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數(shù)控車床類刀具知識——（六）
日期：2010年01月19 來源：沈陽第一機床廠 關(guān)鍵字：數(shù)控車床
隨著數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展，目前絕大多數(shù)的數(shù)控系統(tǒng)都具有刀具任選功能。任選刀具的換刀方式可以有刀套編碼、刀具編碼和記憶等方式。數(shù)控車床刀具編碼或刀套編碼都需要在刀具或刀套安裝用于識別的編碼條，搖臂鉆床一般都是根據(jù)二進制編碼原理進行編碼。
刀具編碼選刀方式采用了一種特殊的刀柄結(jié)構(gòu)，并對每把刀具編碼。由于每把刀具都具有自己的代碼，刀具可以放在刀庫中的任何一個刀座內(nèi)，這樣不僅刀庫中的刀具可以在不同的工序中多次重復(fù)使用，而且換下的刀具也不用放回原來的刀座，這對裝刀和選刀都十分有利，刀庫的容量也可以相應(yīng)地減少，而且還可以避免由于刀具順序的差錯所造成的事故。但是由于每把刀具上都帶有專用的編碼系統(tǒng)，使刀具的長度加長，制造困難，刀具剛度降低，同時使得刀庫和機械手的結(jié)構(gòu)也變得復(fù)雜。對于刀套編碼的方式，一把刀具只對應(yīng)一個刀套，從一個刀套中取出的刀具必須放回同一刀套中，取送刀具十分麻煩，換刀時間長。因此，無論是刀具編碼還是刀套編碼都給換刀系統(tǒng)帶來麻煩。搖臂鉆床目前，絕大多數(shù)加工中心都使用記憶式的任選換刀方式。這種方式是第一次給刀庫裝刀時，控制系統(tǒng)記憶刀庫中的每個刀套號和該刀套上的刀具號，刀具在使用中不一定被送還到原來的刀套上，但是控制系統(tǒng)仍能記住該刀具號所在的新刀套號。數(shù)控車床這種方式有利于縮短換刀、選刀時間。由于這種方式經(jīng)常改變刀具號與刀套的對應(yīng)關(guān)系，所以在重新啟動機床時必須使刀庫回零，校驗一下顯示器上顯示的內(nèi)容與實際刀具的情況。
刀庫選刀方式一般采用就近移動原則，即無論采取哪種選刀方式，在根據(jù)程序指令把下一工序要用的刀具移到換刀位置時，都要向距離換刀最近的方向移動，以節(jié)省選刀時間。
②換刀及刀具交換裝置。數(shù)控機床的自動換刀系統(tǒng)中，實現(xiàn)刀庫與機床主軸之間刀具傳遞和刀具裝卸的裝置稱為刀具交換裝置。刀具的交換方式通常分為無機械手換刀和有機械手換刀兩大類。
a．無機械手換刀的方式是利用刀庫與機床主軸的相對運動實現(xiàn)刀具交換。這種換刀機構(gòu)不需要機械手，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊。由于交換刀具時機床不工作，所以不會影響加工精度，數(shù)控車床但會影響機床的生產(chǎn)率。其次因刀庫尺寸限制，裝刀數(shù)量不能太多。這種換刀方式常用于小型加工中心。
b．采用機械手進行刀具交換的方式應(yīng)用得最為廣泛，這是因為機械手換刀有很大的靈活性，搖臂鉆床而且可以減少換刀時間。機械手的結(jié)構(gòu)類型多種多樣，因此換刀運動也有所不同。
(6)刀具安裝、標定及工件坐標系的建立
①刀具安裝。加工中心使用的刀具由刀桿、通用刀柄、拉釘三部分組成(刀柄和拉釘型號參考具體設(shè)備說明)，經(jīng)裝配后方能根據(jù)加工需要依次裝入刀庫。
②加工中心常用對刀儀器。
量塊：一般用于刀具Z向標定。
Z向設(shè)定器：一般用于刀具Z向標定。
尋邊器：標定刀具X、y向位置。尋邊器常見有電子式和機械式兩種。
找正器：用于確定圓心。
機內(nèi)對刀器：用于刀具X、y、Z向標定。
機外對刀儀：在機床外測量刀具長度、直徑和幾何角度等，不占機時。
3D測頭：自動測量刀具X、y、Z向的位置和補償值。
③工件坐標系的建立。建立工件坐標系是數(shù)控加工的重要內(nèi)容之一。數(shù)控車床建立工件坐標系實際就是將用戶選定的編程坐標系告知CNC系統(tǒng)，若不能正確建立工件坐標系，即使編程指令正確，機床仍可能產(chǎn)生誤動作。搖臂鉆床機床的誤動作有可能損壞刀具、機床，甚至可能會傷害到用戶。
由于數(shù)控加工中心系統(tǒng)功能不同，建立工件坐標系的具體方法有所不同。但基本原理相類似。
a．直接法。直接法即試切法。啟動主軸，選定一把基準刀接觸工件上表面，設(shè)置Zo，即將基準刀Z向補償值設(shè)為“o”；其他刀也觸碰同一表面，標定其他刀的Z向補償值。用刀具接觸工件側(cè)面設(shè)置X。、Yo。測量刀具直徑或根據(jù)刀具公稱直徑確定刀具半徑補償值。
b．間接法。刀具不旋轉(zhuǎn)，選擇一把基準刀接觸量塊或Z向設(shè)定器，設(shè)置Z。。將基準刀Z向補償值設(shè)為“0”，其他刀觸碰同一表面，標定Z向補償值。Xo、y。及刀具半徑補償值的確定相同。
c．機內(nèi)對刀。機內(nèi)對刀通常使用機床自備的機內(nèi)對刀儀。數(shù)控車床以主軸端面為基準，各把刀具從Z向觸碰對刀儀，系統(tǒng)自動測出各刀相對某一基準點的長度作為刀具長度補償值(每把刀的長度補償值均不為“o”)，搖臂鉆床然后選擇一把刀作為基準刀確定工件坐標系Zo。X。、y。的確定及刀具半徑補償值的確定相同。
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