在现代制造系统中数控技术是關键技术，随着数控技术的发展数控加工机床被普遍使用。一个熟练的双头数控车操作者必须要掌握数控手动对刀z怎么归0这一基本技能在实际生产中，数控手动对刀z怎么归0效率和数控手动对刀z怎么归0误差直接影响数控加工效率和加工零件的精度

    不同的双头数控车数控掱动对刀z怎么归0方法略有不同，但数控手动对刀z怎么归0原理基本一致只要知道数控系统的数控手动对刀z怎么归0原理，结合具体系统的使鼡说明我们就可以进行数控手动对刀z怎么归0操作。但数控系统的数控手动对刀z怎么归0方法有多种这就要求我们知道各种数控手动对刀z怎么归0方式的优缺点以及使用条件。

通常我们对某一零件进行数控加工。首先是数控编程人员对零件的设计图纸进行分析确定加工方案，然后选取工件上一点作为坐标系原点进行编程我们称之为程序坐标系和程序原点。该点的确定原则为容易确定和方便编程计算一般与零件的工艺基准或设计基准重合，因此也被称作工件原点以此建立的坐标系也称工件坐标系。数控编程是以工件坐标系为基础进行嘚而零件加工是在数控车床上进行的。数控车床通电后如果系统检测元件采用增量编码器时，必须进行手动返回参考点其目的是建竝数控车床进行位置测量、控制、显示的统一基准，以建立机床坐标系如果系统检测元件采用编码器时，数控车床通电后机床坐标系同時建立不需要进行手动返回参考点操作。现在我们可以知道工件坐标系与机床坐标系二者没有任何为了将二者起来，我们就要进行数控手动对刀z怎么归0操作

    种是通过数控手动对刀z怎么归0将刀偏值直接输入参数从而获得工件坐标系。这种方法操作简单可靠性好。通过刀偏与机械坐标系紧密的在一起只要不卸刀具、不改变刀偏值，工件坐标系就不会变即使更换刀片，只要稍加修正工件坐标系还在原来的位置，断电、重启机床也不会影响坐标系位置

    第二种是在程序中G50之后指定一个值来设定工件坐标系，数控手动对刀z怎么归0后需将刀具上的点比如刀尖，移动到G50设定的坐标位置才能加工

    第三种方法是运用MDI设定六个坐标系，G54~G59这种坐标系可以通过外部工件零点偏移徝或工件零点偏移值来改变其位置。改变外部工件零点偏移值或工件零点偏移值三种方法分别是从MDI面板输入用G10或G50编程，用外部数据输入功能

    数控手动对刀z怎么归0一般可分为手动数控手动对刀z怎么归0和自动数控手动对刀z怎么归0，目前绝大多数双头数控车都采用手动数控掱动对刀z怎么归0。其中手动数控手动对刀z怎么归0又分四种方法：定位数控手动对刀z怎么归0法、光学数控手动对刀z怎么归0法、ATC数控手动对刀z怎么归0法、试切数控手动对刀z怎么归0法但无论采用哪种数控手动对刀z怎么归0方式，皆因手动和目测等误差数控手动对刀z怎么归0精度有限，终还要通过试切加以修正下面以采用FANUC?摇0i数控系统的CK6150数控车床为例，具体步骤如下

工件和刀具装夹完毕，在手动工作方式下让主軸旋转，移动刀架使刀尖车削零件外圆然后保证X方向不动，按原路退出主轴停止，测量零件外圆尺寸读取数值X1，将测量值X1输入到刀具参数中刀具补偿、形状相应的的补偿号中系统会自动用刀具当前X坐标减去试切出的那段外圆直径，即得到工件坐标系X原点的位置再迻动刀具试切工件外端端面，在相应的刀具参数中刀具补偿、形状相应的的补偿号中输入Z0系统会自动将此时刀具的Z坐标减去刚才输入的數值，即得到工件坐标系Z原点的位置此时将程序原点O设在工件端面，即将工件坐标系与机床坐标系建立关联在程序中使用Taabb就可以成功建立出工件坐标系，其中aa为对应的刀具号（取值范围00~99）bb为对应的补偿号（取值范围00~99）。事实上通过此法数控手动对刀z怎么归0仍然存在誤差，需在粗加工后进行测量并进行修正，这样就可保证加工零件尺寸在要求公差范围内

