隨著加工中心的廣泛使用栗哥，許多用戶也開(kāi)始使用刀具測(cè)量裝置。它不僅可以檢測(cè)刀具的磨損情況勘伺，而且可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)償(通過(guò)修改刀補(bǔ)值實(shí)現(xiàn))跪腹，極大的提高了加工效率和精度褂删。另外，同時(shí)使用其刀具破損檢測(cè)功能與刀具壽命管理功能冲茸，還可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)尋找同組刀具的功能屯阀，節(jié)約了刀具檢查和更換的時(shí)間。但由于用戶對(duì)測(cè)量原理不是很了解轴术，使用時(shí)容易產(chǎn)生誤區(qū)难衰，有時(shí)補(bǔ)償后的精度反而不如補(bǔ)償前，這就使用戶產(chǎn)生了迷惑膳音，限制了測(cè)量裝置的廣泛使用召衔。本文以英國(guó)雷尼紹(RENISHAW)公司TS27 R測(cè)頭的安裝調(diào)試為例，就如何更好的使用刀具測(cè)量裝置做一詳細(xì)介紹祭陷，供讀者參考借鑒苍凛。

　　刀具測(cè)量的基本原理是利用系統(tǒng)的跳步功能(G31)：在程序中指令“G31 Zx x x Fx x x”(與GO1的動(dòng)作相同)。但此時(shí)如果SKIP信號(hào)由“0”變?yōu)椤?”時(shí)兵志，Z軸將停止運(yùn)動(dòng)醇蝴，再用宏程序控制坐標(biāo)軸后退，然后再次碰觸量塊萝轰，反復(fù)測(cè)量并運(yùn)算后得出刀具的實(shí)際長(zhǎng)度和直徑推吼，最后修改系統(tǒng)宏變量從而達(dá)到修改刀補(bǔ)值的目的。

　　刀具測(cè)量裝置的使用主要包括三個(gè)步驟：安裝和接線疹咕；標(biāo)定贮殊；測(cè)量。

　　1 安裝和接線

　　刀具側(cè)量裝置通常包括測(cè)頭和信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置(硬件)及相關(guān)的測(cè)量程序(軟件包)铲恃。測(cè)頭(TS27R)安裝在工作臺(tái)上夫咏，并盡量遠(yuǎn)離加工區(qū)域，外部應(yīng)加防護(hù)裝置四雏，使用前先將防護(hù)裝置打開(kāi)并將刀具用風(fēng)吹干凈(用M代碼控制氣動(dòng)元件可實(shí)現(xiàn)自動(dòng))勿见，確保刀具表面無(wú)雜物，測(cè)量完成后關(guān)閉防護(hù)百擒。

　　測(cè)頭安裝完成后资村，首先要調(diào)整測(cè)頭接觸面的平行度和直線度。將一只百分表(或千分表DTI)吸在主軸頭上仍桌，表頭打在量塊(圓形或方形)的上表面为猩；用手輪控制X軸沿量塊表面來(lái)回移動(dòng)，觀察表針變化酌摇，同時(shí)調(diào)整測(cè)頭上的調(diào)節(jié)螺釘膝舅，使X向的直線度保證在0.010mm，調(diào)整好后緊固螺釘窑多。再控制Y軸沿量塊表面來(lái)回移動(dòng)仍稀，同時(shí)調(diào)整測(cè)頭上的調(diào)節(jié)螺釘洼滚，使Y向的直線度也保證在0.010mm，調(diào)整好后緊固螺釘技潘。

　　轉(zhuǎn)換裝置(MI 8-4)用35mm標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌安裝在電氣柜里遥巴。需要注意的是，給轉(zhuǎn)換裝置提供DC24V的穩(wěn)壓電源最好是單獨(dú)的享幽，盡量不要和電磁閥或中間繼電器共用電源铲掐，如果必須共用，就要考慮信號(hào)的抗干擾能力值桩，否則可能會(huì)影響測(cè)量結(jié)果摆霉。

　　2． 測(cè)頭的標(biāo)定

為了確定測(cè)頭在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置，需要對(duì)測(cè)頭進(jìn)行標(biāo)定奔坟。以下情況進(jìn)行測(cè)量前携栋，都必須首先進(jìn)行測(cè)頭的標(biāo)定：①首次使用前；②更換新量塊后偎旱；③懷疑量塊扭曲或測(cè)頭安裝松動(dòng)船庐；④意外碰撞后。

　　測(cè)頭的標(biāo)定步驟如下(手動(dòng)標(biāo)定)：

　　1) 量塊Z向坐標(biāo)值的確定執(zhí)行機(jī)床返回參考點(diǎn)的操作地捂，確認(rèn)機(jī)床參考點(diǎn)羽捻；再選擇一把標(biāo)準(zhǔn)刀具(已知該刀具精確的長(zhǎng)度和直徑，如主軸檢棒)滤重，手動(dòng)使刀具運(yùn)行到距離量塊上表面10mm的地方(起始位置)酣疏，選擇MDI方式，執(zhí)行如下程序：G65 P9851 K149.536(K：代表標(biāo)定循環(huán)鲫庆，輸入所選標(biāo)準(zhǔn)刀具的精確長(zhǎng)度)葛昏，結(jié)束后就建立了量塊的Z向坐標(biāo)值。

