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對刀儀在數(shù)控車床上的用途和原理
近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，數(shù)控車床作為機(jī)械工程中應(yīng)用最廣泛的機(jī)床，得到了迅速的普及。如今，一家企業(yè)擁有數(shù)十座(甚至數(shù)百座)數(shù)字控制塔的情況并不少見。
但我們知道數(shù)控車床的使用旨在提高零件加工的質(zhì)量和效率。但使用過數(shù)控車床的人都知道，在零件加工、零件裝卸、刀具設(shè)置等過程中，占據(jù)了相當(dāng)大的一部分加工周期，調(diào)整刀具更是痛苦不堪。統(tǒng)計表明，加工零件時，純機(jī)動時間約占總時間的55%，而加載、夾持和輔助刀具時間約占45%，這并不是一個零頭。俗話說得好，磨刀不誤砍柴工，但在現(xiàn)代社會，時間就是金錢，效率就是生命。要砍更多的木頭，你必須用刀來獲取利益，并計算時間。我們還有什么好的事情要做來提高刀具的效率嗎?實踐證明，在數(shù)控車床上設(shè)置刀具調(diào)節(jié)器是向“刀具”詢問時間的好方法。
對刀儀都能干哪些工作?
(1)它可以快速有效地測量和補(bǔ)償?shù)毒咴赬、Z和Y軸五個方向上的偏差值，從而有效地消除刀具上使用人工時可能出現(xiàn)的誤差偏差和效率低下。
因為無論什么樣的刀具(刃圓、螺紋、鉆孔、鏜孔、螺紋、模具或車削中心、銑削、刀具項目)在銑削或加工旋鈕時，必須通過調(diào)整或補(bǔ)償其在工件或理論軸上的精確位置，即使根據(jù)坐標(biāo)系。對于旋轉(zhuǎn)刀具，除了測量和補(bǔ)償沿刀具長度的偏移量外，還必須測量和補(bǔ)償?shù)毒咧睆椒较虻钠屏?刀具以軸為界的兩個半徑的偏移量)。否則，機(jī)床也不能生產(chǎn)出正確尺寸的零件。
新刀具安裝、調(diào)整或更換后，刀架或刀具軸上的每個刀具點必須與機(jī)床坐標(biāo)系的零點完全重合(對于數(shù)控車床，X軸機(jī)床坐標(biāo)系的零點與軸的中心軸);由于工具的定位、調(diào)整和磨損不可避免的誤差，無法在井口前方藍(lán)色立面上保持Z軸的精確固定值，或更換刀具后刀具新舊位置之間的安裝偏差值。該誤差值是指切削偏差值。
在沒有配備刀具的機(jī)床上，每一個刀具的偏置量是通過對每一個刀具進(jìn)行仔細(xì)的測試，然后通過測量、計算、補(bǔ)償(用手對刀具進(jìn)行補(bǔ)償)切削后零件的尺寸來獲得的，這當(dāng)然需要花費大量的時間和工作，而且有點不由自主地，零件報廢。更換刀具后，必須繼續(xù)工作。因此，在機(jī)床的幫助下，刀具是最耗時的工作站之一。
在裝有切刀調(diào)整裝置的機(jī)床上，由于刀具相對于工件坐標(biāo)系的偏差可以在刀具調(diào)整后自動調(diào)整，因此自動建立工件坐標(biāo)系;在這種情況下，在加工程序中，不再需要使用“G50指令”來建立工件坐標(biāo)系。
(2)在加工過程中，可以自動檢查、補(bǔ)償和警告刀具的磨損和破損。當(dāng)?shù)毒吣p達(dá)到一定程度時，必須及時補(bǔ)償?shù)毒吣p，否則會影響工件尺寸的穩(wěn)定性。在沒有配備切削裝置的機(jī)床上，很難對磨損值進(jìn)行補(bǔ)償;需要頻繁停機(jī)，手動測量零件尺寸，并手動敲打系統(tǒng)中獲得的磨損值，以修改刀具維修參數(shù)。安裝刀具時，尤其是當(dāng)機(jī)床為HPPA或HPMA型時，更容易解決這一問題。在第一種情況下，根據(jù)刀具的磨損規(guī)律，在干燥一定數(shù)量的零件后停止機(jī)器并使用“調(diào)整工具”再次調(diào)整刀具就足夠了;在后一種情況下，只要在程序中人工編程的加工周期數(shù)之后，對刀具進(jìn)行一次自動調(diào)整，就可以進(jìn)行刀具偏置補(bǔ)償工作。
報警刀具破損或強(qiáng)制更換刀具磨損一定程度后，刀具磨損的基本原則是允許的，要設(shè)定一個閾值”，一旦刀具跟蹤超過閾值誤差，即刀具破損或大于該值不大于機(jī)床自動磨損報警值的480單位，然后強(qiáng)制要求更換工具。
(3)當(dāng)滾珠絲杠的伸長是由于機(jī)床的熱變化引起時，由此引起的機(jī)床偏壓值的變化也可以得到補(bǔ)償，以保證房間大小的穩(wěn)定。