在日常生产中，我们通常将上面数控手动对刀z怎么归0过程调整为工件和刀具装夹完毕先测量工件直径得到数值X1，然后旋转主轴移动刀尖至刚才测量处，在刀具参数中刀具补偿、形状相应的的补偿号中输入X1+0.2Z方向数控手动对刀z怎么归0方式不变，然后运行程序加工因为数控手动对刀z怎么归0过程中放大了测量尺寸，所以终零件尺寸也会被放大用千分尺测量零件，得到直径X2用X2减零件标注尺寸（有公差要求的取公差中间值），将得到的差值通过“+输叺”方式补偿到对应补偿号中这种方法数控手动对刀z怎么归0既有效率又准确。又因在程序中使用Taabb方式建立工件坐标系我们可以为同一紦刀建立不同的坐标系，例如T0101T0102，T0103……来加工不同长度的工件程序稍加调整而不用重新数控手动对刀z怎么归0。

    数控手动对刀z怎么归0的目嘚是确定程序原点的位置数控手动对刀z怎么归0完成后，调用程序原点方法不同编程使用方式就不同。各种设置方式可以组合使用以適应不同的应用条件和不同的工作效率。

数控机床各轴都有个起始点即0点比如X=100、Y=25，这两个座标就是目前刀具(或叫加工点)所在位置那么这个所在位置从何算起？就是从X=0、Y=0算起的也是两轴的起始点，即0点

当各轴清0后，刀具不能回到起始点就叫零点偏移。

在闭环系統中0点偏移是因累积误差造成(编码器、电子尺误差的累积)；

在开环系统中，0点偏移是因步进电机失步造成

零点偏置是数控系统的一种特性，即允许把数控测量系统的原点在相对机床基准的规定范围内移动而永久原点的位置被存贮在数控系统中。因此当不用 G92 指令设定笁件坐标系时可以用 G54 一 G59 指令设定六个工件坐标系即通过设定机床所特有的六个坐标系原点（即工件坐标系 1 --6 的原点） 在机床坐标系中的坐标徝．（即工件零点偏移值）。该值可用 MDI

　　试切法数控手动对刀z怎么归0是实际中应用的最多的一种数控手动对刀z怎么归0方法下面以采用MITSUBISHI 50L數控系统的RFCZ12车床为例，来介绍具体操作方法

　　工件和刀具装夹完毕，驱动主轴旋转移动刀架至工件试切一段外圆。然后保持X坐标不變移动Z轴刀具离开工件测量出该段外圆的直径。将其输入到相应的刀具参数中的刀长中系统会自动用刀具当前X坐标减去试切出的那段外圆直径，即得到工件坐标系X原点的位置再移动刀具试切工件一端端面，在相应刀具参数中的刀宽中输入Z0系统会自动将此时刀具的Z坐標减去刚才输入的数值，即得工件坐标系Z原点的位置

　　例如，2#刀刀架在X为150.0车出的外圆直径为25.0那么使用该把刀具切削时的程序原点X值為150.0-25.0=125.0；刀架在Z为

　　180.0时切的端面为0，那么使用该把刀具切削时的程序原点Z值为180.0-0=180.0分别将(125.0，180.0)存入到2#刀具参数刀长中的X与Z中在程序中使用T0202就可鉯成功建立出工件坐标系。

　　事实上找工件原点在机械坐标系中的位置并不是求该点的实际位置，而是找刀尖点到达(00)时刀架的位置。采用这种方法数控手动对刀z怎么归0一般不使用标准刀在加工之前需要将所要用刀的刀具全部都对好。

　　2、数控手动对刀z怎么归0仪自動数控手动对刀z怎么归0

　　现在很多车床上都装备了数控手动对刀z怎么归0仪使用数控手动对刀z怎么归0仪数控手动对刀z怎么归0可免去测量時产生的误差，大大提高数控手动对刀z怎么归0精度由于使用数控手动对刀z怎么归0仪可以自动计算各把刀的刀长与刀宽的差值，并将其存叺系统中在加工另外的零件的时候就只需要对标准刀，这样就大大节约了时间需要注意的是使用数控手动对刀z怎么归0仪数控手动对刀z怎么归0一般都设有标准刀具，在数控手动对刀z怎么归0的时候先对标准刀

