在程序加工过程中系统根据式(1) 将工件坐标系的值换算成机床坐标系的值。其中X'、Z' 为对刀点的机床坐标值，X测、Z测值为对刀过程中的测量( 工件坐标系) 值，在测量过程中X测为直径值的一半( 在直径编程方式下输入直径值，系统会自动进行取半) ，Z测为试切长度。
(2) G92 指令建立。另外一种“对刀”方法是用指令G92，在程序中直接指定进行建立，格式为G92 X----，Z----，即建立起的坐标系使当前“对刀点”的坐标值为指令中指定的值，如图4 所示: 当刀具“对刀点”走到A 点时，用指令“G92 X60，Z50”是确定了当前“对刀点”的坐标值是工件坐标系中X60、Z50 的位置，也就是分别距离当前对刀点“逆向”X 向60、Z 向50 的位置为工件坐标系的原点。假如当前点的机床坐标系中的值为X' = 150，Z' = － 200，则工件坐标系的零点在机床坐标系中的实际位置是X' = 90，Z' = － 250 ( 注: 为说明方便，X 向假设为半径编程方式，直径编程时原理相同，数值直接乘以2 即可) 。
此种方法也是系统已知机床坐标值，工件坐标系的值由G92 程序指令中指定( 不像“试切对刀”需要进行测量) ，根据式( 2) 系统很方便的计算出偏移值( Δa、Δb) ，完成“对刀”。
(3) 指定原点。第三种方法是: 用户如果能够确立工件坐标系与机床坐标系的关系，则可以直接在“对刀”操作界面图3 “X 偏置”、“Z 偏置”栏中输入工件坐标系在机床坐标系中的偏移值，这实际上是直接“告知”了系统“工件坐标系的原点在机床坐标系中的位置”，从而确立了二者之间的联系。
4. 应用意义
(1) 只要“对刀点”位置未改变( 即保证刀具装夹方式未改变，暂不考虑刀具磨损) ，工件坐标系的原点相对于机床原点位置未改变，多次重复加工时勿需重新“对刀”。
在实际批量生产中，刀具装夹合适后，就不会随意更换，如果不考虑刀具本身磨损，则可以保证“对刀点”不变，所以唯一可能改变的是工件坐标系的原点相对于机床原点位置。在数控车床中，建立的工件坐标系Z 轴一般与主轴中心重合( 卧式车床) ，其精度可用三爪卡盘准确定位进行保证，所以工件坐标系的原点X 向不会改变，而可能改变的是Z向，因为同样是将工件坐标系的原点建立在工件的“右端面”，但由于工件装夹时毛坯料伸出的长短不一致，可能导致“原点偏移”，此时如果不重新“对刀”则会造成多次加工的工件不一致。因此，为了保证Z 向“伸出材料长度”一致，避免“重新对刀”，通常的做法是: 首先，装夹毛坯件时采用“样板”粗定位( 即装夹时用“样板”作基准，或用专用夹具定位) ; 其次，在程序中加入“平整端面”的语句行，进行精确定位，以消除Z 向由于装夹时带来的“粗大误差”。下面是常用的模板指令程序代码：
(2) 用G92 建立的坐标系，多次重复运行时要防止“原点”可能“跑偏”。在实际程序加工过程中，由于G92 建立的坐标系是以刀具“当前点”为前提，“逆向反推”指令中指定的距离后得到工件坐标系的零点，所以，虽是同一条指令，但刀具“当前点”位置不同，最终的工件坐标系建立的原点也不同，这就要求同一程序反复使用时注意它们的“起刀点”位置要相同，否则，工件坐标系的零点位置会“跑偏”，如果不重新进行“对刀”操作，轻则加工出的零件精度不一致，零件尺寸错误产生“废品”，重则产生“撞刀”，酿成事故，所以，在实际程序加工过程中，在程序结束前务必将“刀具”停留在建立工件坐标系“起始”的位置处。
(3) 采用直接输入工件坐标系原点的方法时要特别“慎重”。第三种“对刀”方法实际上已知二者的关系时才会用到，它一般是在“首件试切”前，为了验证“走刀路线轨迹”，确保刀具不会“撞到工件”的安全情况下，而又略去进行“试切对刀”，然后采用“外加偏移”方法的繁琐，所以通常是先手动进给轴至安全距离，然后记录下“机床坐标系的坐标值”进行输入，此种方法更多的是用在“调试程序”阶段，在“空走刀”的情况下验证其“轨迹”，由于此种方法往往在程序中设定进给速度很快，甚至在机床操作面板中设置“空运行”按钮有效，所以输入时一定要确保: “指令最大运行范围值”在实际运行中处于“绝对安全范围”内，否则会因设置不当造成“撞刀”，甚至引发人身安全事故，对于初学者此种方法要“慎用”。
5. 结语
由以上论述得知，数控机床工作过程中各坐标系的建立与转换的相互关系为: 机床开机→回参考点→确立机床原点→确立机床坐标系; 编程人员→确立工件坐标系→对“对刀点”进行“对刀”操作→确立工件坐标系在机床坐标系中的位置→数控系统在零件加工过程中把工件坐标系转换成机床坐标系。因此， “对刀”操作是数控加工过程中重要的一环。
“对刀”方法虽然形式多样，但最终的目标只有一个: 确立工件坐标系的原点在机床坐标系中的偏移值。“试切”对刀和“G92 程序指令”的方法是告知系统当前的工件坐标系的值，让系统“反推”出“偏移值”，只不过“试切”对刀的方法是通过操作人员的测量，而后者是直接在程序中指定; “直接输入”的方法则是直接告知系统工件坐标系原点的信息。
本文中虽是以“华中数控”系统车床为例，但原理同样适用于其他厂家的数控系统，不同厂家生产的数控系统其“对刀”方法与步骤虽“略有不同”，但总体“大同小异”，其基本原理是“相通”的; 而对于铣床与加工中心，只不过是增加了第三或第四轴，所以，本文所讲得“对刀原理”具有普遍的意义。
对“对刀原理”的深刻理解有助于我们更好的进行“对刀”操作，了解数控机床中坐标系的确立过程与零件加工、进给运动部件位置的精确定位原理，从而更加灵活的对机床进行操作及运用编程指令进行程序编制，更好的发挥机床的生产效率。
作者：华北机电学校 焦连岷
原文刊发于：《金属加工（冷加工）》2014年第9期59页，金属加工版权所有。
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