　　2) 量塊X,Y向坐標(biāo)值的確定(以圓形量塊為例) 在系統(tǒng)變量#530中設(shè)定“1”(沿X軸方向測(cè)量)卜陵，手動(dòng)使標(biāo)準(zhǔn)刀具移動(dòng)到距離量塊中心表面約10mm的地方，執(zhí)行程序：G65 P9852 S20.001 K12.7迂雪。［S：標(biāo)準(zhǔn)刀具直徑开贼，需輸入精確值；K：表示標(biāo)定循環(huán)皆疹，輸入量塊的理論尺寸(理論尺寸?2.7mm)〕疏橄，結(jié)束后就建立了量塊在X方向的中心位置(循環(huán)結(jié)束后，主軸返回距離量塊表面10mm的初始位置略就，準(zhǔn)備進(jìn)行下一次Y向的測(cè)量循環(huán))捎迫。

　　修改方向變量#530=2，再次執(zhí)行G65 P9852S20.001 K12.7表牢，則可建立Y向的位置以及量塊的尺寸窄绒。循環(huán)結(jié)束后主軸返回初始位置贝次。標(biāo)定的坐標(biāo)值和量塊的尺寸被存儲(chǔ)到宏變量中(斷電保持型)，以便在以后的測(cè)量宏程序中使用彰导。

　　以上是手動(dòng)標(biāo)定量塊位置的方法蛔翅。還可以通過(guò)一些專用的標(biāo)定程序自動(dòng)標(biāo)定。限于篇幅位谋，這里不再贅述山析，詳細(xì)的資料參見(jiàn)RENISHAW的手冊(cè)介紹。

　　3．刀具的測(cè)量

　　標(biāo)定完成后掏父，就確定了量塊的尺寸及其在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置羽嘉，這時(shí)才可進(jìn)行刀具測(cè)量。

　　1) 手動(dòng)刀具長(zhǎng)度測(cè)量(09851)用于測(cè)量旋轉(zhuǎn)或非旋轉(zhuǎn)的刀具的有效切削長(zhǎng)度鹏亥。

　　使用方法：手動(dòng)使切削刀具定位到距離量塊上表面10mm的地方反腺，運(yùn)行以下程序：G65 P9851 S80. T8[S80：被測(cè)刀具的理論切削直徑，T8：刀具長(zhǎng)度偏置號(hào)8〕竹坝。

　　2) 手動(dòng)刀具直徑測(cè)量(09852)測(cè)量切削刀具的有效切削直徑(沿X或Y方向)嘱杆。

　　使用方法：手動(dòng)使切削刀具定位到距離量塊上表面10mm的地方，運(yùn)行以下程序：G65 P9852 S80. D8．[ S80.：切削刀具直徑磷兢，D80.：刀具半徑的偏置號(hào)碼］杭嚷。

　　機(jī)床運(yùn)動(dòng)步驟如下：刀具以程序指定的速度沿X向(或Y向)快速運(yùn)動(dòng)→使刀具的側(cè)面和量塊的側(cè)面產(chǎn)生一定距離(Rr)→然后Z軸向下運(yùn)動(dòng)，使刀具側(cè)面和量塊側(cè)面在同樣的高度→刀具以指定速度逼近量塊→碰上量塊后停止并后退一定距離→再減速逼近量塊→碰上后再次停止并后退一定距離→然后刀具再運(yùn)行到量塊的另外一邊(180°方向)→用同樣的步驟進(jìn)行測(cè)量狭龄。最后得出刀具的實(shí)際切削直徑嚣咕，同時(shí)自動(dòng)修改其補(bǔ)償值。下次加工時(shí)蜘傻，就可以使用新的刀具半徑補(bǔ)償值了绷咳。

　　3) 自動(dòng)刀具長(zhǎng)度和直徑測(cè)量(09853)測(cè)量旋轉(zhuǎn)的切削刀具(或不旋轉(zhuǎn))的有效切削長(zhǎng)度和直徑，也可用于刀具破損檢測(cè)琅翻。

　　注意：測(cè)量前位仁，首先應(yīng)在對(duì)應(yīng)的刀具偏置表中設(shè)定理論的刀具長(zhǎng)度和半徑值。

　　編程格式：G65 P9853 Bb Tt[Dd Ss]方椎；[]：代表選擇項(xiàng)目

　　輸入?yún)?shù)的定義聂抢，B按以下設(shè)定：B=1，僅測(cè)量長(zhǎng)度(缺省設(shè)定);B=2棠众，僅測(cè)量直徑;B=3琳疏，長(zhǎng)度和直徑都測(cè)量。D：要更新的刀具半徑偏置號(hào)碼(僅用于旋轉(zhuǎn)刀具測(cè)量)闸拿。如欲同時(shí)測(cè)量刀具長(zhǎng)度和直徑空盼，則指令B=3，執(zhí)行程序：G65 P9853 B3 ．T1. D20．S30。

