|
接觸式對(duì)刀儀采用普通車床的位置測(cè)量系統(tǒng)，并在普通車床上增加了監(jiān)控和測(cè)試設(shè)備。
一般來說,盡管它是附著在通用車床和旨在提高車床加工的精度和效率,為一組獨(dú)立的儀器,研究和設(shè)計(jì)方案的聯(lián)系工具設(shè)置儀器對(duì)普通車床應(yīng)包括設(shè)置原則的研究和實(shí)現(xiàn)工具,精密機(jī)械,電氣控制部分,聯(lián)系工具設(shè)置儀器的操作方法,誤差及精度分析等部分。機(jī)械部分是接觸工具整定儀的主要部分，主要包括傳感器的設(shè)計(jì)和連接臂的設(shè)計(jì)。傳感器的設(shè)計(jì)尤為關(guān)鍵，這就要求傳感器能夠適應(yīng)不同的刀具，如內(nèi)孔車刀、端面車刀、螺紋車刀、外圓車刀以及不同刀具轉(zhuǎn)角的刀具。另外，傳感器的表面要有硬度要求，不能經(jīng)常對(duì)表面產(chǎn)生小的沖擊，當(dāng)然也可以對(duì)傳感器探頭進(jìn)行研磨;
傳感器應(yīng)滿足精度要求;傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要合理，重量不能過大，安裝要方便，適合于刀具的對(duì)準(zhǔn)和操作。電氣控制部分主要包括接口電路的設(shè)計(jì)。刀具接觸傳感器后，對(duì)刀儀應(yīng)有聲光信號(hào)顯示，以便操作者及時(shí)操作。傳感器的觸發(fā)信號(hào)應(yīng)能準(zhǔn)確地反射到數(shù)控系統(tǒng)。有必要對(duì)刀具補(bǔ)償值的獲取進(jìn)行算法研究，并根據(jù)算法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)化編程，獲取刀具點(diǎn)信息并對(duì)其進(jìn)行分析，計(jì)算出刀具補(bǔ)償值。
刀補(bǔ)值的確定
1.試切法
通過以上分析：即使我們可以回到參考點(diǎn)來確定刀上參考點(diǎn)的坐標(biāo)，也可以通過測(cè)量工件的位置和機(jī)床的坐標(biāo)來確定，但工件坐標(biāo)系建立后與機(jī)床坐標(biāo)系沒有任何聯(lián)系，二者相互獨(dú)立，仍然不知道工件在機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)中的位置，也不知道刀具的位置和機(jī)床的位置，仍然不確定它們之間的位置。這樣，就需要在刀具上使用試切法，在刀具上試切法首先要進(jìn)行手動(dòng)機(jī)床回基準(zhǔn)點(diǎn)操作，在卡盤上夾緊1個(gè)工件毛坯，測(cè)量D(工件直徑)，L(工件出3個(gè)卡盤距離)，啟動(dòng)機(jī)床，以手動(dòng)方式操作刀具(以90°外車刀為例)。第一步：輕輕地將刀尖與棒料到刀具的端面接觸，然后在Z方向靜止，在X方向退出刀具，并記下CRT動(dòng)態(tài)坐標(biāo)值Z;第二步：輕輕地將刀尖與棒料到刀具的外圓接觸，然后在X方向離開刀具，在Z方向離開刀具，并記下CRT動(dòng)態(tài)坐標(biāo)值X;步驟3：計(jì)算刀具補(bǔ)充(L1，L2)?？梢酝ㄟ^將L2和L1的值插入公式來計(jì)算它們。
