如何进行对刀操作？

介绍完坐标系和刀具长度补偿后，就该介绍对刀了。对刀是重点，也是难点。对刀的方式多种多样，手段灵活多变。

数控程序一般按工件坐标系编程，对刀的过程就是建立工件坐标系与机床坐标系之间位置关系的过程。在铣床及加工中心上，常见的是将工件上表面对称中心点、四角或重要内孔/凸台的圆心设为工件坐标系原点。通过对刀，计算出工件原点在机床坐标系中的坐标，并将此值输入到相应的坐标系中。

1.X、Y轴对刀

X、Y轴对刀选用的工具一般为检验棒、塞尺、立铣刀、偏心式寻边器、光电式寻边器、游标卡尺、千分尺、杠杆指示表、指示表等。偏心式寻边器和光电式寻边器如图3-27所示。

图3-27 偏心式寻边器和光电式寻边器

寻边器由固定端和测量端两部分组成。固定端由弹簧夹头夹持在机床主轴上，中心线与主轴轴线重合。图示偏心式寻边器的测量端，上部分是ϕ10mm，下部分是ϕ4mm。测量时，在MDI方式下，让主轴以400～500r/min的转速旋转，如果转速过高，离心力很大，连接固定端和测量端内部的弹簧会被甩坏。通过手动、手轮方式，使寻边器向工件基准面移动靠近，让测量端接触基准面。在测量端未接触工件时，固定端与测量端的中心线不重合，两者呈偏心状态。当测量端与工件接触后，偏心距减小，这时使用手轮方式微调进给，一格一格地摇动手轮，使寻边器继续向工件移动，偏心距逐渐减小。当测量端和固定端的中心线重合的瞬间，从垂直于轴线的两个相互垂直的方向看过去，测量端会出现明显的偏心状态。这时主轴中心位置距离工件基准面的距离等于测量端的半径，记下此时的机床坐标值。

使用光电式寻边器测量时，在MDI方式下，让主轴以400～500r/min的转速旋转，通过手动、手轮方式，当寻边器前端直径为Sϕ10mm的球头靠近工件时，使用手轮方式微调进给，一格一格地摇动手轮，当寻边器的氖管刚发出红光时停止摇动，此时光电式寻边器正好与工件接触，记下此时的机床坐标值。

注意：

①球头直径是10mm，必须在工件被测平面以下至少5mm处测量，一般为6～8mm；②在退出寻边器时要注意方向，以免损坏寻边器；③使用光电式寻边器对刀时，工件必须是金属等导电材料，并将工件的各个侧面擦拭干净，不要粘有异物或微尘，以免影响导电性。

也可以使用检验棒＋塞尺，检验棒＋塞尺＋游标卡尺/千分尺、光电式寻边器/偏心式寻边器＋游标卡尺/千分尺等方式组合起来使用，以上适合侧面较光滑或精加工过的工件的对刀。毛坯可以用立铣刀试切，或立铣刀试切＋游标卡尺的方法对刀。使用塞尺对刀时，要注意塞尺和检验棒的松紧度，以塞入后拉出来阻力适合为宜

（1）矩形工件的四面/两面分中对刀法 如图3-28所示，四面分中对刀采用的可以是以上单一工具或几种工具的组合。

图3-28 四面分中对刀

设寻边器测量端或刀具的半径为r，对刀时将工件坐标系原点到工件X方向左侧面的位置记为X_左，到工件X方向右侧面的位置记为X_右，则X_中=（X_左＋X_右）/2。对刀在工件两端侧面时的主轴中心位置，在左侧面时相对工件坐标系原点X方向的坐标为X_左－r，在右侧面时为X_右＋r，X_中=（X_左－r＋X_右＋r）/2=（X_左＋X_右）/2，即与寻边器测量端或刀具的半径r值无关。采用以下4种方法中的一种方法即可。

①利用机械坐标值分中对刀（这是最基本的方法，如果对以下3种对刀方法理解不够，请掌握此方法）。

采用此方法对刀时，先开机回零，装夹好工件，主轴安装了刀具或寻边器后，在MDI方式下使主轴以一个合理的转速旋转，转到手动或手轮方式，从多个角度观察，使刀具或寻边器靠近工件，在手轮方式下以较低的倍率靠近工件左边，直至刀具或寻边器刚刚接触到工件。然后按POS键多次或按POS键后按［综合］软键，直至出现图3-29所示的界面，最好在纸上记下此时X轴的机械坐标值，此时X轴可以移动，然后抬刀；对工件右边进行同样的操作。

计算X_中=（X_左＋X_右）/2=（－455.247mm－350.423mm）/2=－402.835mm，抬刀，用手动或手轮方式选择较快的移动速度，最后用手轮方式以×0.001的倍率移动机床至机械坐标X－402.835的位置上，按OFS/SET键，按“［坐标系］”软键，按↑、↓、←、→键找到对此工件设定的坐标系的X轴位置上，比如为G54坐标系，键入“X0”，按［测量］软键，则G54坐标系X轴坐标值显示为“X－402.835”，如图3-30所示。这样，X轴就对好了。键入“X0”的含义是把当前位置作为指定坐标系的零点。

或者在对好X_左和X_右后，计算出X_中的机械坐标值，单击OFS/SET键，单击［坐标系］软键，按↑、↓、←、→按键找到对此工件设定的坐标系的X轴的位置上，例如为G54坐标系，键入“－402.835”，按INPUT键或［输入］软键即可，则G54坐标系X轴坐标值显示为“X－402.835”，如图3-30所示。这么操作，X轴可以在任何位置上。