　　機(jī)床運(yùn)行步驟如下：從刀庫(kù)中選擇刀具T1(A)→快速移動(dòng)X和y軸→使刀具位于量塊的上方(B)→快速向下移動(dòng)到逼近位置并調(diào)用T1的刀具補(bǔ)償值→慢速移動(dòng)到凈空位置(距離量塊上表面10mm的地方)→測(cè)量刀具長(zhǎng)度(旋轉(zhuǎn)或非旋轉(zhuǎn)揽趾，與09851的步驟一樣)→測(cè)量刀具半徑(旋轉(zhuǎn)或非旋轉(zhuǎn)台汇，與09852的步驟一樣)→退回起始點(diǎn)。

　　注意：如果未使用Ss但骨，則必須在刀具補(bǔ)償頁(yè)面輸入刀具半徑的理論尺寸励七。

　　4) 刀具破損檢測(cè)(09853)

　　使用方法：執(zhí)行如下編程格式的程序，當(dāng)檢測(cè)到刀具的實(shí)際長(zhǎng)度或半徑的破損值已經(jīng)超出設(shè)定范圍時(shí)籍纸，會(huì)產(chǎn)生刀具破損報(bào)警或提示信息剿夫，用戶可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行處理。

　　編程格式：G65 P9853 B1. T1. H0. 5 D8. S30.Q3 ．R3 ．Z-4. M30. 10. 01

　　其中：Hh中的h為刀具破損允許差值烹驰，如定義H0.5姓拂，即檢查刀具損耗與偏置值是否在±0.5mm之內(nèi)；Mm中的m為PLC的輸入信號(hào)地址魄蔗，當(dāng)檢測(cè)到刀具破損時(shí)寒肋，該信號(hào)將變?yōu)椤?”，無(wú)破損時(shí)則為“0”肆洽。(此時(shí)的“M”代表宏變量易麻，不同于一般的M代碼，請(qǐng)使用者注意區(qū)分)社咒。當(dāng)定義M30時(shí)秽祷，則當(dāng)檢測(cè)到刀具破損時(shí)，宏變量#2030(即2000＋M)將變?yōu)椤?”位俩，此時(shí)不會(huì)出現(xiàn)報(bào)警矗寂，但可以在零件程序中檢查#2030的狀態(tài)，同時(shí)在PLC中處理該信號(hào)去報(bào)警或者去尋找同樣的刀具(見(jiàn)例2)勇蝙，后者需要系統(tǒng)具備刀具壽命管理的功能沫勿。

　　例1：破損刀具處理方法1——僅提示報(bào)警

　　M06 T1 選擇T1刀具

　　G65 P9853 B1. T1. H0.5 檢測(cè)刀具是否破損，如超差則會(huì)出現(xiàn)刀具破損報(bào)警

　　M06 T2 選擇下一把刀進(jìn)行加工

　　在上例中味混，只有破損超出0.5mm時(shí)才會(huì)產(chǎn)生“BROKEN TOOL”服警产雹。當(dāng)不適合使用報(bào)警信息的時(shí)候，可以使用標(biāo)志位提示(在PLC中處理)翁锡。

　　例2：破損刀具處理方法2——選擇同組(同樣的)刀具繼續(xù)加工

　　M06 T1 選擇T1刀具

　　…… 加工

　　G65 P9853 B1. T1. H0.5 M30 檢測(cè)刀具是否破損洽故，如超差則會(huì)出現(xiàn)刀具破損報(bào)警

　　IF #2030 EQ1 GOTO N** 如果標(biāo)志位為1，則跳轉(zhuǎn)到N**段去盗誊，否則繼續(xù)

　　M06 T2 選擇下一把刀進(jìn)行加工

　　N** (重新開(kāi)始循環(huán)) N**：去尋找同組刀具(與破損刀具相同的刀具)的程序段

　　刀具測(cè)量的過(guò)程比較簡(jiǎn)單，但首次使用前的調(diào)整和標(biāo)定非常重要隘弊，用戶一定要非常重視哈踱。當(dāng)改變測(cè)頭的安裝位置后、測(cè)量精度經(jīng)常有誤差、懷疑測(cè)頭松動(dòng)开镣、更換新量塊或意外碰撞后刀诬，都必須重新進(jìn)行標(biāo)定。為了防止意外碰撞常籍，可定期的檢查SKIP信號(hào)是否靈敏健吃。這可在系統(tǒng)的自診斷畫(huà)面上看到：人為使測(cè)頭動(dòng)作，SKIP信號(hào)應(yīng)該有0→1→0→1的變化锨圣。另外還應(yīng)注意電纜的走線陕绢，盡量與動(dòng)力線分開(kāi)，并單獨(dú)給轉(zhuǎn)換裝置提供DC24V電源骗采。由于數(shù)控系統(tǒng)的不同闯揪，所使用的測(cè)量程序也不盡相同，但測(cè)量原理都是一樣的词趾。用戶在使用前一定要明確機(jī)床所用的系統(tǒng)類型避某，再去購(gòu)買(mǎi)專用的測(cè)頭和測(cè)量程序軟件。

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