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        芯片刀柄功能研究與應(yīng)用

        2018-06-02 10:32:04李遠(yuǎn)賓俸躍偉苗鴻志王小瓊
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2018年8期

        李遠(yuǎn)賓 俸躍偉 苗鴻志 王小瓊

        摘 要:目前的數(shù)控加工刀具管理系統(tǒng)還是使用傳統(tǒng)的基于單獨機(jī)床設(shè)備的管理方式,既對工人的操作技能要求較高,也不利于刀具的統(tǒng)一監(jiān)控與管理。本項目基于MANDELLI及其芯片刀具識別系統(tǒng),進(jìn)行基于磁卡芯片的刀具識別、監(jiān)控與自動管理的信息化刀具管理方法探索,驗證了芯片刀具的基本使用方法,并在實際加工中對芯片刀具的識別與監(jiān)控管理進(jìn)行了初步應(yīng)用。

        關(guān)鍵詞:芯片刀具;刀具識別;刀具管理

        中圖分類號:TP273 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

        0 引言

        隨著切削速度和加工自動化程度的提高以及制造公差的縮小,現(xiàn)代制造技術(shù)對刀具的使用和管理提出了新的要求,使管理人員能隨時知道刀具所在的位置和地點,準(zhǔn)確知道刀具的動態(tài)參數(shù),如剩余的壽命和補(bǔ)償值的大小等數(shù)據(jù)。這些工作過去靠人工對刀具進(jìn)行跟蹤、測量、記錄來加以完成。顯然這已不能滿足目前自動化加工的要求。一個最有效的解決辦法是在制造系統(tǒng)里使用可記錄的刀具識別系統(tǒng),作為刀具的標(biāo)簽一對一地始終和刀具在一起,對于刀具的跟蹤、追溯與監(jiān)控都起著至關(guān)重要的作用。

        1 問題分析

        目前加工中心與刀具管理基本都采用傳統(tǒng)的分離式管理,即刀具的安裝與管理都以機(jī)床為單位,每臺機(jī)床對應(yīng)一個或幾個相對固定的工人,由工人在對刀儀上完成對刀工作并記錄刀具參數(shù)信息,再將對好的刀具安裝到機(jī)床人為指定的刀庫位置,然后根據(jù)記錄信息將刀具參數(shù)手動輸入機(jī)床設(shè)備,過程。這樣的工作流程會帶來大量的人工重復(fù)性工作,并且非常容易由于人為原因出現(xiàn)錯誤,導(dǎo)致加工出錯。

        2 技術(shù)方案制定與實施

        2.1 技術(shù)方案的制定

        針對目前我廠現(xiàn)有的芯片刀柄及機(jī)床設(shè)備,通過互聯(lián)網(wǎng)查閱資料、學(xué)習(xí)機(jī)床說明書等途徑,了解帶芯片刀柄的常用功能,通過帶芯片刀柄的現(xiàn)場試驗,掌握該類芯片的常用功能和使用方法:

        (1) 掌握開啟芯片刀具管理的方法。

        (2) 實現(xiàn)芯片刀具自動加載與基本參數(shù)的自動讀取。

        (3) 實現(xiàn)芯片刀具的基本狀態(tài)監(jiān)控。

        (4) 掌握簡單的刀具壽命管理功能。

        (5) 實現(xiàn)芯片刀柄及帶芯片刀具管理的基本應(yīng)用。

        2.2 技術(shù)方案的實施

        2.2.1 帶磁卡芯片刀柄試驗

        MANDELLI隨機(jī)床配備的芯片和刀柄(巴魯夫刀柄芯片),由于芯片與刀具的芯片貼槽配合較好,使用502膠水等強(qiáng)力膠即可完成芯片黏合。圖1為芯片在刀柄上的安裝方式。

        2.2.2 芯片刀具管理功能開啟與關(guān)閉試驗

        MANDELLI采用模態(tài)指令M200開啟“刀具自動加載與從芯片輸入數(shù)據(jù)”功能和模態(tài)指令M209開啟“啟用自動卸載刀具”,通過運行M200指令,開啟芯片刀柄管理功能。(M201、M208關(guān)閉芯片刀具自動管理功能)。運行M200指令后,機(jī)床將開啟芯片刀具識別與管理功能,此時即可裝入帶芯片信息的刀具。打開刀具庫門,即可將芯片刀具放入101-104中4個上刀位置中的任意刀位,手動關(guān)閉刀具庫門,兩側(cè)的光感應(yīng)器將自動判斷刀位上是否放置刀具,若存在刀具,刀具庫中的機(jī)械手臂將逐一從101-104中抓取刀具,接觸刀具的同時,機(jī)械臂上的芯片讀寫頭將自動對刀具做出判斷,若刀柄上沒有芯片或芯片刀具無效,機(jī)床將自動把刀具放回刀位;若刀具上的芯片信息有效,則自動尋找刀具庫中最近的空刀位置,并將刀具放入。