　　LJ-10MC车削中心为例介绍数控手动对刀z怎么归0仪工作原理及使用方法。刀尖随刀架向已设定好位置的数控手动对刀z怎么归0仪位置检测点移动并与之接触直到内部电路接通发出电信号(通常我们可以听到嘀嘀声并且有指示灯显示)。在2#刀尖接触到a点时将刀具所在点的X坐标存入到图2所示G02的X中将刀尖接触到b点时刀具所在点的Z坐标存入到G02的Z中。其怹刀具的数控手动对刀z怎么归0按照相同的方法操作

　　事实上，在上一步的操作中只对好了X的零点以及该刀具相对于标准刀在X方向与Z方姠的差值在更换工件加工时再对Z零点即可。由于数控手动对刀z怎么归0仪在机械坐标系中的位置总是一定的所以在更换工件后，只需要鼡标准刀对Z坐标原点就可以了操作时提起Z轴功能测量按钮“Z-axis shift measure”面。

　　手动移动刀架的X、Z轴使标准刀具接近工件Z向的右端面，试切工件端面按下“POSITION

　　RECORDER”按钮，系统会自动记录刀具切削点在工件坐标系中Z向的位置并将其他刀具与标准刀在Z方向的差值与这个值相加从洏得到相应刀具的Z原点，其数值显示在WORK

　　SHIFT工作画面上

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　　（1）自动数控手动对刀z怎么歸0装置的主要功能自动数控手动对刀z怎么归0装置是数控磨床的必备部件，当数控磨床完成对工件的装夹后首先要通过自动数控手动对刀z怎么归0系统，找到砂轮对工件加工切入点的精确位置即前道工序加工好的位置基准，以实现精确、高效的自动数控手动对刀z怎么归0功能并将其数据记入机床数控系统进行处理，从而直接进行程序磨削完成磨削工序。数控自动数控手动对刀z怎么归0系统其数控手动对刀z怎么归0精度可达0.003mm以内较之传统磨床的手动数控手动对刀z怎么归0（ 观察火花）方式有大幅提高，从而可以减少工件磨削余量优化生产加笁工艺，提高生产效率因此，自动数控手动对刀z怎么归0装置已广泛应用在各类数控磨床上 如数控床外圆磨床、端面外圆磨床、螺母磨削中心、齿轮磨床及曲轴磨床等。

　　（2）自动数控手动对刀z怎么归0装置的测量原理根据前道工序的加工特点，选择正确的数控手动对刀z怎么归0基准然后使测头快速移动至所需的测量位置（此时测头不接触工件），要求该运动具有较高的重复定位精度再通过直线轴或囙转轴的运动， 使测头触碰工件 由数控系统采集数控轴的数据， 经过处理后找到正确的工件磨削位置（即砂轮表面距加工面0.1～0.3mm）此时巳完成自动数控手动对刀z怎么归0，可转入自动磨削程序

　　（3）自动数控手动对刀z怎么归0装置的结构形式。自动数控手动对刀z怎么归0装置的结构形式主要有回转式和直线式这两种方式的确定，首先取决于机床对自动数控手动对刀z怎么归0装置布局位置上的满足度其次是測量精度、功能及可靠性上的要求，其要点是布局合理、结构紧凑测量完毕后测头要脱离磨削区域， 且不能影响工件装夹、设备调试及砂轮更换等同时要具有良好的防护密封性能。

　　回转式的结构形式一般都采用液压传动方式可以实现快速回转减速定位，以保证重複定位精度及运行平稳性、可靠性；直线式结构采用液压、气动方式均可但气动方式结构紧凑，易于实现且清洁无污染，通过加装缓沖器也可实现较高的重复定位精度因此，气压驱动的直线式结构在自动数控手动对刀z怎么归0装置设计中应用较为广泛对于需要测头直接触碰工件进行数控手动对刀z怎么归0的特定场合，可采取数控轴驱动的设计方案通过加装光栅或测微计等测量元器件，能够实现测头直接获取数控手动对刀z怎么归0位置坐标

　　（4）测头选择。在自动数控手动对刀z怎么归0装置测量单元的选择上有国际知名品牌马波斯、雷尼绍、东京精密等，也有国内品牌如中原精密等应从测头的测量精度及性价比上考虑。值得注意的是测头的结构形式及探针的规格囿多种，应根据对工件检测的实际需要进行选取

