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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個帶彈加工中心簧的支撐復(fù)位。整個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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