最后，將刀具補(bǔ)碼值(L1，L2)輸入數(shù)控系統(tǒng)。刀具補(bǔ)償值輸入數(shù)控系統(tǒng)后，刀具軌跡自動(dòng)修正。試切法也可用于多刀具加工。每個(gè)工具的過程與其他工具相同。每個(gè)刀具的補(bǔ)刀值分別輸入到相應(yīng)的刀具補(bǔ)償寄存器中，用于數(shù)控系統(tǒng)補(bǔ)償。也可以將第一刀的點(diǎn)作為基點(diǎn)，其他刀點(diǎn)與第一刀的偏差值作為補(bǔ)償值。利用上述方法，每把刀的刀尖基本上與工件外圓母線與端面的交點(diǎn)接觸，并以此交點(diǎn)為基礎(chǔ)計(jì)算每把刀的偏移量。使用試切法對(duì)刀時(shí)，對(duì)刀的準(zhǔn)確方法是：手動(dòng)對(duì)刀時(shí)，將工件試件端面和外圓轉(zhuǎn)為1刀，仔細(xì)測(cè)量試件伸出卡盤的長(zhǎng)度L和試切外圓的直徑D。降低進(jìn)給速度，使各刀與工件的接觸盡可能均勻，可以有效提高試切刀具的精度。采用試切法的優(yōu)點(diǎn)是不需要專用工具，操作人員只需按常規(guī)操作，簡(jiǎn)單快捷，更準(zhǔn)確有效。
2.其它刀具的對(duì)刀方法
對(duì)于配備多刀的普通車床，各刀之間也存在位置偏差。如果采用試切法逐一確定刀具補(bǔ)償值，必然會(huì)導(dǎo)致精度下降、效率低下、耗時(shí)費(fèi)力。當(dāng)與對(duì)刀儀接觸進(jìn)行對(duì)刀時(shí)，首先設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)刀具，使用試切法對(duì)刀。其他刀具相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)刀具的刀具補(bǔ)償值通過對(duì)刀儀的傳感器獲得，通過數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算，從而確定各刀具相對(duì)于工件的刀具補(bǔ)償值。接觸式刀具整定儀的刀具補(bǔ)償值的整定與手動(dòng)刀具整定方法的不同之處在于，接觸式刀具整定儀可以自動(dòng)捕獲并計(jì)算信息，獲得刀具補(bǔ)償值并進(jìn)行存儲(chǔ)?？傊?，接觸式刀具整定儀的刀具整定原理是確定不同刀具在整定裝置中的位置，通過數(shù)控系統(tǒng)計(jì)算出位置補(bǔ)償值(刀具補(bǔ)償值)，并存儲(chǔ)刀具補(bǔ)償值。
刀具位置偏差原因分析
由于刀具儀表是建立在車床本身的系統(tǒng)測(cè)量基礎(chǔ)上的，普通車床的加工是通過程序控制來完成的，因此坐標(biāo)系的確定和使用是非常重要的。根據(jù)IS0841標(biāo)準(zhǔn)，普通車床的坐標(biāo)系由直角坐標(biāo)系確定。車床平行于主軸，即縱向Z軸，垂直于主軸，即橫向X軸，刀具離開工件的方向?yàn)檎?/p>
1.普通車床坐標(biāo)系與普通車床參考點(diǎn)
普通車床的坐標(biāo)系是指以機(jī)床原點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立的坐標(biāo)系。普通車床的機(jī)床原點(diǎn)通常設(shè)置在卡盤前端面與主軸中心線的交點(diǎn)處。普通機(jī)床出廠前，生產(chǎn)廠家已對(duì)普通機(jī)床的原點(diǎn)進(jìn)行了調(diào)整。普通車床的基準(zhǔn)點(diǎn)是指刀架上的一個(gè)固定點(diǎn)，即距離機(jī)床原點(diǎn)O最遠(yuǎn)的一個(gè)固定點(diǎn)R作為機(jī)床基準(zhǔn)點(diǎn)，機(jī)床出廠時(shí)，廠家也對(duì)其進(jìn)行調(diào)試，并將數(shù)據(jù)輸入數(shù)控系統(tǒng)。因此，機(jī)床參考點(diǎn)R到機(jī)床原點(diǎn)O的坐標(biāo)是已知的數(shù)字和固定的值。一般來說，在開刀之前，一般車床必須做“歸零”操作(即使刀架回到基準(zhǔn)點(diǎn))，即使刀架在基準(zhǔn)點(diǎn)上與機(jī)床基準(zhǔn)點(diǎn)R重合。此時(shí)，CRT屏幕顯示x和z值，這是相對(duì)于機(jī)床原點(diǎn)O的x方向和z方向上參考點(diǎn)R的值。
