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加工中心ATC对刀和自动对刀

日期：2009年12月21　来源：沈阳第一机床厂　关键字：加工中心
    在机外对刀场合，用投影放大镜(对刀镜)能较精确地校订刀具的位置，但装卸带着刀夹的刀具比较费力，因此又有ATC对刀。它是在机床上利用对刀显微镜自动地计算出车刀长度的一种对刀方法。对刀镜实际是一架低倍显微镜(一般放大10倍左右)，不过对刀镜内有6条30*等分线，加工中心有的还有坐标尺。对刀时，用手动方式将刀尖移到对刀镜的视野内，再用手动脉冲发生器微移刀架使假想刀尖点像的那样与对刀镜内的中心点重合，再将光标移至相应的刀补号，摇臂钻床并按“自动计算(对刀)”按键，这时这把刀两个方向的长度就被自动计算出来并自动存人它的刀补号区域。
    使用对刀镜作机外对刀或机内对刀，由于整个过程基本上还是手工操作，所以仍没有跳出手工对刀的范畴。利用CNC装置自动、精确地测出刀具两个坐标方向的长度，自动修正刀具补偿值，并且不用停顿就接着开始加工工件，这就是刀具检测功能，也叫自动对刀。
    刀检传感器上摇臂钻床带有超硬触头(一般为边长7mm的立方体)，它安装在以枢轴轴承为支点的杠杆的一端。杠杆的另一端与4个接触式传感元件的探针接触。刀检时，刀尖作用并推动触头，与此对应的某个传感探针就被杠杆压迫，内部电路接通，发出电信号。当刀尖离开时，杠杆靠4个带弹加工中心簧的支撑复位。整个传感器的使用精度主要取决于传感元件的重复精度。好的传感元件重复精度可达21xm。
    刀检时，刀尖随刀架按刀检用户宏程序向已设定了位置的触头缓缓行进，并与之接触，直到内部电路接通，发出电信号。数控系统立即“记下”该瞬时的坐标值，接着将此值与设定值作比较，并将差值自动修正到刀具补偿值中去。
    现以Z向为例，先假定触头的外侧面月正好与程序原点O在同一平面内摇臂钻床。设刀具为T0100，／4为假想刀尖点。
    (一)新装刀的刀检
    首先将01号补偿清零。当刀架停在起始加工中心位置时，粗测A、月两点间的水平距离，例如测得520mm。将520写入(350程序段，即用此粗测值来设定对刀程序的坐标系，也是粗定工件坐标系。令设定坐标系的Z向原点为O，，那么O，与B间的距离，就是上述粗测的误差，可令它为J。
    如果不刀检，即忽视了这个J，程序原点将位于O，，加工出工件的长度与目标长度间也会有这么大的误差。精确测出Z值，并自动反映到刀补值中去，使粗设定坐标系与程序坐标系重合，以保证工件尺寸与指令值一致，这就是刀尖检测的任务。
    刀检时用粗设定坐标系，先让刀尖快速到达检测起始点①，接着到达检测准备点②，随后用跳跃准备功能缓慢地向坐标为(Z—1．1)的目标点③前进。正常刀检时走不加工中心到摇臂钻床点③，而是在行进途中接触D面并推动测头直到发出电信号，至此刀尖停止前进。在数控系统“记下”此刻坐标值后，刀具快退到点①，然后退走。如发出电信号时刀尖／4在Z为O的位置(特殊情况)，则设定坐标系正好与程序坐标系重合，即01号Z向补偿为零；如果发出电信号时刀尖，／4不在Z为O的位置(一般情况)，说明两个坐标系Z向不重合，需要通过刀具补偿将设定坐标系移至程序坐标系，使之重合。假如在Z—0．216时发出电信号，表明程序坐标系在设定坐标系左边，相距0．216mm，这时数控系统就自动将01号Z向补偿变更为—0．216mm。
    (二)换刀片后的检测原理
    测出并决定了该刀具当时的刀补值，如磨损或更换刀片后，又会有尺寸误差。把新换刀片与原刀片的刀尖位置差测出来，并把此值累加到01号补偿中去，这就是换刀加工中心片后检测的任务。
    换刀片后刀检时，刀摇臂钻床尖在由点②向点③行进中如在Z—0．216处发出电信号，则此时01号Z向补偿正好不必修正。此时把—0．216称为刀检Z向目标值。刀检中数控系统要按刀检用户宏程序的指令将接到电信号时的刀尖位置与目标值比较，因此在用户宏程序中要指定目标值。当程序执行到此指令时会自动提取相应的刀补值。数控系统按程序指令将接到电信号时的刀尖坐标值与目标值比较，求出差值后，立即累加到刀补中去。
    传感器触头的结构，其外侧面不可能正好装在程序坐标系的Z为O平面内。这包含两个意思：①为了保护传感器及其触头，就要将它装在靠近床头加工中心箱处，即触头外侧面与程序原点间会有一段距离；②可以测摇臂钻床出该距离精确到毫米的近似值，并把它写入程序，用以确定刀检程序的坐标系。用前述新装刀具的刀检方法，可以自动检测出刀检程序原点到触头外侧面距离的精确值，该值即为刀补值。采用对刀仪对刀、ATC对刀和自动对刀，都是确定刀具相对基准刀的刀补值，建立工件坐标系还需要利用基准刀根据编程原点安装后的位置采用其他方法对刀确定。

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