显然，后者更为简便一些，不需要通过手动或手轮方式移动刀具到指定的位置上，节省了时间。

图3-29 对刀操作时的位置界面

图3-30 对刀数据的输入

②利用相对坐标对刀。把立铣刀或寻边器对在工件左边时，保持X轴位置不变，抬刀，然后按POS键多次或按POS键后，按［相对］软键，按下“X”键，屏幕上的“X”会闪烁，按下［起源（ORIGIN）］软键，这样就清零了X轴的相对坐标；对右边后，保持X轴位置不变，抬刀。清零相对坐标对刀的界面如图3-31所示。

图3-31 清零相对坐标对刀的界面

算出中间点的相对坐标位置为X52.412，用手动或手轮方式选择较快的移动速度，最后用手轮方式以×0.001的倍率移动机床至相对坐标X52.412的位置上，按OFS/SET键，按［坐标系］软键，按↑、↓、←、→键找到对此工件设定的坐标系的X轴位置上，例如为G54坐标系，输入“X0”，按下［测量］软键，则G54坐标系X轴坐标值显示为“X－402.835”。这样，X轴就对好了。对刀数据的输入如图3-32所示。

图3-32 对刀数据的输入

或者在清零X_左，对好X_右，计算好X_中后，抬刀，按OFS/SET键，按［坐标系］软键，按↑、↓、←、→键找到对此工件设定的坐标系的X轴位置上，例如为G54坐标系，输入“X52.412”，按［测量］键即可，则G54坐标系X轴坐标值显示为“X－402.835”。如果是清零X_右，对好X_左后，键入“X－52.412”，按［测量］软键。

显然，后者更为简便一些，不需要通过手动和手轮方式移动刀具到指定的位置上，节省了时间。

很多人在X、Y轴对刀时，都是一味地通过手动和手轮方式移动刀具到工件的对称中心后，才告诉机床该位置是工件坐标系的“X0”“Y0”。要知道，移动机床到一个精确的位置上，最后需要小心地摇动手轮，需要花费较长的时间。现在换一种思维，既然能告诉机床，工件的对称中心是工件坐标系的“X0”；那么同理也能告诉机床，相对于对称中心，工件的右边是“X52.412”。道理一样，但效率不同。

但是，以上2种或者说是4种对刀方法，采用的都是四面分中，＋X、－X、＋Y、－Y，4个方向都要对刀，一个都不能少，都要仔细观察寻边器偏心的程度或氖管是否亮起了红灯，或立铣刀是否刮起了一层细细的切屑，或感知塞尺松紧程度是否合适等，对4个面分中，这样需要花费较长的时间。如果能借助测量工具对刀，两面分中，可以达到事半功倍的效果。否则，在你还没对好四个面里的两个面的时候，人家把数值已经填入坐标系里了。

③借助测量工具两面分中快速对刀。把偏心式寻边器下端ϕ4mm测量端对在工件左边时，保持X轴位置不变，抬刀，停主轴，用游标卡尺或千分尺测量工件X向长度，为100.82mm，则寻边器中心距离工件中心的距离为（4mm＋100.82mm）/2=52.41mm，寻边器中心相对工件对称中心X轴的坐标值为X－52.41。按OFS/SET键，按“［坐标系］”软键，按↑、↓、←、→键找到对此工件设定的坐标系的X轴位置上，例如为G54坐标系，输入“X－52.41”，按［测量］软键即可，则G54坐标系X轴坐标值显示为“X－402.837”。同理，如果把寻边器对在了工件的右边，键入G54坐标系的就变为“X52.41”，按［测量］软键，则G54坐标系X轴坐标值显示为“X－402.833”。这样，一个坐标轴只需对一个边就可以了。

由于用游标卡尺和寻边器测量工件时的误差，游标卡尺测量到工件长度为100.80mm或100.84mm也是可能的。如果用偏心式寻边器下端ϕ10mm测量端、检验棒＋塞尺、立铣刀、光电式寻边器对刀，则刀具中心到工件边缘的距离据实际情况改一下数值就行了。

上述三种方法中，Y轴对刀方法同X轴；先对右边还是先对左边，先对后边还是先对前边，方法都一样，输入数值的符号改变一下就行了，不再赘述。

④利用系统变量或G10指令对刀。通过系统变量也可以对工件四面分中，而且不需要人工计算，只需要编写一段简短的程序。关于系统变量，可以参考第5章用户宏程序中的相关介绍。

如果是采用自动测量装置，可以用G31跳过功能编写类似下面的程序。其中，＃5061～＃5065对应第1～5轴的坐标值。具体请参考FANUC说明书。

O0042；

N1＃1=＃5021； 读取第一轴（X轴）当前位置的机械坐标值

M05；

M00；

N2＃2=＃5021；

N3＃5221=［＃1＋＃2］/2； G54坐标系第一轴（X轴）工件原点偏置量

M05；

M00；

N4＃3=＃5022； 读取第二轴（Y轴）当前位置的机械坐标值

M05；

M00；

N5＃4=＃5022；

N6＃5222=［＃3＋＃4］/2； G54坐标系第二轴（Y轴）工件原点偏置量

M30；

步骤：安装寻边器后，在MDI方式下以一个合理的转速转动主轴，以手动、手轮方式移动刀具，对刀在＋X/－X轴后，保持X轴位置不变，抬刀，转到自动连续方式运行N1，至M00时程序停止；转到手动、手轮方式起动主轴并移动寻边器，对刀在－X/＋X轴后，保持X轴位置不变，抬刀，转到自动方式，运行N2、N3至M00，此时，工件X轴方向的中心已被程序自动计算出来，并把结果赋值给G54工件坐标系的X轴；对Y轴同样操作。

