于聯(lián)周

摘要：對(duì)刀儀作為現(xiàn)代加工背景下的產(chǎn)物，在數(shù)控加工中心使用過(guò)程中可以檢測(cè)刀長(zhǎng)，并進(jìn)行長(zhǎng)度補(bǔ)償，也可進(jìn)行斷刀檢測(cè)，從而保證加工產(chǎn)品的質(zhì)量。本文從對(duì)刀儀的原理進(jìn)行研究，介紹了如何與數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行連接使用，為讀者研究對(duì)刀儀在數(shù)控立式加工中心上的應(yīng)用提供技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：對(duì)刀儀，加工精度，長(zhǎng)度補(bǔ)償

1.對(duì)刀儀的原理及分類(lèi)

1.1對(duì)刀儀原理

對(duì)刀儀又稱為刀具測(cè)量?jī)x，是用于在機(jī)床外預(yù)調(diào)中測(cè)量和調(diào)整各種數(shù)控機(jī)床切削刃徑向和軸向尺寸的測(cè)量?jī)x器。對(duì)刀儀是由一個(gè)高精度的開(kāi)關(guān)，一個(gè)高硬度及耐磨的合金面體（常用為圓柱型），及一個(gè)信號(hào)快速接口組成。合金面體是用于與刀具進(jìn)行接觸，并通過(guò)安裝在其下的支撐桿，把力傳送至高精度開(kāi)關(guān)，當(dāng)開(kāi)關(guān)移動(dòng)固定的距離后，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的觸發(fā)通斷，數(shù)控系統(tǒng)識(shí)別到信號(hào)后，對(duì)刀具的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行識(shí)別、運(yùn)算、補(bǔ)償及存取[1]。

1.2對(duì)刀儀分類(lèi)

常見(jiàn)對(duì)刀儀根據(jù)是否接觸可分為接觸式對(duì)刀儀及非接觸式對(duì)刀儀，根據(jù)是否可進(jìn)行直徑補(bǔ)償可分為高度補(bǔ)償對(duì)刀儀及直徑補(bǔ)償對(duì)刀儀，其中直徑補(bǔ)償對(duì)刀儀均含有高度檢測(cè)功能。以上最常見(jiàn)的為接觸式高度補(bǔ)償對(duì)刀儀，本文將對(duì)該對(duì)刀儀在加工中心上的應(yīng)用進(jìn)行研究。

2.對(duì)刀儀在加工中心上的應(yīng)用

2.1斷刀檢測(cè)

隨著科技的進(jìn)步，產(chǎn)品性能的提高，客戶對(duì)產(chǎn)品的要求也越來(lái)越高，加工中心因具有刀庫(kù)，通過(guò)一次裝夾可以使復(fù)雜的產(chǎn)品，在多種刀具的加工下變得更容易實(shí)現(xiàn)。在加工過(guò)程中，程序段較長(zhǎng)，換刀次數(shù)多，如前面刀具斷掉，影響后續(xù)其他刀具使用，甚至引起斷刀或工件報(bào)廢，所以，在某些重要刀具或容易斷刀的刀具上，經(jīng)常會(huì)增加簡(jiǎn)易斷刀檢測(cè)裝置，如圖1左所示，該類(lèi)斷刀檢測(cè)開(kāi)關(guān)精度低，但價(jià)格低廉，應(yīng)用于只針對(duì)斷刀檢測(cè)的場(chǎng)合，其對(duì)應(yīng)的T型圖如圖2所示。

該類(lèi)簡(jiǎn)易斷刀檢測(cè)對(duì)應(yīng)的程序?yàn)椋?/p>

O9007

GOG90G54XaYbZc;（將刀具快速移動(dòng)到指定位置）

G1G91Z-2F200;（從指定位置向下移動(dòng)2mm）

M10;（將限位開(kāi)關(guān)通電）

G04X0.5;（暫停0.5秒識(shí)別信號(hào)）

M11;（關(guān)閉限位開(kāi)關(guān)）

G91G28Z0;

M99;

2.2刀具磨損檢測(cè)及補(bǔ)償

在某些重要零件加工過(guò)程中，尤其是鋼件，需要實(shí)時(shí)對(duì)加工零件的刀具進(jìn)行長(zhǎng)度補(bǔ)償，從而達(dá)到圖紙要求的加工精度，對(duì)刀儀如圖1右所示，其原理圖如圖3所示，其接線如表1所示。