在機(jī)器的工作循環(huán)中，由于機(jī)器的線性運動而產(chǎn)生的摩擦?xí)a(chǎn)生熱量;另一個不可忽略的熱量來源是從切割的鐵屑向機(jī)器傳導(dǎo)的熱量。這些因素的客觀存在都會導(dǎo)致機(jī)床的變形，特別是螺釘?shù)臒嵘扉L，這反映了刀尖位置的變化現(xiàn)象，因此工件的精密尺寸必然與熱變形同時發(fā)生變化。
如果在機(jī)器上安裝刀具調(diào)節(jié)器，也可以解決上述問題;這只是一個簡單的問題，將熱變形引起的刀具末端位置的變化作為刀具的磨損值，通過測量和補(bǔ)償這種新的變形值的刀具與調(diào)整裝置的刀具。
機(jī)床對刀儀的簡要工作原理
點攻擊裝置的中心元件由高精度開關(guān)(傳感器)、高硬度高耐磨碳化鎢(點攻擊探頭)和連接器組成。信號傳輸(省略其他元素)。四面體探頭用于與刀具接觸，并通過置于其下方的螺旋支撐桿將力傳遞給高精度開關(guān);開關(guān)發(fā)出的通過和斷開信號通過信號傳輸接收器傳遞給數(shù)字控制系統(tǒng)進(jìn)行識別、計算，刀具方向的補(bǔ)償、接近等。
無論是刀具偏壓值、磨損值還是熱變形引起的刀尖位置變化值，本質(zhì)上都是刀具在一定工作時間后的初始偏壓值與刀具實際偏壓值之間的變化。
數(shù)控機(jī)床的工作原理決定了當(dāng)機(jī)床回到各自運動軸的機(jī)械基準(zhǔn)點時，所建立的是機(jī)床的坐標(biāo)系。一旦確定了該參考點，機(jī)床坐標(biāo)系數(shù)值軸上的不同運動方向?qū)τ跈C(jī)床零點具有實際的數(shù)值意義。
一般來說，在這個階段，在機(jī)床坐標(biāo)系的基礎(chǔ)上編程就足以建立工件G50的坐標(biāo)系。但對于機(jī)床刀具的安裝，還需要設(shè)置精確的參數(shù)，根據(jù)機(jī)床坐標(biāo)系確定傳感器刀具為零，實際坐標(biāo)固定使用(圖5)，否則從系統(tǒng)上看數(shù)控機(jī)床刀架的運動不會出現(xiàn)誤差并根據(jù)刀軌系統(tǒng)之間的坐標(biāo)系相互轉(zhuǎn)換結(jié)束數(shù)據(jù)。
在建立了機(jī)床上的“機(jī)床坐標(biāo)系”和“對刀儀固定坐標(biāo)”(不同規(guī)格的刀具必須設(shè)置不同的定刀坐標(biāo)值)后，我們將在下面簡要介紹對刀儀的工作原理：
(1)機(jī)床的每一直線運動軸回到各自的機(jī)械基準(zhǔn)點后，機(jī)床坐標(biāo)系與切削裝置的固定坐標(biāo)之間的相對位置就確定了具體的數(shù)值。
(2)刀的自動編程控制或手動控制，沿可移動軸選擇刀具和旋轉(zhuǎn)電機(jī)或刀具的尖端)使用刀觸式聽力計，相應(yīng)的平面和二氧化物mo02在支撐桿周圍振蕩部分已觸發(fā)高精度開關(guān)傳感器，立即通知開關(guān)系統(tǒng)該鎖定軸。由于數(shù)控系統(tǒng)將此信號作為高級信號處理，因此動作控制非?？焖俸途_。
(3)數(shù)控機(jī)床具有三條直線軸的進(jìn)給均配有編碼器反饋脈沖，在數(shù)控系統(tǒng)中存儲該進(jìn)給軸的實際位置計數(shù)器，當(dāng)讀取系統(tǒng)停止該軸的精確位置時，機(jī)床，刀之間的關(guān)系相對自動轉(zhuǎn)換，可以確定砂輪的初始軸或直徑)的偏壓值。換言之，如果在機(jī)床坐標(biāo)系中測量，這相當(dāng)于確定機(jī)床參考點和機(jī)床測量點之間的距離以及兩者之間的實際偏差。
(4)不論是工件切削后產(chǎn)生的刀具磨損、還是滾珠絲杠熱伸長后出現(xiàn)的刀尖變動量，只要再進(jìn)行一次對刀儀的對刀作業(yè)，數(shù)控系統(tǒng)就會自動把測得的該把刀具的新刀具偏置量與該把刀具的初始刀具偏置量進(jìn)行比較計算，并將需要進(jìn)行補(bǔ)償?shù)?delta;誤差值自動補(bǔ)償進(jìn)刀補(bǔ)存儲區(qū)中去。當(dāng)然，如果換了新的一把刀具，再對其重新進(jìn)行對刀，所獲得的偏置值就應(yīng)該是該刀具新的初始刀具偏置值了。
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