        2.2.3 芯片刀具載入試驗

        開啟芯片刀具管理功能后,有效的芯片刀具自動裝入刀庫的同時,機(jī)械手臂上的讀寫頭將自動讀取刀具芯片信息,并在機(jī)床刀具表中自動建立一條刀具信息。

        2.2.4 刀具參數(shù)讀取試驗

        將機(jī)內(nèi)對刀的刀具參數(shù)設(shè)置好后,自動卸載刀具時將刀具信息寫入芯片(模擬具有讀寫功能的機(jī)外對刀儀寫入刀具信息);當(dāng)機(jī)床自動裝載刀具時,刀具參數(shù)將自動寫入刀具參數(shù)表中。

        2.2.5 芯片信息可靠性試驗

        將芯片刀具放置21天后,開啟芯片刀具管理功能,重新將芯片刀具裝入刀庫,自動產(chǎn)生的刀具信息與原來相同。

        2.2.6 刀具管理功能試驗

        (1)當(dāng)?shù)毒郀顟B(tài)信息為“已使能”時,芯片刀具將可以自動加載并由程序調(diào)用。

        (2)當(dāng)加載多把相同名稱的刀具時,將自動進(jìn)行編號并寫入芯片。

        (3)當(dāng)?shù)毒郀顟B(tài)信息為“禁用”時,芯片刀具將不能被程序調(diào)用或自動加載,刀具被禁用。

        2.2.7 刀具壽命管理功能試驗

        刀具壽命管理功能可以從兩種方式進(jìn)行監(jiān)控,一種是刀具狀態(tài)穩(wěn)定,加工某特定零件時把刀具固定加工N件零件后必須重新更換新的刀具,此時可以通過計數(shù)的方式設(shè)定零件加工件數(shù),當(dāng)達(dá)到零件加工件數(shù)時,刀具自動禁用并寫入芯片,達(dá)到自動換刀和控制刀具壽命的目的;另一種是刀具狀態(tài)穩(wěn)定,加工不同的零件時,某一刀具可以穩(wěn)定的使用多長的加工時間,當(dāng)?shù)毒哌_(dá)到使用時長時,刀具自動禁用并寫入芯片,也能自動換刀并實現(xiàn)刀具壽命管理。

        2.2.8 磁卡芯片刀具應(yīng)用

        前期的芯片刀具及MANDELLI機(jī)床相關(guān)功能試驗驗證了該設(shè)備具備芯片刀具的讀寫與管理功能,并具備一定的刀具監(jiān)控與壽命管理功能,為進(jìn)一步驗證利用芯片進(jìn)行刀具管理的效果,將芯片刀具相關(guān)功能在某零件銑花邊程序中進(jìn)行性驗證。

        結(jié)語

        通過查閱相關(guān)資料并且在MANDELLI上對芯片刀具進(jìn)行試驗驗證,可以得出以下結(jié)論:

        (1)刀具參數(shù)記錄取代傳統(tǒng)紙扉子手書方式?;谛酒牡毒吖芾恚酒械淖詣幼x取的刀具相關(guān)信息穩(wěn)定可靠,可以完全避免人為記錄刀具參數(shù)可能導(dǎo)致的出錯。

        (2)刀具參數(shù)輸入取代傳統(tǒng)操作者手動輸入方式。利用芯片進(jìn)行自動讀取刀具信息的管理模式,可以消除人為數(shù)據(jù)輸入,既減少人員工作量,又可以完全避免刀具參數(shù)輸入錯誤,從而防止加工錯誤的發(fā)生。

        (3)刀具裝載取代操作者人為建立位置方式。利用機(jī)床的芯片刀具管理模式,實現(xiàn)刀具在設(shè)備刀具庫中自動建立刀具位置,可以有效地防止手動裝載刀具時導(dǎo)致的刀具裝載和調(diào)用錯誤。

        (4)實現(xiàn)刀具磨損狀態(tài)監(jiān)控及超磨損刀具的自動禁用。芯片刀具和機(jī)床刀具測量與監(jiān)控功能配合使用,可以實現(xiàn)加工刀具折斷與磨損的實時監(jiān)控與管理,防止折損刀具誤調(diào)用導(dǎo)致的加工出錯。

        參考文獻(xiàn)

        [1]張顯學(xué).刀具識別技術(shù)在航天制造企業(yè)中的應(yīng)用[J].工具技術(shù),2011,45(3):75-77.

        [2]劉洋,王成勇,宋月賢.刀具管理系統(tǒng)研究與應(yīng)用[J].模具制造,2007,7(7):64-67.

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