如果需要对其他坐标系进行对刀，只需把N3、N6程序段的系统变量进行修改即可。坐标系和相应系统变量的对照见表3-7。

表3-7 坐标系和相应系统变量的对照

（续）

也可以采用G10指令达到类似的目的，程序如下：

O0044；

N1＃1=＃5021； 读取第一轴（X轴）当前位置的机械坐标值

M05；

M00；

N2＃2=＃5021；

N3＃3=［＃1＋＃2］/2；

M05；

M00；

N4＃4=＃5022； 读取第二轴（Y轴）当前位置的机械坐标值

M05；

M00；

N5＃5=＃5022；

N6＃6=［＃4＋＃5］/2；

G90 G10 L2 P 1～6 X＃3 Y＃6； 对应G54～G59坐标系（或G90 G10 L20 P 1～48 X＃3 Y＃6；对应G54.1P1～G54.1 P48坐标系）

M30；

操作步骤同上。

除四面分中外，如果需要把工件坐标系原点设定在工件4个角中的某一个角上，可以把寻边器分别对在X、Y轴相应的某两个边上，抬刀，按OFS/SET键，按［坐标系］软键，按↑、↓、←、→键找到对此工件设定的坐标系的X、Y轴的位置上，例如为G54坐标系，分别键入“X±r”、“Y±r”，按［测量］软键即可。r值为刀具中心到工件边缘的距离。

用寻边器对刀适合已经加工过的侧面；和测量工具合用的对刀方法，适合已经加工过的侧面或毛坯。

（2）圆形工件的对刀法 圆形工件也可以采用上述方法对刀。不过要注意：对X轴时Y轴不要移动，对Y轴时X轴不要移动，并尽量在圆的直径方向上对刀。对已精加工过的内孔可以按以下方法精确对刀。

在某一些工件或夹具上，上面已经加工出较大的孔，或圆柱凸台，或夹具上已有用于定位的圆台、圆柱，需要以孔或圆柱的中心作为工件坐标系X、Y轴的坐标原点，可以用指示表或杠杆指示表对刀。对刀方法如下：

1）把指示表安装在磁性表座上，再将磁性表座吸附在机床主轴上；或把磁性表座的调整支架焊接在废旧的刀柄下端，安装上指示表，再把磁性表座吸附在机床主轴上。调整好测量头的角度后，用手拨动主轴旋转，或使主轴低速旋转。

2）轻轻摇动手轮，使表头逐渐靠近孔壁或圆柱面，保持一定的压缩量。

3）使用小进给倍率摇动手轮，小心逐步调整到使主轴旋转一周时，表针的跳动量在允许的范围内，如0.01～0.02mm，此时可以认为主轴的旋转中心和工件孔或圆柱的中心重合。

4）停主轴，沿Z轴正方向移出指示表，按OFS/SET键，按［坐标系］软键，按↑、↓、←、→键找到对此工件设定的坐标系的X、Y轴的位置上，例如为G54坐标系，分别输入“X0”“Y0”，按［测量］软键即可。

【例3-11】 如图3-33所示的工件，加工背面时已加工好ϕ16H7和ϕ30H6两个孔，根据工艺要求，加工正面时常采用“一面两孔”定位，在夹具上安装ϕ30h6、ϕ16h6的圆柱销和支承板定位，然后用压板压紧。但有时批量较小或批量较小且几个品类的孔中心距不等时，采用一面一孔定位。把磁性表座吸附在机床主轴上，调整指示表对在夹具上的ϕ30h6的圆柱销，使指针跳动量在0.01～0.02mm，把值输入坐标系。

图3-33 圆形工件的对刀示例

安装工件，使ϕ16H7孔大致在＋Y向，夹紧工件前编几段程序，程序如下：

则此时，由ϕ30H6孔心指向ϕ16H7孔心的方向即被设置为＋Y向。

2.Z轴对刀

Z轴对刀更关系到机床的安全！如果X、Y轴对刀出现了少许偏差，刀具损坏的可能性还会小一些，如果Z轴对刀错误，产生严重碰撞的可能性非常大。所以，在进行Z轴对刀时请务必仔细阅读以下内容，透彻理解，并小心操作！

Z轴可以采用刀具试切、刀具＋塞尺/刀柄、Z轴设定器等工具对刀。如用刀柄，最好是硬质合金刀具的刀柄，其径向尺寸公差小。试切用于粗略对刀。

由于刀具长度补偿往往用于在换刀时保证不同刀具在工件坐标系中具有相同的Z向基准，因此，刀具长度补偿值的确定与机床的对刀方法有关。根据工件坐标系G54～G59或G54.1 P1～G54.1 P48中Z向偏置值设定的不同，Z轴对刀可采用以下三种方法。

（1）方法一 工件坐标系G54～G59或G54.1 P1～G54.1 P48中Z向偏置值设定为0，即Z向的工件坐标系原点与机床原点重合。

这是一般规模生产的工厂里最常用的对刀方法，没有基准刀具，请掌握。如图3-34所示，补偿量就是实际移动量。

图3-34 刀具长度补偿量的测量方法一

操作步骤如下：

①开机回零后，在手动或MDI方式下把刀具安装到主轴上，如果采用试切对刀，可以让主轴以一个合理的速度正转；如果用刀具＋塞尺/刀柄、Z轴设定器对刀，则不需要转动主轴。

②使刀具靠近工件，如果是毛坯面，可以先用面铣刀轻轻扫一刀，有一个基准，以确保每一把刀具都对在相同的Z平面上。

如果采用试切对刀，应一边用手摇动手轮，一边低头观察刀具的虚影和工件之间的间隙，在离工件很近的地方，用×0.01或×0.001的倍率小心摇动，直到产生轻微切屑或有划痕。

如果是用刀具＋塞尺对刀，注意塞尺的松紧程度是否合适。

如果是用刀具＋刀柄对刀，注意刀柄在工件平面和刀具之间来回移动时不要向下移动Z轴，以免刀具崩刃。应该在Z轴向下移动之后，再来回移动刀柄，以感知刀柄是否能通过该间隙。

