對刀儀由對刀收信電路（圖1）和標準對刀棒組成。對刀的工作原理是連續(xù)自動進給收信方式,。這一過程是在編輯狀態(tài)下,，由鍵盤發(fā)出對刀指令，經(jīng)對刀控制裝置識別處理后,，傳給機床數(shù)控系統(tǒng)的指定驅(qū)動單元,，控制刀具向標準對刀棒表面自動定位尋邊運動。在刀尖觸及對刀棒表面的瞬間,，傳感器上的高電平通過刀尖對地產(chǎn)生負跳變,，該信號發(fā)向?qū)Φ犊刂蒲b置引起中斷程序控制機床數(shù)控系統(tǒng)伺服機構(gòu)停止運動：計算機提取該軸對刀基準點的坐標數(shù)據(jù)后及時后退一定的距離：然后沿另一坐標方向繼續(xù)作定位尋邊運動，以便再次引起中斷并記取此軸對刀基準點的坐標數(shù)據(jù),，經(jīng)計算后作為預(yù)設(shè)工件坐標系的零點,。尋邊定位對刀的實現(xiàn)流程如圖2所示。

二,、自動對刀儀

自動對刀儀的標準對刀棒是作為對刀尺寸基準的傳感部件,，由芯軸、絕緣套,、對刀圈三部分組成,。對刀圈結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)車削與鎖銑加工的對刀方式不同，采用不同的設(shè)計,。

1．?dāng)?shù)控車床用對刀儀

應(yīng)充分考慮車刀的多樣性及其測量誤差對加工精度的影響,。故將對刀圈設(shè)計成具有外圓、內(nèi)孔及內(nèi)外錐面的四個測量表面（圖3）,。它們分別用于對外圓車刀,、內(nèi)孔車刀和端面車刀等刀具進行刀位點的位置測量。其對刀操作步驟非常便捷,，先用點動方式將車刀移至對刀圈外圓附近,，然后直接啟動自動對刀程序，刀具便進行自動對刀運動,。該對刀儀在開環(huán)數(shù)控車床上使用時,，應(yīng)考慮消除傳動間隙所產(chǎn)生的對刀誤差。為此可在流程圖中插入消隙過程,，即當(dāng)?shù)毒甙凑罩付ㄒ蠛笸藊′ 以后,，再讓其沿X軸前進一個△x的距離（△x < x′),，然后執(zhí)行下一步流程。

2．加工中心用對刀儀

需要鏜銑加工的零件,，特別是孔類零件,，其對刀方式通常是利用已加工的定位孔或基準線、面作為定位基準,。批量生產(chǎn)中,，工件采用夾具進行定位安裝，常用的定位方式是“一面兩銷”或“兩面一銷”方式,。以立式數(shù)控銑床為例,，夾具在Z坐標的位置基本上是通過加工程序來確定的，因此,，只要在XY平面上找到定位塊的定位基準坐標后,，將對刀取得的基準點坐標數(shù)據(jù)經(jīng)一定計算后作為預(yù)設(shè)工件坐標系的原點（用G54等指令確定）即可。圖4所示的是針對“兩面一銷”定位形式的夾具對刀方法,。其尋邊方式是：先用基準直徑為D的標準對刀棒找到X向定位塊的右邊界,，記下此時X軸坐標值x0，在保持Y坐標不變的情況下按X為－向后退一個給定值x′,，然后沿Y軸向下尋邊找到Y(jié)坐標定位銷的上邊界,，記下此時Y軸坐標值)y0，則

即為確定的工件坐標系原點,。該種對刀棒的傳感元件僅需一個外圓測量表面,，用于對線面一類的定位元件進行位置測量。在設(shè)計對刀棒時,，應(yīng)根據(jù)機床主軸內(nèi)錐孔的大小,，采用不同的組裝結(jié)構(gòu)（見圖5a、5b）,。

?

三、自動對刀儀的定位精度分析

從理論上講,，自動對刀儀由于采用電信號位置檢測,，能使對刀誤差控制在一步(0.005~0.01 mm )之內(nèi)。但實際上所能得到的測量精度不完全取決于所配套數(shù)控系統(tǒng)的分辨率,，還和機床傳動系統(tǒng)誤差和對刀棒的幾何形狀,、加工精度和裝配質(zhì)量等因素有關(guān)對于機床傳動誤差（主要指車床開環(huán)控制系統(tǒng)），可通過軟件來控制消除機床傳動間隙的影響,；在標準對刀棒的設(shè)計和制造過程中應(yīng)充分注意測量精度的要求,，嚴格控制加工與裝配誤差，保證對刀精度,。