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加工中心ATC對刀和自動對刀


日期:2009年12月21 來源:沈陽第一機(jī)床廠 關(guān)鍵字:加工中心
    在機(jī)外對刀場合,用投影放大鏡(對刀鏡)能較精確地校訂刀具的位置,但裝卸帶著刀夾的刀具比較費(fèi)力,因此又有ATC對刀。它是在機(jī)床上利用對刀顯微鏡自動地計(jì)算出車刀長度的一種對刀方法。對刀鏡實(shí)際是一架低倍顯微鏡(一般放大10倍左右),不過對刀鏡內(nèi)有6條30*等分線,加工中心有的還有坐標(biāo)尺。對刀時(shí),用手動方式將刀尖移到對刀鏡的視野內(nèi),再用手動脈沖發(fā)生器微移刀架使假想刀尖點(diǎn)像的那樣與對刀鏡內(nèi)的中心點(diǎn)重合,再將光標(biāo)移至相應(yīng)的刀補(bǔ)號,搖臂鉆床并按“自動計(jì)算(對刀)”按鍵,這時(shí)這把刀兩個(gè)方向的長度就被自動計(jì)算出來并自動存人它的刀補(bǔ)號區(qū)域。
    使用對刀鏡作機(jī)外對刀或機(jī)內(nèi)對刀,由于整個(gè)過程基本上還是手工操作,所以仍沒有跳出手工對刀的范疇。利用CNC裝置自動、精確地測出刀具兩個(gè)坐標(biāo)方向的長度,自動修正刀具補(bǔ)償值,并且不用停頓就接著開始加工工件,這就是刀具檢測功能,也叫自動對刀。
    刀檢傳感器上搖臂鉆床帶有超硬觸頭(一般為邊長7mm的立方體),它安裝在以樞軸軸承為支點(diǎn)的杠桿的一端。杠桿的另一端與4個(gè)接觸式傳感元件的探針接觸。刀檢時(shí),刀尖作用并推動觸頭,與此對應(yīng)的某個(gè)傳感探針就被杠桿壓迫,內(nèi)部電路接通,發(fā)出電信號。當(dāng)?shù)都怆x開時(shí),杠桿靠4個(gè)帶彈加工中心簧的支撐復(fù)位。整個(gè)傳感器的使用精度主要取決于傳感元件的重復(fù)精度。好的傳感元件重復(fù)精度可達(dá)21xm。
    刀檢時(shí),刀尖隨刀架按刀檢用戶宏程序向已設(shè)定了位置的觸頭緩緩行進(jìn),并與之接觸,直到內(nèi)部電路接通,發(fā)出電信號。數(shù)控系統(tǒng)立即“記下”該瞬時(shí)的坐標(biāo)值,接著將此值與設(shè)定值作比較,并將差值自動修正到刀具補(bǔ)償值中去。
    現(xiàn)以Z向?yàn)槔,先假定觸頭的外側(cè)面月正好與程序原點(diǎn)O在同一平面內(nèi)搖臂鉆床。設(shè)刀具為T0100,/4為假想刀尖點(diǎn)。
    (一)新裝刀的刀檢
    首先將01號補(bǔ)償清零。當(dāng)?shù)都芡T谄鹗技庸ぶ行奈恢脮r(shí),粗測A、月兩點(diǎn)間的水平距離,例如測得520mm。將520寫入(350程序段,即用此粗測值來設(shè)定對刀程序的坐標(biāo)系,也是粗定工件坐標(biāo)系。令設(shè)定坐標(biāo)系的Z向原點(diǎn)為O,,那么O,與B間的距離,就是上述粗測的誤差,可令它為J。
    如果不刀檢,即忽視了這個(gè)J,程序原點(diǎn)將位于O,,加工出工件的長度與目標(biāo)長度間也會有這么大的誤差。精確測出Z值,并自動反映到刀補(bǔ)值中去,使粗設(shè)定坐標(biāo)系與程序坐標(biāo)系重合,以保證工件尺寸與指令值一致,這就是刀尖檢測的任務(wù)。