紅線與繼電器配合，接入Y3.6常開(kāi)點(diǎn)，繼電器公共端接24V，灰線接0V，棕線、綠線接24V，橙線接入X6.7（將參數(shù)3012設(shè)置為6，默認(rèn)X6.7為機(jī)臺(tái)快速跳轉(zhuǎn)點(diǎn)），藍(lán)線接入X6.6，當(dāng)超行程后，觸發(fā)A6.2報(bào)警，其對(duì)應(yīng)T圖如圖4所示，M10為打開(kāi)對(duì)刀儀，M11關(guān)閉對(duì)刀儀。

對(duì)刀儀實(shí)現(xiàn)刀具斷刀/自動(dòng)補(bǔ)償程序如下：

O9008（TOOL-BROKEN/ABRASION-MEASUREMENT）

#101=50（X*POS*MCS）;

#102=-50（Y*POS*MCS）;

#103=-300（Z*POS*MCS）;

#109=#4120（T CODE）;

#110=130;（最長(zhǎng)刀長(zhǎng)）

#111=#[2200+#109];

#5323=0;（G59的Z坐標(biāo)與G53保持一致）

#5203=0;

G59;

M10;

G40G49G80;

G90G53G0X#101Y#102;

G91G0Z[#103+#110];

G31Z-[#110+5]F3000;（初探）

G91G0Z3;

G31Z-5.F100;（精探）

G04X0.1;

#122=#5063;

#123=#122-#103;

#124=ABS[#111-#123];

IF[#124GT0.2]GOTO90;（斷刀檢測(cè)）

#[2200+#109]=#123;（磨損補(bǔ)償）

GOTO91;

N90;

G91G28Z0;

#3000=100（ATLM*TOOL*WAS*BROKEN）;

N91（FINISH）;

G91G28Z0;

M11;

M99;

2.3自動(dòng)對(duì)刀

在加工中心使用過(guò)程中，經(jīng)常需要進(jìn)行刀具更換，在批量換刀時(shí)，采用自動(dòng)對(duì)刀功能，不但可以節(jié)約對(duì)刀時(shí)間，而且隨著對(duì)刀儀精度的不斷提升，可以大幅提高對(duì)刀的精度，目前對(duì)刀儀的精度多數(shù)維持在0.005-0.008，完全可以滿足常規(guī)使用要求。其子程序與斷刀/自動(dòng)補(bǔ)償程序O9008相似，在其基礎(chǔ)上需要去掉以下5行即可，命名為O9009。

#124=ABS[#111-#123];

IF[#124GT0.2]GOTO90;（斷刀檢測(cè)）

N90;

G91G28Z0;

#3000=100（ATLM*TOOL*WAS*BROKEN）;

自動(dòng)對(duì)刀分為兩種情況，一種為單支刀進(jìn)行自動(dòng)對(duì)刀補(bǔ)償，另一種為全體刀具進(jìn)行對(duì)刀補(bǔ)償。在進(jìn)行單支刀具測(cè)量時(shí)，可換到指定刀號(hào)后，AUTO運(yùn)行O9009即可;整體刀具測(cè)量時(shí)，可應(yīng)用主程序O9010對(duì)子程序O9009進(jìn)行調(diào)用，其程序如下：

O9010（AUTO-ALL-TOOL-MEASUREMENT）

M6T1;

M98P9009;

M6T2;

M98P9009;

…

M6Tn;（n為刀庫(kù)對(duì)應(yīng)的最大刀號(hào)）

M98P9009;

G91G28Z0;

M30;

3.結(jié)語(yǔ)

隨著科技的發(fā)展進(jìn)步，對(duì)刀儀的測(cè)量精度及抗疲勞性能將會(huì)越來(lái)越高，同時(shí)，產(chǎn)品的加工精度也在不斷的提高，所以用戶對(duì)其依賴性也將愈發(fā)強(qiáng)烈。本文對(duì)簡(jiǎn)易對(duì)刀儀，高精度對(duì)刀儀的在立式加工中心上的應(yīng)用進(jìn)行的詳細(xì)的闡述，并提供了整套T圖及程序文件。

參考文獻(xiàn)：

[1]樸成道，沈文豪，尹鳳哲，咸成吉. 對(duì)刀儀在數(shù)控車(chē)床上的應(yīng)用[J]. 機(jī)床與液壓，2014（04）：35-37.