如果用50mm或100mm规格的Z轴设定器对刀，首先要对Z轴设定器进行归零操作。先将平面量块置放在标准面上，压平，转动设定器上的指示表，使指针归零，然后移开量块。把设定器的磁性底座吸附在已经装夹好的工件表面上。移动刀具，在接近设定器时选用手轮方式慢速移动刀具，使指针指到零位，此时刀具距离工件上表面50mm。但是，如果刀具很长，或工件很高，或刀具很长且工件很高，就不适合用Z轴设定器对刀。Z轴设定器如图3-35所示。

③按POS键多次或按POS键后按［综合］软键，直至出现综合坐标界面，记下此时的“机械坐标”中Z轴的数值。此时，刀具沿Z轴可以移动。

为了避免来回在“坐标系”和POS之间切换界面翻看并记忆对刀时的机械坐标值带来的麻烦，可以在Z轴归零后，按POS键，按［相对］软键，按下“Z”键，屏幕上的“Z”会闪烁，按下“ORIGIN”（起源）软键，这样就清零了Z轴的相对坐标。装刀对刀时，用此方法，Z轴也可以移动，但刀具脱离工件，移动X、Y轴后，刀具仍要移回到原来的Z轴位置上。

④按OFS/SET键，按［坐标系］软键，按↑、↓、←、→键找到对此工件设定的坐标系的Z轴的位置上，例如为G54坐标系。

图3-35 Z轴设定器

如果想把此平面作为工件坐标系的Z0平面，可以按下“0”，然后按INPUT键或［输入］软键。

如果在上述步骤②扫一刀之后，对工件进行了高度测量，发现比预想的高了1.5mm，那么对刀的平面就是Z1.500平面，按下“－1.5”，然后按INPUT键或［输入］软键或［＋输入］软键。

这一步也可以在步骤②扫一刀之后，对工件进行了高度测量之后进行。

⑤按OFS/SET键，按［补正］软键，按↑、↓、←、→键或按下此刀具长度补偿对应番号的数字，如“H120”，则按下“120”，按［No.检索］软键，找到“形状（H）”。

把刚才对刀时记住的Z轴的机械坐标值填入，例如为“Z－123.456”，按下“－123.456”，然后按INPUT键或［输入］软键就行了。

如果用清零相对坐标的Z值的方法对刀，则按下“Z”，然后按下［C.输入］软键。则此位置时的Z轴的相对坐标值被直接填入“形状（H）”中。

⑥如果是用刀具＋塞尺对刀，比如塞尺厚度为1.00mm，执行步骤⑤后，按“－1.”，按下［＋输入］软键。

如果是用刀具＋刀柄对刀，比如刀柄直径为10mm，执行步骤⑤后，按“－10.”，按下［＋输入］软键。

如果用50mm或100mm规格的Z轴设定器对刀，执行步骤⑤后，按“－50.”或“－100.”，按下［＋输入］软键。

⑦以上对刀方法用“G00 G43 H_Z_；”来调用。

如果用“G00 G44 H_Z_；”来调用的话，请按照以下方法操作。

重复以上①～④步骤后，然后把刚才对刀时记住的Z轴的机械坐标值的相反数填入，例如为“Z－123.456”，则按下“123.456”，然后按INPUT键或［输入］软键就行了。

如果用清零相对坐标Z值的方法对刀，记住对刀时的Z轴的相对坐标值，然后把这个值的相反数填入。例如相对坐标为“Z－123.456”，则按下“123.456”，然后按INPUT键或［输入］软键，然后根据刀具与工件之间的测量物，再按下述操作就行了。

如果是用刀具＋塞尺对刀，比如塞尺厚度为1.00mm，接着按“1.”，按下［＋输入］软键。(www.xing528.com)

如果是用刀具＋刀柄对刀，比如刀柄直径为10mm，接着按“10.”，按下［＋输入］软键。

如果用50mm或100mm规格的Z轴设定器对刀，接着按“50.”或“100.”，按下［＋输入］软键。

⑧对其他刀具同样按照以上步骤操作。

（2）方法二 工件坐标系G54～G59或G54.1 P1～G54.1 P48中Z向偏置值设定为，基准刀具刀位点从机床参考点到工件坐标原点之间的距离，如图3-36中的A值。即以基准刀具刀尖中心到与工件上表面重合作为依据建立工件坐标系的Z向基准。

该方法为有基准刀具的对刀方法，可以选择掌握。

图3-36 刀具长度补偿量的测量方法二

操作步骤如下：

①开机回零后，在手动或MDI方式下把基准刀具安装到主轴上，如果采用试切对刀，可以让主轴以一个合理的速度正转；如果用刀具＋塞尺/刀柄、Z轴设定器对刀，则不需要转动主轴。

有基准刀具的对刀方法就要先对基准刀具，基准刀具可以是这些刀具中最长的一把，或是最短的一把，或是其中的任何一把。

②使刀具靠近工件，如果是毛坯面，可以先用面铣刀轻轻扫一刀，有一个基准，以确保每一把刀具都对在相同的Z平面上。

采用刀具试切、刀具＋塞尺/刀柄、Z轴设定器等工具对刀，同第一种方法，不要移动刀具。

③把基准刀具对在工件的上表面上，按POS键，按［相对］软键。

如果是试切对刀，按下“Z”按键，屏幕上的“Z”会闪烁，按下“ORIGIN”（起源）软键，这样就清零了Z轴的相对坐标。

如果刀具下面有塞尺、刀柄或Z轴设定器，可以把此时的Z的相对坐标值预置为它们的Z向尺寸，即与对刀平面之间的距离。在相对坐标画面，按下“Z”，按下“［预置］”软键，就把相对坐标预置为Z1.000、Z10.000或Z50.000。