2.工件坐標(biāo)系與起刀點(diǎn)
工件坐標(biāo)系(又稱編程坐標(biāo)系)是指以工件原點(diǎn)(或編程原點(diǎn))為坐標(biāo)原點(diǎn)建立的坐標(biāo)系。編程坐標(biāo)系用于編程目的，是人為設(shè)置的。工件原點(diǎn)可以是工件上的任意一點(diǎn)，但為了編程，便于數(shù)值計(jì)算，一般車床編程原點(diǎn)選擇工件右端面或左端面與中心線交點(diǎn)作為工件原點(diǎn)，數(shù)控編程應(yīng)首先確定工件坐標(biāo)系。起點(diǎn)(也稱為程序起點(diǎn))是刀具點(diǎn)相對(duì)于工件原點(diǎn)OP的位置，即刀具相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)。工件坐標(biāo)系的建立實(shí)際上是確定刀具起點(diǎn)相對(duì)于工件原點(diǎn)的坐標(biāo)值的過程。目前，在普通車床上建立工件坐標(biāo)系的方法一般都是設(shè)定相應(yīng)的G指令。當(dāng)工件坐標(biāo)系建立時(shí)，并沒有與任何機(jī)床坐標(biāo)系相接觸，此時(shí)，兩者相互獨(dú)立，仍不知道工件在機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)中的位置，也不知道刀位和機(jī)床的位置是不能使程序正確加工的，所以在加工前，還必須確定刀具刀位在機(jī)床坐標(biāo)原點(diǎn)O上，一般加工前的關(guān)系通過這種方式來實(shí)現(xiàn)。
3.刀具位置補(bǔ)償
在刀具位置補(bǔ)償方面，刀具位置偏移補(bǔ)償必須在以下三種情況下進(jìn)行:
(1)在實(shí)際的加工中,這通常是一些工具在不同的位置(例如工具提示在刀架的位置相對(duì)于一個(gè)固定的點(diǎn)是不同的)處理工件具有相同的外形尺寸,編程的時(shí)候,一個(gè)統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)經(jīng)常被建立,它要求所有工具提示搬到一個(gè)參考點(diǎn)的坐標(biāo)系統(tǒng),或與一個(gè)工具設(shè)置工件坐標(biāo)參考系統(tǒng),因此，工具頭的其余部分必須偏移到這個(gè)參考工具頭位置?？刹捎玫毒呶恢醚a(bǔ)償。
(2)對(duì)于同一工具，當(dāng)該工具被重新研磨或更換為新的工具時(shí)，很難將其準(zhǔn)確地安裝到程序設(shè)定的原始位置?？偞嬖谖恢谜`差，經(jīng)過實(shí)際加工后成為加工誤差。此時(shí)，有必要通過刀具位置補(bǔ)償功能來修正刀具的安裝位置誤差。
(3)每個(gè)刀具在使用過程中磨損程度不同，磨損的刀尖位置與程序設(shè)定的位置存在差異，也會(huì)造成加工誤差，也可以通過刀具位置補(bǔ)償功能進(jìn)行修正。
本文簡(jiǎn)單介紹了接觸式對(duì)刀儀在數(shù)控機(jī)床上的操作問題，對(duì)于普通車床中接觸對(duì)刀儀相關(guān)技術(shù)問題進(jìn)行分析，進(jìn)行概念介紹與刀具位置偏差原因分析，并且對(duì)于刀補(bǔ)值的確定方法進(jìn)行介紹。希望能發(fā)揮更大作用。
|