楊坤　苗松

摘 要：切削加工中由于機(jī)械摩擦和高溫產(chǎn)生的刀具磨損會對產(chǎn)品帶來加工誤差，使用傳統(tǒng)的機(jī)床內(nèi)刀具破損檢測器由于檢測過程在機(jī)床加工區(qū)域內(nèi)部，檢測和工件加工不能同時(shí)進(jìn)行。通過使用接觸式刀具破損檢測器BK_Mikro_9，可以將檢測工作放在刀庫側(cè)換刀間隙時(shí)進(jìn)行，在保證了加工精度的同時(shí)節(jié)約了刀具檢測時(shí)間，從而提高了加工速度。

關(guān)鍵詞：BK_Mikro_9應(yīng)用；工件測量；刀具檢測

中圖分類號：TG156 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

BK_Mikro_9系統(tǒng)由3個零件構(gòu)成：控制器單元，連接纜線，掃描探頭。BK_Mikro_9的工作原理即簡單又智能，擺桿被掃描探頭驅(qū)動，根據(jù)機(jī)器工作節(jié)拍對物體的位置進(jìn)行掃描?？刂破鲉卧容^結(jié)果和預(yù)調(diào)參數(shù)之間的差異后，經(jīng)數(shù)字輸入輸出（I/O）或者走總線（Profibus或者Devicenet）傳遞一個OK或者KO（NG）信號給到機(jī)器的控制系統(tǒng)。任何被探測到的絕對偏差都會觸發(fā)一個即時(shí)停機(jī)信號。下面以FANUC 0I-MD系統(tǒng)為例來介紹接觸式刀具破損檢測器BK_Mikro_9在臥式加工中心上的應(yīng)用。

1 硬件連接

安裝BK_Mikro_9時(shí)首先要調(diào)整擺桿和配重，一定要確保擺桿和配重塊是平衡狀態(tài)。在斷電情況下，如果平衡塊配重調(diào)好了，擺桿應(yīng)該是可以在任意角度位置都能保持靜止的。設(shè)計(jì)安裝支架時(shí)要特別注意空間，避免掃描探頭擺動時(shí)與機(jī)床的空間干涉。電氣線路如圖2所示，按照數(shù)字輸入輸出（I/O）方式與系統(tǒng)連接。

2 梯圖設(shè)計(jì)

在使用BK_Mikro_9時(shí)首先要對刀庫中的每把刀具進(jìn)行TEACH，既讀取刀具的初始長度值，然后將初始值保存在BK_Mikro_9中。當(dāng)對刀具進(jìn)行破損檢測時(shí)，BK_Mikro_9會自動比較當(dāng)前測量值和初始值，當(dāng)誤差超過設(shè)置范圍后BK_Mikro_9會向系統(tǒng)輸出KO信號，通知系統(tǒng)檢測的刀具已破損。整個測量過程可分為確定模式（TEACH模式或者測量模式），開始測量（系統(tǒng)發(fā)出START信號和二進(jìn)制的刀具代碼給BK_Mikro_9），信號反饋（測量結(jié)束后將OK或者KO的比較結(jié)果返回給系統(tǒng)），測量結(jié)束（等待掃描探頭返回原位后發(fā)出原位信號給系統(tǒng)）這四個階段。本例中M54為TEACH模式啟動指令，M55為測量模式啟動指令。

3 BK_Mikro_9軟件設(shè)置

在調(diào)試BK_Mikro_9之前，必須在電腦上先安裝好隨機(jī)附帶的測量設(shè)置軟件，安裝后使用Mini USB數(shù)據(jù)線連接電腦和控制器單元。打開軟件后，在“FILE”欄下選擇”NEW”，新建立一個測量項(xiàng)目。然后選擇“Premium”和“Degree”，確定了這個項(xiàng)目為高級角度測量。

BK_Mikro_9軟件中有6個單獨(dú)的設(shè)置界面，它們的作用分別是：

Function Settings：每一把刀具的標(biāo)定長度、標(biāo)定公差、BK_Mikro_9的掃描強(qiáng)度、速度、精度、以及BK_Mikro_9的運(yùn)動方式如何配合機(jī)床動作，都可以在此設(shè)定。即任意一把刀具，均可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)定，想回原點(diǎn)給信號還是打到刀尖就給信號都可以設(shè)置。每一把刀具的標(biāo)定公差都可以單獨(dú)操作放大些或縮小些。

Global Settings：可設(shè)定順時(shí)針逆時(shí)針（Rotation Direction），斷電通電后自動回原點(diǎn)（Power On Move），返回過程的異常是否監(jiān)控（Return Travel Monitoring）等。

Output Settings：這里主要負(fù)責(zé)設(shè)定OUT端子的常開常閉，以及什么時(shí)候給輸出信號到機(jī)床，是回原點(diǎn)給還是在檢測位置給，以及OK/NG信號輸出狀態(tài)的延時(shí)設(shè)定。

Input Settings：這里主要負(fù)責(zé)設(shè)定IN端子的輸入內(nèi)容。

Fieldbus：這里可以用于設(shè)置總線（Profibus或者Devicenet）。

Defailt Setting：這里主要用于設(shè)置OUT輸出信號的狀態(tài)。BK_Mikro_9最多有4個輸出信號。OK和KO（NG）這2個輸出對應(yīng)的是Out1 Function，Out2 Function。一般Out4不需要用到，而Out3則通常用來發(fā)出HomePos信號， 當(dāng)我們設(shè)置好軟件后，既可以使用M54指令TEACH每把刀具了。BK_Mikro_9會自動將TEACH的每把刀具信息建立在軟件中。當(dāng)所有刀具TEACH完畢， NK_Mikro_9的設(shè)置工作就全部完成了，用戶可以在以后的加工中按需要使用M55指令進(jìn)行刀具檢測。

因傳統(tǒng)機(jī)械方式和接觸式觸碰，BK_Mikro_9乍看不像是一個高科技產(chǎn)品。但正是這種方法確保了BK_Mikro_9系統(tǒng)的高可靠性、易使用維護(hù)、不受各種切削液，油污碎屑的影響（IP67），從而保證了BK_Mikro_9系統(tǒng)在臥式機(jī)床上精準(zhǔn)穩(wěn)定的長久使用。通過使用BK_Mikro_9節(jié)約了工件測量和刀具維護(hù)時(shí)間，提高了臥式加工中心的使用效率，從而實(shí)現(xiàn)了臥式加工中心性能的提升。

參考文獻(xiàn)

[1]張凱.刀具破損識別系統(tǒng)在Sinumerik 840D操作系統(tǒng)的臥式加工中心上的應(yīng)用[J].金屬加工：冷加工，2012（14）：66-67.