④按OFS/SET键，按［坐标系］软键，按↑、↓、←、→键找到对此工件设定的坐标系的Z轴的位置上，例如为G54坐标系。

如果是试切对刀，按下“Z0”，按［测量］软键，则就会把此时的Z的机械坐标值作为工件坐标系的Z0位置，Z的机械坐标值就会被填入此坐标系的Z中。

如果刀具下面有塞尺、刀柄或Z轴设定器，可以把此时它们的Z向尺寸作为它们在工件坐标系中的Z轴坐标，例如按下“Z1.”、“Z10.”或“Z50.”，按［测量］软键。

⑤按OFS/SET键，按［补正］软键，按↑、↓、←、→键或按下此刀具长度补偿对应番号的数字，如“H120”，则按下“120”，按［No.检索］软键，找到120番号的“形状（H）”。

如果是试切对刀，按下“Z”，按下［C.输入］软键，0被填入；或按下“0”，按INPUT键或［输入］软键，清零补偿值。

如果刀具下面有塞尺、刀柄或Z轴设定器，按下“Z”，按下［C.输入］软键即可。

⑥对好了基准刀具之后，抬刀，换上任一把刀具，去对刀。

⑦如果是试切对刀，找到此刀具对应番号的“形状（H）”，按下“Z”，按下［C.输入］软键即可。

如果刀具下面有塞尺、刀柄或Z轴设定器，且两次对刀所用的塞尺厚度、刀柄直径、Z轴设定器尺寸均与基准刀具对刀时所用的一致，按下“Z”，按下［C.输入］软键即可；如果不一致，例如，基准刀具对刀用的是1.00mm厚度的塞尺，这把刀具对刀时用的是10mm刀柄，也按下“Z”，按下［C.输入］软键。

⑧以上对刀方法用“G00 G43 H_Z_；”来调用。

如果用“G00 G44 H_Z_；”来调用的话，请按照以下方法操作。

重复以上①～④步骤后，按OFS/SET按键，按［补正］软键，找到此刀具长度补偿对应番号的形状（H），不管是试切对刀还是其他方式对刀，把此时相对坐标的Z值的相反数填入。然后换刀，对刀，找到此刀具对应番号的“形状（H）”，把此时相对坐标的Z值的相反数填入。

⑨其他刀具的对刀操作同步骤⑥～⑧。

⑩按OFS/SET键，按［坐标系］软键，按↑、↓、←、→键找到对此工件设定的坐标系的Z轴的位置上，例如为G54坐标系：如果在上述步骤②扫一刀之后，对工件进行了高度测量，发现比预想的高了1.5mm，那么此对刀的平面就是Z1.500平面，按下“－1.5”，然后按［＋输入］软键。

（3）方法三 工件坐标系G54～G59或G54.1 P1～G54.1 P48中Z向偏置值设定为，从机床参考点到工件坐标原点之间的Z向距离。

该方法是适合有机外对刀仪的对刀方法，适合工厂化生产时使用，节约了机内对刀的时间，如图3-37所示。

操作步骤如下：

①先把刀具安装在刀柄上，放置在机外对刀仪的刀座上，用测头接触刀具，数字显示屏上就显示刀具刀头部分的长度L，记下这个数值，比如为82.345mm。

②使刀具靠近工件，如果是毛坯面，可以先用面铣刀轻轻扫一刀，有一个基准，以确保每一把刀具都对在相同的Z平面上。

③按OFS/SET键，按［坐标系］软键，按↑、↓、←、→键找到对此工件设定的坐标系的Z轴的位置上，例如为G54坐标系：

如果是试切，按下“Z82.345”，按［测量］软键。

如果刀具下面有塞尺、刀柄或Z轴设定器，按下“Z82.345”，按［测量］软键，再减去塞尺、刀柄或Z轴设定器的Z向厚度即可，比如厚度为1.00mm、10mm、50mm，则输入“－1.”“－10.”或“－50.”，按下［＋输入］软键；或直接输入此刀在对刀仪上测量到的长度加上塞尺、刀柄或Z轴设定器的Z向厚度，比如厚度为1.00mm、10mm或50mm，则输入“Z82.345＋1.”“Z 82.345＋10.”或“Z 82.345＋50.”，即输入“Z83.345”“Z92.345”或“Z132.345”，按［测量］软键。

图3-37 刀具长度补偿量的测量方法三

④按OFS/SET键，按［补正］键，按↑、↓、←、→键或按下此刀具长度补偿对应番号的数字，如“H120”，则按下“120”，按［No.检索］软键，找到120番号的“形状（H）”。

分别找到这把刀具和其他刀具对应长度补偿番号，把它们在机外对刀仪上测量到的刀具长度值分别对应填入。

⑤以上对刀方法用“G00 G43 H_Z_；”来调用。

如果用“G00 G44 H_Z_；”来调用的话，请按照以下方法操作。

重复①～③步骤后，按OFS/SET键，按［补正］软键，分别找到这把刀具和其他刀具对应长度补偿番号，把它们在机外对刀仪上测量到的刀具长度值的相反数分别对应填入。

⑥按OFS/SET键，按“［坐标系］”键，按↑、↓、←、→键找到对此工件设定的坐标系的Z轴的位置上，例如为G54坐标系：如果在上述步骤②扫一刀之后，对工件进行了高度测量，发现比预想的高了1.5mm，按下“－1.5”，然后按［＋输入］软键。

以上Z轴的三种对刀方法是用不同的方法路径达到了相同的结果。

另外，有些编程人员在对刀后不用“G00 G43/G44 H_Z_；”这样的指令，而是直接编写“G00 Z_；”，用的好像不是以上三种方法中的任一种，他们又是怎么对刀的呢？其实，这种情况多数发生在数控铣床上，即所用刀具较少或所用工件坐标系较少或两者都较少的时候，用的是Z轴的第二种对刀方法，把每一把刀具都看作是基准刀具，把对刀时产生的Z轴的机械坐标值直接填入相应坐标系的Z值里。例如，用三把刀具加工一个工件，可以把每一把刀具都对应一个工件坐标系，只不过这三个工件坐标系的X、Y值是相同的；其余情况下类推，如3把刀具，每把刀具都加工2个工件，用2×3=6个坐标系。

