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數(shù)控車(chē)床類刀具知識(shí)——（六）
日期：2010年01月19 來(lái)源：沈陽(yáng)第一機(jī)床廠 關(guān)鍵字：數(shù)控車(chē)床
隨著數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展，目前絕大多數(shù)的數(shù)控系統(tǒng)都具有刀具任選功能。任選刀具的換刀方式可以有刀套編碼、刀具編碼和記憶等方式。數(shù)控車(chē)床刀具編碼或刀套編碼都需要在刀具或刀套安裝用于識(shí)別的編碼條，搖臂鉆床一般都是根據(jù)二進(jìn)制編碼原理進(jìn)行編碼。
刀具編碼選刀方式采用了一種特殊的刀柄結(jié)構(gòu)，并對(duì)每把刀具編碼。由于每把刀具都具有自己的代碼，刀具可以放在刀庫(kù)中的任何一個(gè)刀座內(nèi)，這樣不僅刀庫(kù)中的刀具可以在不同的工序中多次重復(fù)使用，而且換下的刀具也不用放回原來(lái)的刀座，這對(duì)裝刀和選刀都十分有利，刀庫(kù)的容量也可以相應(yīng)地減少，而且還可以避免由于刀具順序的差錯(cuò)所造成的事故。但是由于每把刀具上都帶有專用的編碼系統(tǒng)，使刀具的長(zhǎng)度加長(zhǎng)，制造困難，刀具剛度降低，同時(shí)使得刀庫(kù)和機(jī)械手的結(jié)構(gòu)也變得復(fù)雜。對(duì)于刀套編碼的方式，一把刀具只對(duì)應(yīng)一個(gè)刀套，從一個(gè)刀套中取出的刀具必須放回同一刀套中，取送刀具十分麻煩，換刀時(shí)間長(zhǎng)。因此，無(wú)論是刀具編碼還是刀套編碼都給換刀系統(tǒng)帶來(lái)麻煩。搖臂鉆床目前，絕大多數(shù)加工中心都使用記憶式的任選換刀方式。這種方式是第一次給刀庫(kù)裝刀時(shí)，控制系統(tǒng)記憶刀庫(kù)中的每個(gè)刀套號(hào)和該刀套上的刀具號(hào)，刀具在使用中不一定被送還到原來(lái)的刀套上，但是控制系統(tǒng)仍能記住該刀具號(hào)所在的新刀套號(hào)。數(shù)控車(chē)床這種方式有利于縮短換刀、選刀時(shí)間。由于這種方式經(jīng)常改變刀具號(hào)與刀套的對(duì)應(yīng)關(guān)系，所以在重新啟動(dòng)機(jī)床時(shí)必須使刀庫(kù)回零，校驗(yàn)一下顯示器上顯示的內(nèi)容與實(shí)際刀具的情況。
刀庫(kù)選刀方式一般采用就近移動(dòng)原則，即無(wú)論采取哪種選刀方式，在根據(jù)程序指令把下一工序要用的刀具移到換刀位置時(shí)，都要向距離換刀最近的方向移動(dòng)，以節(jié)省選刀時(shí)間。
②換刀及刀具交換裝置。數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)刀庫(kù)與機(jī)床主軸之間刀具傳遞和刀具裝卸的裝置稱為刀具交換裝置。刀具的交換方式通常分為無(wú)機(jī)械手換刀和有機(jī)械手換刀兩大類。
a．無(wú)機(jī)械手換刀的方式是利用刀庫(kù)與機(jī)床主軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)刀具交換。這種換刀機(jī)構(gòu)不需要機(jī)械手，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊。由于交換刀具時(shí)機(jī)床不工作，所以不會(huì)影響加工精度，數(shù)控車(chē)床但會(huì)影響機(jī)床的生產(chǎn)率。其次因刀庫(kù)尺寸限制，裝刀數(shù)量不能太多。這種換刀方式常用于小型加工中心。
