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數(shù)控機(jī)床自動(dòng)對刀儀如何設(shè)計(jì)

  【編者按】目前,數(shù)控機(jī)床加工之前的對刀大多采用手動(dòng)試切,靠人工控制皮匪,因此準(zhǔn)備工時(shí)長、對刀精度不穩(wěn)定众抽。在數(shù)控加工中涮观,工件坐標(biāo)系確定之后,還必須確定刀位點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的位置即對刀尺桅。本文試探討在機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)軟件支持下梳让,增設(shè)一個(gè)相對獨(dú)立的自動(dòng)對刀程序模塊來實(shí)現(xiàn)簡易的自動(dòng)對刀控制。


  一裂瘤、自動(dòng)對刀系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)機(jī)理

  自動(dòng)對刀系統(tǒng)由對刀控制裝置和自動(dòng)對刀儀組成喻名,配合機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)使用。自動(dòng)對刀儀由對刀收信電路和標(biāo)準(zhǔn)對刀棒組成薇雳。對刀的工作原理是連續(xù)自動(dòng)進(jìn)給收信方式疚筋。這一過程是在編輯狀態(tài)下,由鍵盤發(fā)出對刀指令足绅,經(jīng)對刀控制裝置識(shí)別處理后压语,傳給機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的指定驅(qū)動(dòng)單元,控制刀具向標(biāo)準(zhǔn)對刀棒表面自動(dòng)定位尋邊運(yùn)動(dòng)编检。在刀尖觸及對刀棒表面的瞬間胎食,傳感器上的高電平通過刀尖對地產(chǎn)生負(fù)跳變,該信號發(fā)向?qū)Φ犊刂蒲b置引起中斷程序控制機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)伺服機(jī)構(gòu)停止運(yùn)動(dòng):計(jì)算機(jī)提取該軸對刀基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)后及時(shí)后退一定的距離:然后沿另一坐標(biāo)方向繼續(xù)作定位尋邊運(yùn)動(dòng)允懂,以便再次引起中斷并記取此軸對刀基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)厕怜,經(jīng)計(jì)算后作為預(yù)設(shè)工件坐標(biāo)系的零點(diǎn)。(參閱數(shù)控機(jī)床改造的方法與步驟

  二蕾总、自動(dòng)對刀儀

  自動(dòng)對刀儀的標(biāo)準(zhǔn)對刀棒是作為對刀尺寸基準(zhǔn)的傳感部件粥航,由芯軸、絕緣套、對刀圈三部分組成递雀。對刀圈結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)車削與鎖銑加工的對刀方式不同柄延,采用不同的設(shè)計(jì)。

  1.?dāng)?shù)控車床用對刀儀     應(yīng)充分考慮車刀的多樣性及其測量誤差對加工精度的影響缀程。故將對刀圈設(shè)計(jì)成具有外圓搜吧、內(nèi)孔及內(nèi)外錐面的四個(gè)測量表面。它們分別用于對外圓車刀裤狱、內(nèi)孔車刀和端面車刀等刀具進(jìn)行刀位點(diǎn)的位置測量乒踢。其對刀操作步驟非常便捷,先用點(diǎn)動(dòng)方式將車刀移至對刀圈外圓附近殃秽,然后直接啟動(dòng)自動(dòng)對刀程序捡霹,刀具便進(jìn)行自動(dòng)對刀運(yùn)動(dòng)。該對刀儀在開環(huán)數(shù)控車床上使用時(shí)瞬拆,應(yīng)考慮消除傳動(dòng)間隙所產(chǎn)生的對刀誤差卧袄。為此可在流程圖中插入消隙過程,即當(dāng)?shù)毒甙凑罩付ㄒ蠛笸藊′ 以后削父,再讓其沿X軸前進(jìn)一個(gè)△x的距離(△x < x′)纸谤,然后執(zhí)行下一步流程。

  2.加工中心用對刀儀     需要鏜銑加工的零件握饼,特別是孔類零件,其對刀方式通常是利用已加工的定位孔或基準(zhǔn)線昙百、面作為定位基準(zhǔn)诡泌。批量生產(chǎn)中,工件采用夾具進(jìn)行定位安裝啄枕,常用的定位方式是"一面兩銷"或"兩面一銷"方式婚陪。以立式數(shù)控銑床為例,夾具在Z坐標(biāo)的位置基本上是通過加工程序來確定的频祝,因此泌参,只要在XY平面上找到定位塊的定位基準(zhǔn)坐標(biāo)后,將對刀取得的基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)經(jīng)一定計(jì)算后作為預(yù)設(shè)工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)(用G54等指令確定)即可常空。所示的是針對"兩面一銷"定位形式的夾具對刀方法沽一。其尋邊方式是:先用基準(zhǔn)直徑為D的標(biāo)準(zhǔn)對刀棒找到X向定位塊的右邊界,記下此時(shí)X軸坐標(biāo)值x0漓糙,在保持Y坐標(biāo)不變的情況下按X為-向后退一個(gè)給定值x′铣缠,然后沿Y軸向下尋邊找到Y(jié)坐標(biāo)定位銷的上邊界,記下此時(shí)Y軸坐標(biāo)值)y0昆禽,則即為確定的工件坐標(biāo)系原點(diǎn)蝗蛙。該種對刀棒的傳感元件僅需一個(gè)外圓測量表面,用于對線面一類的定位元件進(jìn)行位置測量。在設(shè)計(jì)對刀棒時(shí)捡硅,應(yīng)根據(jù)機(jī)床主軸內(nèi)錐孔的大小哮内,采用不同的組裝結(jié)構(gòu)。

  三讶瘩、自動(dòng)對刀儀的定位精度分析

  從理論上講达植,自動(dòng)對刀儀由于采用電信號位置檢測,能使對刀誤差控制在一步(0.005~0.01 mm )之內(nèi)俭整。但實(shí)際上所能得到的測量精度不完全取決于所配套數(shù)控系統(tǒng)的分辨率尸钢,還和機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)誤差和對刀棒的幾何形狀、加工精度和裝配質(zhì)量等因素有關(guān)對于機(jī)床傳動(dòng)誤差(主要指車床開環(huán)控制系統(tǒng))妄由,可通過軟件來控制消除機(jī)床傳動(dòng)間隙的影響熔厌;在標(biāo)準(zhǔn)對刀棒的設(shè)計(jì)和制造過程中應(yīng)充分注意測量精度的要求,嚴(yán)格控制加工與裝配誤差像淋,保證對刀精度誉煎。


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