如同数控车床Z轴的对刀一样，在加工中心的这三种对刀方法中，Z轴也可以不对在一个平面上。例如，某一把镗刀不加工其他刀具所用的对刀平面绝对位置Z0，可以把这把镗刀对在它所加工的绝对位置Z－5.0上，然后依以上三种Z轴对刀方法去试切对刀，即轻轻接触后输入“Z0”，也即，如果对这把镗刀加工的位置编写的是“Z－6.0”，在该位置就会镗削6mm深，而不是1mm深。但这样对刀在编程时要考虑它和其他刀具的对刀平面之间的距离，以免该刀具在XY平面内移动时产生碰撞！但在多数情况下，刀具都对在工件的最高的一个平面上，可避免交接班者的误操作，也有利于安全生产。

由于对刀时坐标系中设定的Z向偏置值的基准不同，在不同的对刀方法下，取消刀具长度补偿时，机床所移动到的位置的Z轴的机械坐标值是不同的。如果在第三种对刀方法中，取消刀具长度补偿时编写了“G00 G49 Z60.；”，从主轴基准线到刀具刀位点长度大于60mm，而刀具又恰好在工件正上方，则会产生严重的碰撞事故！而用第一种对刀方法时，编写了“G00 G49Z60.；”，机床就会产生报警信息：Z轴正向超程。因为第一参考点的Z坐标才是工件坐标系的原点Z0，机床想移动到Z60.，当然产生报警了。所以，从安全角度考虑，当刀具加工结束，Z轴脱离工件后，直接编写“G91 G28/G30 Z0；”，返回换刀点就行了，不必编写取消刀具长度补偿的指令，如“G00 G49 Z_；”。所以，如需取消刀具长度补偿，编程时要考虑所采用的对刀方法。

（4）卧式加工中心的对刀方法 卧式4轴加工中心的Z轴对刀，和在立式加工中心的Z轴对刀方法类似。

图3-38 卧式加工中心Z轴的对刀方法一

①和立式加工中心Z轴对刀的方法三类似：可以把所用坐标系的Z轴数据设置为，Z轴返回第一参考点时主轴基准线到第4轴旋转轴线的Z轴距离。该值对于所操作的卧式加工中心来说是常量，但要计算出工作台在不同旋转角度时对应工件上所加工的位置到工作台旋转轴线的Z轴距离，否则会过切或欠切。卧式加工中心Z轴的对刀方法一如图3-38所示。

图3-38中，A为主轴基线到工作台旋转中心的距离；B为刀具长度（补偿数据）；C为移动距离；D为工作台旋转中心到对刀平面的距离。则

补偿数据=A－（C＋D）

在工作台旋转中心设置工件零点的过程如下：

a.对于X轴，在OFS/SET界面将X轴行程的一半设置为负值。

b.对于Y轴，在OFS/SET界面将Y轴的机床原点到工件坐标系原点的距离设置为负值。

c.对于Z轴，在OFS/SET界面将主轴基准线到使Z轴返回机床原点的工作台旋转中心的距离设置为负值，即图3-38中的A。

用这种方法设置工件原点时，不必为安装在工件四个面上的每个工件设置G代码指定工件坐标系，因为Z轴上的工件原点被设置在工作台旋转中心。

注意：使用这种方法编程时，工件的中心与工作台旋转中心对准；对于Z轴坐标值，需考虑工作台旋转中心到工件坐标系Z轴原点的距离。

②和立式加工中心Z轴对刀的方法一类似，如果在旋转工作台上所加工的面较少，也可以直接对刀在所加工的面上，方便快捷，只不过要多用到几个坐标系。卧式加工中心Z轴的对刀方法二如图3-39所示。

图3-39中，A为主轴基线到工作台旋转中心的距离；B为刀具长度；C为移动距离（补偿数据）；D为工作台旋转中心到参考面的距离。则

补偿数据=C

在工作台旋转中心设置工件原点的过程如下：

a.对于X轴，在OFS/SET界面将X轴行程的一半设置为负值。

b.对于Y轴，在OFS/SET界面将Y轴的机床原点到工件坐标系原点的距离设置为负值。

c.对于Z轴，在OFS/SET界面，将所用坐标系的Z值设为0，将图中的C设置为负值，输入该刀具所对应番号的形状（H）中。

图3-39 卧式加工中心Z轴的对刀方法二

用这种方法来设置刀具长度补偿数据时，必须对每一种工件都测量刀具长度。这种方法设置刀具长度补偿数据简单，如果工件沿Z轴的对称中心和第4轴的旋转轴线的Z轴坐标不重合，或加工单个工件时，可以采用这种方法。

（5）对刀仪的使用 对刀仪的基本结构和钻削刀具如图3-40所示。

图3-40 对刀仪的基本结构和钻削刀具

1—显示屏幕 2—刀柄夹持轴 3—操作面板 4—单键按钮 5、6—旋钮 7—对刀仪平台 8—光源发射器

对刀仪使用方法：对刀仪平台7上装有刀柄夹持轴2，用于安装被测刀具，图3-40为钻削刀具。通过快速移动单键按钮4和微调旋钮5或6，可调整刀柄夹持轴2在对刀仪平台7上的位置。当光源发射器8发光，将刀具放大投影到显示屏幕1上时，即可测得刀具在X（径向尺寸）、Z（刀柄基准面到刀尖的长度尺寸）方向的尺寸。