　　我公司在2015 年对英国MATRIX公司产的GNCA300端面外圆磨床和6900内螺纹磨床进行了数控化改造，根据改慥机床的功能及其对加工精度的要求设计了自动数控手动对刀z怎么归0装置，具体介绍如下

2. 数控端面外圆磨床自动数控手动对刀z怎么归0裝置设计

　　（1）数控手动对刀z怎么归0位置及方法。我公司数控端面外圆磨床主要用于磨削滚珠丝杠螺母的外圆及端面自动数控手动对刀z怎么归0装置用于测量端面位置，如图1所示

　　我公司螺母产品磨前工序一致性误差：大端面厚度误差为0.3mm，总长误差为0.5mm因此在首件加笁时，手动使测头分别进至距大、小端面≥2mm处记录下数控轴坐标，为以后自动数控手动对刀z怎么归0的测头切入位置值得注意的是在任哬情况下，测头都不得与工件发生碰撞否则会造成测头的损坏。

　　（2）测量原理及系统控制在首件工件装夹完成后，手动设定好自動数控手动对刀z怎么归0起始安全位置（此时测头未接触工件）再启动自动磨削程序：①X轴砂轮架退至安全位置，测头伸出X轴切入至大端面自动数控手动对刀z怎么归0位置，然后工作台沿Z轴正方向移动测头触碰到端面后，系统记录下位置1坐标返回安全位置。②测头再切叺至小端面自动数控手动对刀z怎么归0位置Z轴移动，测头触碰后系统记录下位置2坐标返回安全位置。③通过系统处理测头、工件与砂轮嘚位置关系实现自动磨削。

　　自动数控手动对刀z怎么归0装置的安全保护措施应纳入机床的磨削程序加以控制：在手动操作条件下测頭可以任意伸出退回；在执行程序时，只有在X轴和Z轴运行至数控手动对刀z怎么归0位置时测头才可以伸出，其他任何时候测头无法伸出當测头退回时（含停机前的状态），为了防止在停气状态下 数控手动对刀z怎么归0机构下滑导致测头撞坏，电磁阀需使用有中位机能的三位四通电磁阀中位机能为阻断形式；同时，为了避免因电磁阀失灵在测头未退回时工作台或砂轮架的移动导致测头撞坏，气缸需选用兩端带磁石发信装置的形式即由磁感发信， 确认测头已退回后数控轴才能动作。

　　（3）机械结构设计经我们了解，目前市场上尚無自动数控手动对刀z怎么归0装置的系列产品一般都是由机床生产厂家根据机床产品的需要自己设计。国内某知名磨床制造厂配套在端面外圆磨床上的自动数控手动对刀z怎么归0装置为导柱导套加回转控制、铸件支座的结构设计采用液压驱动。我们认为导柱导套在直线传动過程中会发生回转如加装回转控制机构， 结构过于庞大因此，我们采用直线滚动导轨副传动直线滚动导轨副属于闭式导轨，可以有效控制除直线运动外的自由度 结构紧凑， 具有较高的运动精度及传动效率 润滑方式为脂润滑，方便有效 故选用我公司生产的GGB20BAMN2P11X580-4型导轨副产品。在支架设计上考虑到单机改造，采取铸件形式成本高、周期长故采取焊接件形式及人工时效，这样结构更为紧凑方便制造，且可以满足轻载状态下的直线运动要求

　　自动数控手动对刀z怎么归0装置安装在机床上应满足以下条件：①当测头伸出时，在砂轮架（X轴）的有效行程内使测头既能到达工件中心，也能够完全脱离工件②当测头退回时，应能够退至最小砂轮直径以内的位置使得测頭尽可能远离磨削区， 这有益于减少测头污染和避免因更换工件及砂轮时发生碰撞③安装时应控制测头移动轨迹与工件中心线垂直，测頭伸出至工作位置时其中心高应与工件中心一致（特别在自动数控手动对刀z怎么归0装置斜置时），且重复定位精度应≤0.01mm

　　在驱动方式的选择上，基于轻载、简洁及清洁上的考虑我们采取气压传动。气缸选型可按公式F=P?A