■ 魯南機(jī)床有限公司 （山東滕州 277500）

劉 坤 李廣冉 邱 偉

在實(shí)際加工中，對(duì)刀儀是一種很常用的測(cè)量工具。使用對(duì)刀儀測(cè)量可以自動(dòng)的計(jì)算每把刀的刀長(zhǎng)與刀寬的差值，刀具磨損，自動(dòng)監(jiān)測(cè)、報(bào)警和補(bǔ)償，并將其存入系統(tǒng)中，可以大大的節(jié)約加工時(shí)間，除此之外，也可以免去人工測(cè)量時(shí)產(chǎn)生的誤差，提高對(duì)刀精度，縮短機(jī)床輔助時(shí)間、提高生產(chǎn)效率。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)刀儀需要編輯宏程序?qū)崿F(xiàn)。

1. 宏程序的編程思路

對(duì)刀儀用于刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償，是以基準(zhǔn)刀的長(zhǎng)度作為基準(zhǔn)，測(cè)量出第二把刀，第三把刀等相對(duì)于基準(zhǔn)刀在長(zhǎng)度方向上的差值，然后進(jìn)行刀具的長(zhǎng)度補(bǔ)償。一般采用2～3次對(duì)刀以更精確地確定其他刀與標(biāo)準(zhǔn)刀的相差值。

當(dāng)主軸帶標(biāo)準(zhǔn)刀碰觸到對(duì)刀儀表面時(shí)，會(huì)引起對(duì)刀儀輸出信號(hào)的變化，使得帶有G31的軸移動(dòng)指令終止執(zhí)行，并將跳轉(zhuǎn)位置通過(guò)系統(tǒng)變量讀出，通過(guò)宏程序的計(jì)算，將刀具長(zhǎng)度的差值寫入標(biāo)準(zhǔn)刀具的長(zhǎng)度補(bǔ)償中。

當(dāng)主軸帶非標(biāo)準(zhǔn)刀具時(shí)，通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)刀具相比較，計(jì)算出非標(biāo)準(zhǔn)刀具與標(biāo)準(zhǔn)刀具的長(zhǎng)度差值，寫入相應(yīng)的刀具補(bǔ)償中。

2. 實(shí)例圖片及圖解

對(duì)刀原理如圖1a所示，1為標(biāo)準(zhǔn)刀具的測(cè)量，并且以此刀長(zhǎng)度作為基準(zhǔn)，2為其余刀具，測(cè)量完后，將與標(biāo)準(zhǔn)刀長(zhǎng)度的相對(duì)差值寫入該刀具補(bǔ)償中。圖1b為實(shí)例圖片，對(duì)刀儀安裝位置應(yīng)遠(yuǎn)離工件，可避免切屑粘到對(duì)刀儀表面，影響測(cè)量精度，且記錄安裝位置的機(jī)械坐標(biāo)（應(yīng)寫入宏程序中）。

圖 1

3. 電氣接線及動(dòng)作時(shí)序

對(duì)刀儀工作需用到系統(tǒng)的跳轉(zhuǎn)功能、跳轉(zhuǎn)信號(hào)。使用跳轉(zhuǎn)功能和跳轉(zhuǎn)信號(hào)時(shí)，需要用X4.7作為跳轉(zhuǎn)信號(hào)，需對(duì)以下參數(shù)進(jìn)行修改。

N5006#6=1（刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償通過(guò)坐標(biāo)系的偏移進(jìn)行），N6051=65（調(diào)用用戶對(duì)刀儀宏程序號(hào)9011的G代碼為G65），N6200#1=1（SKIP為0時(shí)作為信號(hào)輸入），N6240#0=1（長(zhǎng)度測(cè)量信號(hào)為0時(shí)視為已到達(dá)測(cè)量位置）。

圖2所示為電氣接線圖，圖3所示為工作時(shí)序圖。

圖 2

圖 3

X4.6為對(duì)刀儀超程信號(hào)，X4.7為跳轉(zhuǎn)信號(hào)。時(shí)序介紹：①主軸夾刀將Z軸定位到初始平面；快速下降到中間位置。②較慢速度下降到中間位置，使用跳過(guò)功能緩慢下降直到刀尖碰到對(duì)刀儀表面。③返回某一高度。④再次以跳轉(zhuǎn)功能緩慢下降進(jìn)行對(duì)刀。⑤快速返回初始平面，然后將計(jì)算出來(lái)的長(zhǎng)度差值補(bǔ)償?shù)降毒唛L(zhǎng)度補(bǔ)償里面。

