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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：沈陽第一機床廠　關(guān)鍵字：加工中心
    在機外對刀場合，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力，因此又有ATC對刀。它是在機床上利用對刀顯微鏡自動地計算出車刀長度的一種對刀方法。對刀鏡實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尺。對刀時，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像的那樣與對刀鏡內(nèi)的中心點重合，再將光標移至相應(yīng)的刀補號，搖臂鉆床并按“自動計算(對刀)”按鍵，這時這把刀兩個方向的長度就被自動計算出來并自動存人它的刀補號區(qū)域。
    使用對刀鏡作機外對刀或機內(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方向的長度，自動修正刀具補償值，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，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?shù)都怆x開時，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21xm。
    刀檢時，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，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”該瞬時的坐標值，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償值中去。
    現(xiàn)以Z向為例，先假定觸頭的外側(cè)面月正好與程序原點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。
    (一)新裝刀的刀檢
    首先將01號補償清零。當?shù)都芡Ｔ谄鹗技庸ぶ行奈恢脮r，粗測A、月兩點間的水平距離，例如測得520mm。將520寫入(350程序段，即用此粗測值來設(shè)定對刀程序的坐標系，也是粗定工件坐標系。令設(shè)定坐標系的Z向原點為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，程序原點將位于O，，加工出工件的長度與目標長度間也會有這么大的誤差。精確測出Z值，并自動反映到刀補值中去，使粗設(shè)定坐標系與程序坐標系重合，以保證工件尺寸與指令值一致，這就是刀尖檢測的任務(wù)。
    刀檢時用粗設(shè)定坐標系，先讓刀尖快速到達檢測起始點①，接著到達檢測準備點②，隨后用跳躍準備功能緩慢地向坐標為(Z—1．1)的目標點③前進。正常刀檢時走不加工中心到搖臂鉆床點③，而是在行進途中接觸D面并推動測頭直到發(fā)出電信號，至此刀尖停止前進。在數(shù)控系統(tǒng)“記下”此刻坐標值后，刀具快退到點①，然后退走。如發(fā)出電信號時刀尖／4在Z為O的位置(特殊情況)，則設(shè)定坐標系正好與程序坐標系重合，即01號Z向補償為零；如果發(fā)出電信號時刀尖，／4不在Z為O的位置(一般情況)，說明兩個坐標系Z向不重合，需要通過刀具補償將設(shè)定坐標系移至程序坐標系，使之重合。假如在Z—0．216時發(fā)出電信號，表明程序坐標系在設(shè)定坐標系左邊，相距0．216mm，這時數(shù)控系統(tǒng)就自動將01號Z向補償變更為—0．216mm。
    (二)換刀片后的檢測原理
    測出并決定了該刀具當時的刀補值，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，刀搖臂鉆床尖在由點②向點③行進中如在Z—0．216處發(fā)出電信號，則此時01號Z向補償正好不必修正。此時把—0．216稱為刀檢Z向目標值。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的刀尖位置與目標值比較，因此在用戶宏程序中要指定目標值。當程序執(zhí)行到此指令時會自動提取相應(yīng)的刀補值。數(shù)控系統(tǒng)按程序指令將接到電信號時的刀尖坐標值與目標值比較，求出差值后，立即累加到刀補中去。
    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系的Z為O平面內(nèi)。這包含兩個意思：①為了保護傳感器及其觸頭，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到觸頭外側(cè)面距離的精確值，該值即為刀補值。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刀的刀補值，建立工件坐標系還需要利用基準刀根據(jù)編程原點安裝后的位置采用其他方法對刀確定。

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