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對刀儀(刀具預(yù)調(diào)儀)概述
首先，加工中心的效率和精度要求越來越高，加上數(shù)控機(jī)床的日益普及，對刀具預(yù)調(diào)儀的要求也越來越高。刀具預(yù)置測量儀主要用于檢測數(shù)控機(jī)床、加工中心和柔性制造單元上的鏜銑床刃口X/Z坐標(biāo)數(shù)據(jù)。它還可以用來檢查刀尖的角度、圓角、刀刃的形狀和多刃刀具的跳動(dòng)。它是專門為簡化刀具預(yù)設(shè)和測量而設(shè)計(jì)的。該儀器的使用可以減少機(jī)床試切次數(shù)，縮短輔助時(shí)間，保證加工質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)刀具管理的現(xiàn)代化。
二、刀具預(yù)調(diào)儀的結(jié)構(gòu)與工作原理
2.1對刀儀結(jié)構(gòu)
目前常用的刀具預(yù)調(diào)測量儀整體結(jié)構(gòu)可分為機(jī)械、光學(xué)、軟件三部分，軟件主要包括底座、可在底座導(dǎo)軌上移動(dòng)立柱、可在測量架立柱導(dǎo)軌上微調(diào)手輪、主軸、主軸鎖開關(guān)等，光源和CCD攝像系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)(即CCD測量控制系統(tǒng))等。儀器內(nèi)部，兩個(gè)正交分布的光柵傳感器構(gòu)成一個(gè)X/Z坐標(biāo)系，兩個(gè)直線導(dǎo)軌對構(gòu)成X/Z方向的運(yùn)動(dòng)單元，兩個(gè)光柵傳感器和導(dǎo)絲對固定在立柱和底座的上部。
2.2工作原理
工作原理是：首先是將量具安裝在手柄尺寸相同的軸套或變徑設(shè)置上，然后對儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，徑向鎖緊按鈕，保證主軸緊密配合，再按氣閘按鈕調(diào)整量具架在X/Z方向的一般位置，然后通過兩個(gè)方向的修邊機(jī)輪架的固定位置，光源從測量點(diǎn)的一側(cè)進(jìn)入框內(nèi)，并通過另一側(cè)的CCD視覺系統(tǒng)接收成像，轉(zhuǎn)動(dòng)主軸，刀具成像清晰，通過選擇測量所需的軟件內(nèi)容，將相應(yīng)的刀具參數(shù)自動(dòng)顯示在計(jì)算機(jī)上。
三、刀具預(yù)調(diào)儀的現(xiàn)狀
3.1外觀
國內(nèi)很多工具預(yù)調(diào)器外殼粗糙，顏色大多是暗藍(lán)色、紅色，給人以厚重感，而且看起來沒有檔次。為了提高儀器的水平，改進(jìn)儀器的外觀是關(guān)鍵。
3.2結(jié)構(gòu)
刀具預(yù)調(diào)儀的結(jié)構(gòu)在很大程度上決定了其測量精度。因此，國產(chǎn)對刀儀的精度與國外產(chǎn)品有很大的不同。其根本原因是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在較大差距。首先，很多刀具預(yù)置的整體裝配結(jié)構(gòu)不緊湊，過于剛性，維護(hù)調(diào)試非常不便。其次，在立柱和底座的設(shè)計(jì)上，通過國外廠家的有限元分析，并經(jīng)過嚴(yán)格的測試和虛擬仿真，選用優(yōu)質(zhì)材料、精密導(dǎo)軌和光柵尺，從而減小熱膨脹，保證測量精度，適應(yīng)惡劣環(huán)境，但國內(nèi)很多廠家不注重外觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，忽略了格柵和導(dǎo)軌的選擇和布置，導(dǎo)致大量滲漏，在使用時(shí)出現(xiàn)了幾種現(xiàn)象。另一個(gè)明顯的結(jié)構(gòu)問題是，在Z方向的微調(diào)過程中，與測量架相連的砝碼塊很難平衡，不容易在這個(gè)方向上升降。此外，在主軸系統(tǒng)中，主軸的同心度對儀器的測量精度有著非常重要的影響，這取決于主軸材料和主軸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。因此，主軸材料的選擇、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及如何快速更換主軸系統(tǒng)是現(xiàn)階段國產(chǎn)刀具儀表面臨的問題。
3.3軟件
軟件是系統(tǒng)的核心，國內(nèi)外軟件產(chǎn)品的差距特別大。目前，國內(nèi)軟件可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和圖像的讀取、數(shù)據(jù)處理、顯示、存儲管理等功能，但功能還比較單一，很多功能還不完善等。因此，國內(nèi)刀具預(yù)置軟件有待改進(jìn)，應(yīng)具備對國外強(qiáng)大的刀具管理和通訊功能，使刀具參數(shù)的測量多樣化、準(zhǔn)確性，同時(shí)也使刀具管理更加簡單方便。
3.4控制系統(tǒng)
國內(nèi)外大部分的刀具預(yù)調(diào)儀都采用電子按鍵，采用氣動(dòng)控制主軸的徑向和軸向鎖緊,采用手動(dòng)測量功能,通過兩個(gè)電子手輪分別控制測量架在X/Z方向上的微調(diào)，采用這種手動(dòng)微調(diào)方式,很難對測量滑架進(jìn)行準(zhǔn)確定位，并且具有效率低、不準(zhǔn)確、可靠性低等缺點(diǎn)101。如今，國外已經(jīng)具有完全自動(dòng)化的對刀儀,儀器可以完成自動(dòng)測量、自動(dòng)定位、自動(dòng)捕捉、自動(dòng)聚焦、全自動(dòng)測量,完全自動(dòng)化也是刀具預(yù)調(diào)儀未來的發(fā)展方向。
四、結(jié)論
從實(shí)際應(yīng)用的角度出發(fā)，闡述了刀具預(yù)調(diào)儀在使用中遇到的諸多問題，并通過對國內(nèi)外刀具預(yù)調(diào)儀在外形、結(jié)構(gòu)、軟件、控制系統(tǒng)等方面的比較，指出了國內(nèi)刀具預(yù)調(diào)儀在許多方面的不足，為今后新產(chǎn)品的開發(fā)提供參考。刀具預(yù)調(diào)儀的結(jié)構(gòu)和軟件都影響其測量精度。在未來的發(fā)展中，只要克服刀具預(yù)調(diào)儀在上述方面的缺陷，就可以研制出一種高精度、高效率、自動(dòng)化、智能化、多功能的新型刀具預(yù)調(diào)儀。
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