4. 宏程序

調(diào)用格式：G65P9011Hh（h是刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償號(hào)）。

第一次使用對(duì)刀儀需先對(duì)1號(hào)刀進(jìn)行對(duì)刀，即標(biāo)準(zhǔn)刀的長(zhǎng)度測(cè)量。宏程序內(nèi)容如下：

%

O9011

#30=#4001 ；（讀取程序段前01組G代碼）

#31=#4003 ；（讀取程序段前03組G代碼：G90/G91）

#32=#4109 ；（讀取程序段前F代碼）

#1=300. ；（#1/#2/#3/#8局部變量賦值）

#2=100. ；#3=100. ； #8=20. ；G28G91Z0. ；

#4=#5003 ；（讀取Z軸程序段終點(diǎn)當(dāng)前工件坐標(biāo)系的位置）

G00G90G53X-90.4Y-229.9；（移動(dòng)到對(duì)刀儀測(cè)量點(diǎn)，可修改）

M81 ；（對(duì)刀儀上表面清潔吹氣開(kāi)）

G04X2.0；

M82 ；（對(duì)刀儀上表面清潔吹氣關(guān)）

G91G43Z-#1H#11；（快速下移定位至動(dòng)作1移動(dòng)距離#1）

#5=#5003-#2 ；（將Z軸當(dāng)前工件坐標(biāo)值與#2的差值賦給#5）

IF[#11GT1]GOTO3 ；（IF#11>1跳至N3）

G31Z-[#2*2]F150；（第一次運(yùn)行至碰到傳感器為止）

G00G91G49Z#8 ；（Z軸相對(duì)傳感器提高#8的高度）

#6=#5063-#[11000+#11] ；（跳轉(zhuǎn)位置與刀具形狀補(bǔ)償值的差值賦給#6）

IF[#6LE[#5-#2]]GOTO9 ；（當(dāng)下行不能觸壓對(duì)刀儀則跳至N9報(bào)警）

#[11000+#11]=#5063-#5 ；（賦值刀具補(bǔ)償）

G31G91G43H#11Z-[#3*2]F100；（二次觸壓對(duì)刀儀觸發(fā)SKIP）

#506=#5023 ；（將當(dāng)前的Z軸機(jī)械坐標(biāo)值賦給#506斷電保護(hù)）

G00G90G49Z#4；（Z軸回程序段終點(diǎn)）

#6=#5063-#[11000+#11] ；

IF[#6LE[#5-#2]]GOTO9；

#[11000+#11]= #5063-#5；

#11001=0；（將H1=0形狀偏值）

N2G#30G#31F#32；（恢復(fù)原程序狀態(tài)）

M99；

N3G31Z-[#2*2]F150；（非標(biāo)準(zhǔn)刀具測(cè)量）

#507=#5023；（將當(dāng)前的Z軸機(jī)械坐標(biāo)值賦給#507斷電保護(hù)）

G00G91G49Z#8；

#6=#5063-#[11000+#11]；

IF[#6LE[#5-#2]]GOTO9；

#[11000+#11]=#507-#506；（該刀與標(biāo)準(zhǔn)刀差值賦值）

G31G91G43H#11Z-[#3*2]F100 ；

#507=#5023；

G00G90G49Z#4；

#6=#5063-#[11000+#11]；

IF[#6LE[#5-#2]]GOTO9；

#[11000+#11]=#507-#506；

IF[11GT1]GOTO2；（無(wú)條件返回N2）

N9#3000=1(SKIP SINGLE NOT FOUND)；（宏報(bào)警信息）

5. 安全保護(hù)

對(duì)刀儀時(shí)精密元件，它的精度及安全性十分重要，采取如下措施：

（1）X4.6為對(duì)刀儀超程信號(hào)，在PMC中做如下處理（見(jiàn)圖4），當(dāng)超程時(shí)，有A1.3刀具測(cè)量超程報(bào)警，機(jī)床停止運(yùn)行。

（2）采用帶有吹氣裝置的對(duì)刀儀，在測(cè)量時(shí)可以清潔表面。M81吹氣開(kāi)，M82吹氣關(guān)。

圖 4