1）钻削刀具的对刀操作过程如下：

①将被测刀具与刀柄连接安装为一体。

②将刀柄插入对刀仪上的刀柄夹持轴2，并紧固。

③打开光源发射器8，观察切削刃在显示屏幕1上的投影。

④通过快速移动单键按钮4和微调旋钮5或6，可调整切削刃在显示屏幕1上的投影位置，使刀具的刀尖对准显示屏幕1上的十字线中心。

⑤测得X为20.000，即刀具直径为ϕ20.000mm，该尺寸的一半可用作刀具半径补偿。

⑥测得Z为180.352，即刀具长度为180.352mm，该尺寸可用作刀具长度补偿。

⑦将测得尺寸输入加工中心的刀具补偿页面。

⑧将被测刀具从对刀仪上取下后，即可装入加工中心使用。

注意：

①使用前要用标准对刀心轴进行校准。每台对刀仪都随机带有一件标准的心轴，要妥善保管使其不锈蚀、不因受外力变形。每次使用前要对Z轴和X轴尺寸进行校准和标定。

②静态测量的刀具尺寸和实际加工出来的尺寸之间有一定的差值。影响这一差值的因素很多，主要有刀具和机床的精度和刚性、加工工件的材料和热处理状态、冷却状况和冷却介质的性质、切削三要素、使用对刀仪的熟练程度等。由于以上原因，静态测量的刀具尺寸应略大于加工后的孔的实际尺寸，因此对刀时要考虑一个修正量，根据操作者对以上因素的经验来判断，一般要偏大ϕ0.01～ϕ0.03mm。

（6）Z轴核心对刀技术 一般情况下，操作人员都是采用以上3种对刀方法中的一种，尤其以方法一应用最为广泛。那么，这3种对刀方法有没有什么需要补充呢？

2011年3月，我在山东省青岛市黄岛开发区一家汽车零部件有限公司工作，有一次看到一位新来的也是位刚实际操作机床不久的员工正在对刀，刀具是一把新换的M8的丝锥，底孔已经加工好。他采用的是方法一对刀，长度补偿的编程为“G00 G43 H_Z_；”，把丝锥对在了已经加工过的工件坐标系的Z0平面上，把此时的Z轴的机械坐标值直接填入这把丝锥所对应的番号的形状（H）里。而此时，EXT坐标系的Z值为－0.200，相应坐标系的Z值为0.500，相应番号的磨损/磨耗（H）里的数值为－1.800，丝锥的加工程序为“G99 G84 X_Y_Z－15.R4.F

；”加工完螺纹之后测量其有效深度，为14.70～14.80mm。我给他说，你太幸运了，丝锥还在！你看看图样，上面要求螺纹的最低深度为13mm，程序里编写的是“Z－15.”，因为丝锥前头还有一段导向长度。你这把刀的对刀完全错误，偏向了Z轴负方向1.5mm，幸亏有螺纹加工指令中接近平面“R4.”做了一个缓冲（如果编写的是“R1.”，就会碰撞），也幸亏螺纹底孔的实测深度接近有17mm，否则你不光要重新卸刀、装刀、对刀，工件恐怕也要报废。

上面的例子具有一定的代表性，因为很多操作者也是这么对刀的，即把对刀时Z轴的机械坐标值直接填入相应番号的形状（H）中。这么操作的结果是：工厂成了试验地，加工中心屡屡撞刀，由于快移速度大，有的甚至把主轴都撞坏了，无法修复，即使换一个新的，精度也很难保证，只能干一些粗活。

读完这个例子，我们豁然发现：原来，Z轴的对刀不仅仅是以上3种对刀方法介绍的那么简单，还有EXT坐标系的Z值、磨损/磨耗（H）的数值同时参与其中。就像你手里一共有5颗大枣，用5只碟子来盛放，如果有一只碟子放置了两颗或以上颗数的大枣，其他碟子中肯定有一只或多只就没有大枣可以放了。那么，机床上有哪5颗大枣可以放进碟子里呢？撇开G92设定工件坐标系指令不说，对于某一把刀具来说，它在程序里所移动到的Z轴的机械坐标值和哪些因素有关呢？让我们来梳理一下：

①EXT坐标系中的Z值。

②G54～G59或G54.1 P1～G54.1 P48中，刀具对应工件坐标系中的Z值。

③程序编写的该工件坐标系中，刀具移动到的Z轴绝对坐标值。

④刀具在此程序中对应的刀具长度补偿番号中的形状（H）中的数值。

⑤刀具在此程序中对应的刀具长度补偿番号中的磨损/磨耗（H）中的数值。

当执行“G00 G43 Z_H_；”指令时，刀具所移动到的终点的Z轴机械坐标值=①＋②＋③＋（④＋⑤）。G43指令常用。

当执行“G00 G44 Z_H_；”指令时，刀具所移动到的终点的Z轴机械坐标值=①＋②＋③－（④＋⑤）。G44指令不常用。

而在对刀时，“刀具所移动到的终点的Z轴机械坐标值”就是刀具在对刀时的Z轴机械坐标值，③中的“程序编写的该工件坐标系中，刀具移动到的Z轴绝对坐标值”就变成了“对刀位置在该工件坐标系中的Z轴绝对坐标值”，一般是“Z0”，则：

当执行“G00 G43 Z_H_；”指令调用时，④=（对刀时Z轴的机械坐标值）－（对刀位置在该工件坐标系中的Z轴绝对坐标值）－①－②－⑤。

当执行“G00 G44 Z_H_；”指令调用时，④=①＋②－⑤＋（对刀位置在该工件坐标系中的Z轴绝对坐标值）－（对刀时Z轴的机械坐标值）。

这才是加工中心Z轴对刀最“核心”的技术！

所以在以上3种方法里，要把EXT坐标系中的Z值、刀具对应番号磨损/磨耗（H）中的数值清零才对。

由于加工中心对刀时，在Z轴相应番号形状（H）填入数值后，并不会像数控车床那样，对刀时在Z轴形状的相应番号填入数值后，按［测量］软键时，会自动清零相同番号的磨损/磨耗值。所以在加工中心对刀操作时务必要小心，以免过切或欠切。

