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加工中心ATC對(duì)刀和自動(dòng)對(duì)刀
日期：2009年12月21 來(lái)源：沈陽(yáng)第一機(jī)床廠 關(guān)鍵字：加工中心
在機(jī)外對(duì)刀場(chǎng)合，用投影放大鏡(對(duì)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(duì)刀。它是在機(jī)床上利用對(duì)刀顯微鏡自動(dòng)地計(jì)算出車刀長(zhǎng)度的一種對(duì)刀方法。對(duì)刀鏡實(shí)際是一架低倍顯微鏡(一般放大10倍左右)，不過(guò)對(duì)刀鏡內(nèi)有6條30*等分線，加工中心有的還有坐標(biāo)尺。對(duì)刀時(shí)，用手動(dòng)方式將刀尖移到對(duì)刀鏡的視野內(nèi)，再用手動(dòng)脈沖發(fā)生器微移刀架使假想刀尖點(diǎn)像的那樣與對(duì)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(hào)，搖臂鉆床并按“自動(dòng)計(jì)算(對(duì)刀)”按鍵，這時(shí)這把刀兩個(gè)方向的長(zhǎng)度就被自動(dòng)計(jì)算出來(lái)并自動(dòng)存人它的刀補(bǔ)號(hào)區(qū)域。
使用對(duì)刀鏡作機(jī)外對(duì)刀或機(jī)內(nèi)對(duì)刀，由于整個(gè)過(guò)程基本上還是手工操作，所以仍沒(méi)有跳出手工對(duì)刀的范疇。利用CNC裝置自動(dòng)、精確地測(cè)出刀具兩個(gè)坐標(biāo)方向的長(zhǎng)度，自動(dòng)修正刀具補(bǔ)償值，并且不用停頓就接著開(kāi)始加工工件，這就是刀具檢測(cè)功能，也叫自動(dòng)對(duì)刀。
刀檢傳感器上搖臂鉆床帶有超硬觸頭(一般為邊長(zhǎng)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(dòng)觸頭，與此對(duì)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(hào)。當(dāng)?shù)都怆x開(kāi)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(hào)。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(dòng)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(hào)補(bǔ)償清零。當(dāng)?shù)都芡Ｔ谄鹗技庸ぶ行奈恢脮r(shí)，粗測(cè)A、月兩點(diǎn)間的水平距離，例如測(cè)得520mm。將520寫入(350程序段，即用此粗測(cè)值來(lái)設(shè)定對(duì)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(cè)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(zhǎng)度與目標(biāo)長(zhǎng)度間也會(huì)有這么大的誤差。精確測(cè)出Z值，并自動(dòng)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(cè)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(cè)起始點(diǎn)①，接著到達(dá)檢測(cè)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(dòng)測(cè)頭直到發(fā)出電信號(hào)，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(hào)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(hào)Z向補(bǔ)償為零；如果發(fā)出電信號(hào)時(shí)刀尖，／4不在Z為O的位置(一般情況)，說(shuō)明兩個(gè)坐標(biāo)系Z向不重合，需要通過(guò)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(hào)，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(dòng)將01號(hào)Z向補(bǔ)償變更為—0．216mm。
(二)換刀片后的檢測(cè)原理
測(cè)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(huì)有尺寸誤差。把新?lián)Q刀片與原刀片的刀尖位置差測(cè)出來(lái)，并把此值累加到01號(hào)補(bǔ)償中去，這就是換刀加工中心片后檢測(cè)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(hào)，則此時(shí)01號(hào)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(hào)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(huì)自動(dòng)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(hào)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(huì)有一段距離；②可以測(cè)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(dòng)檢測(cè)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(duì)刀儀對(duì)刀、ATC對(duì)刀和自動(dòng)對(duì)刀，都是確定刀具相對(duì)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(duì)刀確定。
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