正确使用对刀仪

• 1
  对刀仪实际测量的是什么
• 2
  跳过信号与 G31 为何控制停止
• 3
  测头在工作台上的安装与找正
• 4
  对刀仪不适用的场合
• 5
  用对刀块校准测头
• 6
  接触式测头、激光对刀仪与离线对刀仪对比

对刀仪是安装在工作台或专用支架上的接触式测头，其硬化测量面处于已知高度。主轴带动刀具向下接近该测量面。测针被触碰时，测头输出翻转，控制系统冻结轴位置。冻结位置与存储基准之差即为刀具长度。

这一过程与光学无关。系统测量的是机械接触事件，而非光束，因此所得数值的精度取决于机床停止的位置。这就是接触时进给速度重要的原因：快速接近导致快速停止，而控制系统只在下一个插补周期记录位置。

直径测量基于同一原理，从两个方向进行。刀具移至测量面一侧触碰，退回，再移至对侧。两接触点之间的距离减去测头尖端的已知常数，即为切削直径。径向跳动在此表现为两次读数之差。

输出结果不是最终偏置。它是一个输入刀具偏置表的数值，磨损补偿和刀具半径补偿随后叠加。将这两者分开理解，关于偏置漂移的大部分困惑就会消失。

在 Fanuc 或三菱控制系统中，G31 是监视跳过输入的一次性移动。只要测头信号为 0，轴就继续移动。信号变为 1 时，控制系统停止轴并存储位置。没有报警，也没有过冲修正。存储值就是该周期中机床所在的位置。

跳过输入是离散直流信号，通常为 24 V，从电气柜中的测头接口接到控制端子。接线是大多数安装失败的地方。屏蔽电缆仅在柜端接地、稳压 24 V 电源、以及独立于主轴驱动的输入卡，这三个细节决定信号是否干净。

无接触读数通常意味着刀具未到达测量面、测头电缆断裂，或跳过输入被分配到宏程序预期之外的端子。在改动任何参数之前，先检查输入诊断画面。如果手动按压测针时该位从不改变状态，问题在电气而非机械。

跟随 G31 移动的宏程序与 G31 本身同样重要。典型宏程序指令接近、记录位置、将刀具退离测量面，并将数值写入偏置表。如果退刀移动缺失或过小，下一次换刀会拖着刀具划过测针。两三次之后，测头就超出公差。

测头本体放在工作台上，夹紧后在整个班次内保持不动，但在大型零件需要空间时可拆下。将其置于正常切削范围之外，远离排屑器一侧。切屑堆积在测量面上是长度读数偏短 0.02 mm 至 0.05 mm 的常见原因。

校准任何东西之前，先找正测量面。用千分表扫过测量面，可显示其与工作台在 Z 方向的平行度，以及 X、Y 方向的垂直度。对大多数工作，测量面全长平行度保持在 0.01 mm 以内。如果倾斜，每把刀具的读数会因刃面接触位置而偏长或偏短。

吹气比大多数人预期的更重要。每次测量前对测量面短促吹气，可清除切削液雾和细切屑。在铝件上，仅切削液残留就能增加可测量的膜厚。将吹气设为在接近移动时启动，以免将刀具吹离测量面。

使用适合运行环境的测头本体。大量切削液、铸铁粉尘和断续切削都会缩短测头寿命。如果机床无人化运行，测头是决定无人换刀产生废品还是合格品的唯一环节。

极小刀具是硬性限制。低于约 Ø1 mm 时，标准测头的接触力会在信号触发前使刀具弯曲。读数偏短，机床切削尺寸偏小。应使用非接触式激光对刀仪，或在机外对刀仪上设定偏置并接受传递误差。

刃槽不均的重型粗加工刀具，其直径读数取决于哪条刃恰好接触。对于有径向跳动的三刃刀具，测头不旋转就无法给出有效切削直径。此处只测长度，不测直径。

对于连续数月只加工同一族零件的机床，离线对刀仪加上已验证的刀柄锥面，可能比在主轴里逐个对刀更快。当刀具种类多，或加工中途刀具破损、附近又没有对刀仪必须换刀时，测量装置才体现出价值。

热状态也会改变结果。冷机早晨校准的测头，切削四小时后读数会不同。在没有补偿的机床上，等主轴运行一段时间后再校准；如果长时间加工后 Z 向开始漂移，就重新检查。