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1、插拔式手臂(High Precision Removable Arm, HPRA)

HPRA的特點(diǎn)是對(duì)刀臂和基座可分離。使用時(shí)通過(guò)插拔機(jī)構(gòu)把對(duì)刀臂安裝至對(duì)刀儀基座上,同時(shí)電器信號(hào)亦連通并進(jìn)入可工作狀態(tài);用完后可將對(duì)刀臂從基座中拔出,放到合適的地方以保護(hù)精密的對(duì)刀臂和測(cè)頭不受灰塵、碰撞的損壞,適合小型數(shù)控車(chē)床用。

2、下拉式手臂(High Precision PUlldown Arm,HppA)

HPPA的特點(diǎn)是對(duì)刀臂和基座旋轉(zhuǎn)聯(lián)接,是一體化的。使用時(shí)將對(duì)刀臂從保護(hù)套中擺動(dòng)拉出,不用時(shí)把對(duì)刀臂再收回保護(hù)套中,不必?fù)?dān)心其在加工中受到損壞。不必頻繁地插拔刀臂,避免了頻繁插拔引起的磕碰。

3、全自動(dòng)對(duì)刀臂(High Precision Motorised Arm,HPMA)

HPMA的特點(diǎn)是,對(duì)刀臂和基座通過(guò)力矩電機(jī)實(shí)現(xiàn)刀臂的擺出和擺回與HPPA的區(qū)別是加了力矩電機(jī),提高了自動(dòng)化程度。更重要的是可把刀臂的擺出、擺回通過(guò)M代碼編到加工程序中,在加工循環(huán)過(guò)程中,即可方便地實(shí)現(xiàn)刀具磨損值的自動(dòng)測(cè)量、補(bǔ)償和刀具破損的監(jiān)測(cè),再配合自動(dòng)上下料機(jī)構(gòu),可實(shí)現(xiàn)無(wú)人化加工。

4、全自動(dòng)接觸式

在工作臺(tái)水平垂直位置找尋到安裝位置后,在對(duì)應(yīng)的數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)輸入程序就可以有效的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)刀。在中國(guó)的雕銑機(jī)和玻璃機(jī)的發(fā)展中起到必不可少的作用。

數(shù)控機(jī)床的工作原理決定,當(dāng)機(jī)床返回各自運(yùn)動(dòng)軸的機(jī)械參考點(diǎn)后,建立起來(lái)的是機(jī)床坐標(biāo)系。該參考點(diǎn)一旦建立,相對(duì)機(jī)床零點(diǎn)而言,在機(jī)床坐標(biāo)系各軸上的各個(gè)運(yùn)動(dòng)方向就有了數(shù)值上的實(shí)際意義。

對(duì)于安裝了對(duì)刀儀的機(jī)床,對(duì)刀儀傳感器距機(jī)床坐標(biāo)系零點(diǎn)的各方向?qū)嶋H坐標(biāo)值是一個(gè)固定值,需要通過(guò)參數(shù)設(shè)定的方法來(lái)精確確定,才能滿(mǎn)足使用,否則數(shù)控系統(tǒng)將無(wú)法在機(jī)床坐標(biāo)系和對(duì)刀儀固定坐標(biāo)之間進(jìn)行相互位置的數(shù)據(jù)換算。 當(dāng)機(jī)床建立了"機(jī)床坐標(biāo)系"和"對(duì)刀儀固定坐標(biāo)"后(不同規(guī)格的對(duì)刀儀應(yīng)設(shè)置不同的固定坐標(biāo)值),對(duì)刀儀的工作原理如下:

1、機(jī)床各直線運(yùn)動(dòng)軸返回各自的機(jī)械參考點(diǎn)之后,機(jī)床坐標(biāo)系和對(duì)刀儀固定坐標(biāo)之間的相對(duì)位置關(guān)系就建立起了具體的數(shù)值。

2、不論是使用自動(dòng)編程控制,還是手動(dòng)控制方式操作對(duì)刀儀,當(dāng)移動(dòng)刀具沿所選定的某個(gè)軸,使刀尖(或動(dòng)力回轉(zhuǎn)刀具的外徑)靠向且觸動(dòng)對(duì)刀儀上四面探針的對(duì)應(yīng)平面,并通過(guò)撓性支撐桿擺動(dòng)觸發(fā)了高精度開(kāi)關(guān)傳感器后,開(kāi)關(guān)會(huì)立即通知系統(tǒng)鎖定該進(jìn)給軸的運(yùn)動(dòng)。因?yàn)閿?shù)控系統(tǒng)是把這一信號(hào)作為高級(jí)信號(hào)來(lái)處理,所以動(dòng)作的控制會(huì)極為迅速、準(zhǔn)確。

3、由于數(shù)控機(jī)床直線進(jìn)給軸上均裝有進(jìn)行位置環(huán)反饋的脈沖編碼器,數(shù)控系統(tǒng)中也有記憶該進(jìn)給軸實(shí)際位置的計(jì)數(shù)器。此時(shí),系統(tǒng)只要讀出該軸停止的準(zhǔn)確位置,通過(guò)機(jī)床、對(duì)刀儀兩者之間相對(duì)關(guān)系的自動(dòng)換算,即可確定該軸刀具的刀尖(或直徑)的初始刀具偏置值了。換一個(gè)角度說(shuō),如把它放到機(jī)床坐標(biāo)系中來(lái)衡量,即相當(dāng)于確定了機(jī)床參考點(diǎn)距機(jī)床坐標(biāo)系零點(diǎn)的距離,與該刀具測(cè)量點(diǎn)距機(jī)床坐標(biāo)系零點(diǎn)的距離及兩者之間的實(shí)際偏差值。