一般情况下，当多把刀具同时加工一个工件坐标系，这些刀具都对在每个工件坐标系各自同一个高度的平面上，当采用相同的对刀方法时，每一把刀具对应一个刀具长度补偿番号，用“G00 G43 Z_H_；”来调用长度补偿；那如果多把刀具同时加工多个高低错落的工件坐标系时，每一把刀具对应几个刀具长度补偿番号呢？多数人的答案是，每把刀具在每个工件坐标系都设置一个刀具长度补偿番号，比如为T01设置H01、H51、H101、H151等长度补偿番号来对应这些高低错落的工件坐标系。其实，有些时候转变一下思维观念，只用一个刀具长度补偿番号也可以达到以上目的。具体来看一下：

如图3-41所示，从左至右依次为G54～G59工件坐标系，用“G00 G43 Z_H_；”来调用长度补偿，假设工件最高点相对工作台的高度依次为45mm、18mm、52mm、41mm、38mm、57mm。上面和Z轴有关的①～⑤中，应该调整哪一个，又该如何调整呢？

图3-41 多把刀具加工多个高低错落的工件坐标系的对刀方法

通过分析，唯一可以调整的就是G54～G59或G54.1 P1～G54.1 P48中刀具对应工件坐标系中的Z值，就像采用以上3种对刀方法时，对应坐标系的Z值也可以改变一样。

若把最高的工件对应的G59工件坐标系的Z值设为0，EXT坐标系的Z值、磨损/磨耗（H）的值设为0，那么其他工件对应的G54～G58坐标系的Z值分别为－12mm、－39mm、－5mm、－16mm、－19mm，可以理解为G54～G58坐标系比G59坐标系的Z0平面依次高了－12mm、－39mm、－5mm、－16mm、－19mm，然后编好程序加工就行了。加工了若干时间之后，比如在加工G57坐标系时，某一把钻头突然折断，清理出钻头碎屑之后，装上新钻头，对刀在G57坐标系的Z0平面上后，把此时的Z轴的机械坐标值直接填入这把钻头所对应的番号的形状（H）里，抬刀再次加工，则刀具又会发生猛烈的撞击，再次折断。注意，这里G57坐标系的Z值为-16mm，就会发生16mm的碰撞！这主要是因为新手不明白沿Z轴的移动和哪些方面的数值有关。根据上述公式，应该用对刀时Z轴的机械坐标值减去此工件对应坐标系的Z轴的值，即在长度补偿对应番号的形状（H）里输入对刀时的机械坐标值后，再把这把刀具再向上抬16mm，这才是这把刀具的长度补偿值！

若把最低的工件对应的G55工件坐标系的Z值设为0，那么其他工件对应的G54、G56～G59坐标系的Z值分别为27mm、34mm、23mm、20mm、39mm，可以理解为G54、G56～G59坐标系比G55坐标系的Z0平面依次高了27mm、34mm、23mm、20mm、39mm，然后编好程序加工就行了。如果在加工过程中，刀具折断后，即使是不会对刀的新手，在对刀时直接把此时的Z轴的机械坐标值填入相应番号的形状（H）里，也不会发生碰撞！在稍后的加工中略作观察，就会看到刀具欠切，自然就觉察出是对刀错误了。

其实，把任何一个高度对应的坐标系的Z值设为0都是可以的，但考虑到新手，或对对刀理解不足的操作者，把最低的工件所对应的坐标系的Z值设为0，总是安全的！从安全的角度来讲，编程不仅要考虑自己的操作习惯，还要考虑其他人员操作失误可能带来的后果。

以上是2007年9月末，在浙江省宁波市北仑区一家模具压铸有限公司里学到的。我在班长身后看他连续操作了两个工件的对刀，只问了一句话：多个高低不同的坐标系，每把刀具只用了一个长度补偿值，你把最低的工件对应坐标系的上表面的Z值设为0，是不是为了安全？他拿着手轮，转过身来一句话都没说，只是冲我点了一下头。

俗话说的“干活”，意思就是：活是死的，人是“活”的！

另外，在加工内腔类零件时，考虑粗、精工序，往往要用到多把直径大小不同的刀具：大直径刀具快速去除余量后，小直径刀具精修内轮廓及拐角处。受工件的变形、切削力的不均匀、对刀的人为误差等因素的影响，在小直径刀具加工的内腔底部或拐角处的底部有可能会出现接刀痕。因此，在该小直径刀具对刀时，可以再向上抬0.01～0.04mm，加工后再视实际情况做适量调整；若该小直径刀具精修内轮廓，在长宽方向也可以比图样内腔尺寸略小或按内腔下极限尺寸编程。

（7）G10设定刀具长度补偿值 刀具长度补偿番号和形状（H）、磨损/磨耗（H）也可以通过G10指令在程序中设定。

指令格式：

（参数No.6000＃3=1）

其中：L10表示形状（H），L11表示磨损/磨耗（H），P用来指定刀具长度补偿H代码的番号，R设定其具体的数值，G90绝对指令时为新设定的值，G91相对指令时为与指定的刀具补偿番号中的补偿值相加后的和值。如在程序中编写“G90 G10 L10 P2 R－83.；”，则含义为：在程序中设定002番号的形状（H）数值为－83.000。在程序中编写“G90 G10 L11 P6 R－0.6；”，则含义为：在程序中设定006番号的磨损/磨耗（H）数值为－0.6。

注意：关于刀具补偿值，要了解机床系统读取刀具补偿值不是一个持续的过程，而是一个瞬间！这和数控车床上是一样的。加工中心的刀具补偿值包括形状（H）、磨损/磨耗（H）、形状（D）和磨损/磨耗（D）。