b．采用機(jī)械手進(jìn)行刀具交換的方式應(yīng)用得最為廣泛，這是因?yàn)闄C(jī)械手換刀有很大的靈活性，搖臂鉆床而且可以減少換刀時(shí)間。機(jī)械手的結(jié)構(gòu)類型多種多樣，因此換刀運(yùn)動(dòng)也有所不同。
(6)刀具安裝、標(biāo)定及工件坐標(biāo)系的建立
①刀具安裝。加工中心使用的刀具由刀桿、通用刀柄、拉釘三部分組成(刀柄和拉釘型號(hào)參考具體設(shè)備說(shuō)明)，經(jīng)裝配后方能根據(jù)加工需要依次裝入刀庫(kù)。
②加工中心常用對(duì)刀儀器。
量塊：一般用于刀具Z向標(biāo)定。
Z向設(shè)定器：一般用于刀具Z向標(biāo)定。
尋邊器：標(biāo)定刀具X、y向位置。尋邊器常見(jiàn)有電子式和機(jī)械式兩種。
找正器：用于確定圓心。
機(jī)內(nèi)對(duì)刀器：用于刀具X、y、Z向標(biāo)定。
機(jī)外對(duì)刀儀：在機(jī)床外測(cè)量刀具長(zhǎng)度、直徑和幾何角度等，不占機(jī)時(shí)。
3D測(cè)頭：自動(dòng)測(cè)量刀具X、y、Z向的位置和補(bǔ)償值。
③工件坐標(biāo)系的建立。建立工件坐標(biāo)系是數(shù)控加工的重要內(nèi)容之一。數(shù)控車(chē)床建立工件坐標(biāo)系實(shí)際就是將用戶選定的編程坐標(biāo)系告知CNC系統(tǒng)，若不能正確建立工件坐標(biāo)系，即使編程指令正確，機(jī)床仍可能產(chǎn)生誤動(dòng)作。搖臂鉆床機(jī)床的誤動(dòng)作有可能損壞刀具、機(jī)床，甚至可能會(huì)傷害到用戶。
由于數(shù)控加工中心系統(tǒng)功能不同，建立工件坐標(biāo)系的具體方法有所不同。但基本原理相類似。
a．直接法。直接法即試切法。啟動(dòng)主軸，選定一把基準(zhǔn)刀接觸工件上表面，設(shè)置Zo，即將基準(zhǔn)刀Z向補(bǔ)償值設(shè)為“o”；其他刀也觸碰同一表面，標(biāo)定其他刀的Z向補(bǔ)償值。用刀具接觸工件側(cè)面設(shè)置X。、Yo。測(cè)量刀具直徑或根據(jù)刀具公稱直徑確定刀具半徑補(bǔ)償值。
b．間接法。刀具不旋轉(zhuǎn)，選擇一把基準(zhǔn)刀接觸量塊或Z向設(shè)定器，設(shè)置Z。。將基準(zhǔn)刀Z向補(bǔ)償值設(shè)為“0”，其他刀觸碰同一表面，標(biāo)定Z向補(bǔ)償值。Xo、y。及刀具半徑補(bǔ)償值的確定相同。
c．機(jī)內(nèi)對(duì)刀。機(jī)內(nèi)對(duì)刀通常使用機(jī)床自備的機(jī)內(nèi)對(duì)刀儀。數(shù)控車(chē)床以主軸端面為基準(zhǔn)，各把刀具從Z向觸碰對(duì)刀儀，系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)出各刀相對(duì)某一基準(zhǔn)點(diǎn)的長(zhǎng)度作為刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償值(每把刀的長(zhǎng)度補(bǔ)償值均不為“o”)，搖臂鉆床然后選擇一把刀作為基準(zhǔn)刀確定工件坐標(biāo)系Zo。X。、y。的確定及刀具半徑補(bǔ)償值的確定相同。
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