4、不論是工件切削后產(chǎn)生的刀具磨損、還是絲杠熱伸長(zhǎng)后出現(xiàn)的刀尖變動(dòng)量,只要再進(jìn)行一次對(duì)刀操作,數(shù)控系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)把測(cè)得的新的刀具偏置值與其初始刀具偏置值進(jìn)行比較計(jì)算,并將需要進(jìn)行補(bǔ)償?shù)恼`差值自動(dòng)補(bǔ)入刀補(bǔ)存儲(chǔ)區(qū)中。當(dāng)然,如果換了新的刀具,再對(duì)其重新進(jìn)行對(duì)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。

在五個(gè)方向上進(jìn)行刀偏值的測(cè)量和補(bǔ)償,可以有效地消除人工對(duì)刀產(chǎn)生的誤差和效率低下的問(wèn)題。不管是采用何種切削刀具(外圓、端面、螺紋、切槽、鑊孔還是車(chē)削中心上的銑、鉆削動(dòng)力刀具),進(jìn)行工件輪廓車(chē)削或銑削時(shí),所有參與切削的刀尖點(diǎn)或刀具軸心線,都必須通過(guò)調(diào)整或補(bǔ)償,使其精確地位于工件坐標(biāo)系的同一理論點(diǎn)或軸心線上。對(duì)動(dòng)力型回轉(zhuǎn)刀具,除要測(cè)量并補(bǔ)償?shù)毒唛L(zhǎng)度方向上的偏置值外,同時(shí)還要測(cè)量和補(bǔ)償?shù)毒咧睆椒较蛏系钠�置�?刀具以軸心線分界的兩個(gè)半徑的偏置值)。否則機(jī)床無(wú)法加工出尺寸正確的工件。 在沒(méi)有安裝對(duì)刀儀的機(jī)床上,每把刀具的偏置值,是對(duì)每把刀具進(jìn)行仔細(xì)的試切后,對(duì)工件尺寸進(jìn)行測(cè)量、計(jì)算、補(bǔ)償(手工對(duì)刀)才可得出,費(fèi)時(shí)費(fèi)力,稍不小心還會(huì)報(bào)廢工件。當(dāng)更換刀具后,這項(xiàng)工作還要重新進(jìn)行。因而,對(duì)刀是占用機(jī)床輔助時(shí)間最長(zhǎng)的工作內(nèi)容之一。

使用了對(duì)刀儀的機(jī)床,因?qū)Φ逗竽軌蜃詣?dòng)設(shè)置好刀具對(duì)工件坐標(biāo)系的偏置值,從而自動(dòng)建立起工件坐標(biāo)系。在這種情況下,加工程序中就無(wú)需再用"G50指令"來(lái)建立工件坐標(biāo)系了。

2、加工過(guò)程中刀具磨損或破損的自動(dòng)監(jiān)測(cè)、報(bào)警和補(bǔ)償

在沒(méi)有安裝對(duì)刀儀的機(jī)床上完成磨損值的補(bǔ)償是很麻煩的,需要多次停下機(jī)床對(duì)工件的尺寸進(jìn)行手工測(cè)量,還要將得到的磨損值手動(dòng)修改刀補(bǔ)參數(shù)。安裝對(duì)刀儀后,這個(gè)問(wèn)題就簡(jiǎn)單多了,特別是安裝HPPA型或HPMA型后更為方便。前者,只要根據(jù)刀具的磨損規(guī)律,干完一定數(shù)量的工件后停下機(jī)床,用對(duì)刀儀再進(jìn)行一遍對(duì)刀的過(guò)程即可;后者,只要在程序中設(shè)定完成多少個(gè)加工循環(huán)后執(zhí)行一次自動(dòng)對(duì)刀,即可完成刀補(bǔ)工作。

對(duì)于刀具破損報(bào)警或刀具磨損到一定程度后更換,是根據(jù)刀具允許的磨損量,設(shè)定一個(gè)"門(mén)檻值",一旦對(duì)刀儀監(jiān)測(cè)到的誤差超過(guò)門(mén)檻值,即認(rèn)為刀具已破損或超過(guò)了允許的磨損值,則機(jī)床自動(dòng)報(bào)警停機(jī),然后強(qiáng)制進(jìn)行刀具的更換。

3、機(jī)床熱變形引起的刀偏值變動(dòng)量的補(bǔ)償

機(jī)床在工作循環(huán)過(guò)程中,產(chǎn)生的各種熱量,導(dǎo)致機(jī)床的變形特別是絲杠的熱伸長(zhǎng),使刀尖位置發(fā)生的變化,其結(jié)果是加工工件的尺寸精度會(huì)受到影響。在機(jī)床上安裝對(duì)刀儀,上述問(wèn)題可迎刃而解。無(wú)非是把這種由熱變形產(chǎn)生的刀尖位置變化,視為刀具的磨損值,通過(guò)對(duì)刀儀來(lái)測(cè)量這種刀具偏置值,即可解決。

對(duì)刀儀的使用,減少了機(jī)床的輔助時(shí)間,降低了返工和廢品率,若配合雷尼紹LP2工件測(cè)頭一起使用,可顯著提高機(jī)床效率和加工精度。