    刀檢時(shí)用粗設(shè)定坐標(biāo)系,先讓刀尖快速到達(dá)檢測起始點(diǎn)①,接著到達(dá)檢測準(zhǔn)備點(diǎn)②,隨后用跳躍準(zhǔn)備功能緩慢地向坐標(biāo)為(Z—1.1)的目標(biāo)點(diǎn)③前進(jìn)。正常刀檢時(shí)走不加工中心到搖臂鉆床點(diǎn)③,而是在行進(jìn)途中接觸D面并推動測頭直到發(fā)出電信號,至此刀尖停止前進(jìn)。在數(shù)控系統(tǒng)“記下”此刻坐標(biāo)值后,刀具快退到點(diǎn)①,然后退走。如發(fā)出電信號時(shí)刀尖/4在Z為O的位置(特殊情況),則設(shè)定坐標(biāo)系正好與程序坐標(biāo)系重合,即01號Z向補(bǔ)償為零;如果發(fā)出電信號時(shí)刀尖,/4不在Z為O的位置(一般情況),說明兩個(gè)坐標(biāo)系Z向不重合,需要通過刀具補(bǔ)償將設(shè)定坐標(biāo)系移至程序坐標(biāo)系,使之重合。假如在Z—0.216時(shí)發(fā)出電信號,表明程序坐標(biāo)系在設(shè)定坐標(biāo)系左邊,相距0.216mm,這時(shí)數(shù)控系統(tǒng)就自動將01號Z向補(bǔ)償變更為—0.216mm。
    (二)換刀片后的檢測原理
    測出并決定了該刀具當(dāng)時(shí)的刀補(bǔ)值,如磨損或更換刀片后,又會有尺寸誤差。把新?lián)Q刀片與原刀片的刀尖位置差測出來,并把此值累加到01號補(bǔ)償中去,這就是換刀加工中心片后檢測的任務(wù)。
    換刀片后刀檢時(shí),刀搖臂鉆床尖在由點(diǎn)②向點(diǎn)③行進(jìn)中如在Z—0.216處發(fā)出電信號,則此時(shí)01號Z向補(bǔ)償正好不必修正。此時(shí)把—0.216稱為刀檢Z向目標(biāo)值。刀檢中數(shù)控系統(tǒng)要按刀檢用戶宏程序的指令將接到電信號時(shí)的刀尖位置與目標(biāo)值比較,因此在用戶宏程序中要指定目標(biāo)值。當(dāng)程序執(zhí)行到此指令時(shí)會自動提取相應(yīng)的刀補(bǔ)值。數(shù)控系統(tǒng)按程序指令將接到電信號時(shí)的刀尖坐標(biāo)值與目標(biāo)值比較,求出差值后,立即累加到刀補(bǔ)中去。
    傳感器觸頭的結(jié)構(gòu),其外側(cè)面不可能正好裝在程序坐標(biāo)系的Z為O平面內(nèi)。這包含兩個(gè)意思:①為了保護(hù)傳感器及其觸頭,就要將它裝在靠近床頭加工中心箱處,即觸頭外側(cè)面與程序原點(diǎn)間會有一段距離;②可以測搖臂鉆床出該距離精確到毫米的近似值,并把它寫入程序,用以確定刀檢程序的坐標(biāo)系。用前述新裝刀具的刀檢方法,可以自動檢測出刀檢程序原點(diǎn)到觸頭外側(cè)面距離的精確值,該值即為刀補(bǔ)值。采用對刀儀對刀、ATC對刀和自動對刀,都是確定刀具相對基準(zhǔn)刀的刀補(bǔ)值,建立工件坐標(biāo)系還需要利用基準(zhǔn)刀根據(jù)編程原點(diǎn)安裝后的位置采用其他方法對刀確定。

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