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数控车床类刀具知识——（六）
日期：2010年01月19 来源：沈阳第一机床厂 关键字：数控车床
随着数控系统的发展，目前绝大多数的数控系统都具有刀具任选功能。任选刀具的换刀方式可以有刀套编码、刀具编码和记忆等方式。数控车床刀具编码或刀套编码都需要在刀具或刀套安装用于识别的编码条，摇臂钻床一般都是根据二进制编码原理进行编码。
刀具编码选刀方式采用了一种特殊的刀柄结构，并对每把刀具编码。由于每把刀具都具有自己的代码，刀具可以放在刀库中的任何一个刀座内，这样不仅刀库中的刀具可以在不同的工序中多次重复使用，而且换下的刀具也不用放回原来的刀座，这对装刀和选刀都十分有利，刀库的容量也可以相应地减少，而且还可以避免由于刀具顺序的差错所造成的事故。但是由于每把刀具上都带有专用的编码系统，使刀具的长度加长，制造困难，刀具刚度降低，同时使得刀库和机械手的结构也变得复杂。对于刀套编码的方式，一把刀具只对应一个刀套，从一个刀套中取出的刀具必须放回同一刀套中，取送刀具十分麻烦，换刀时间长。因此，无论是刀具编码还是刀套编码都给换刀系统带来麻烦。摇臂钻床目前，绝大多数加工中心都使用记忆式的任选换刀方式。这种方式是第一次给刀库装刀时，控制系统记忆刀库中的每个刀套号和该刀套上的刀具号，刀具在使用中不一定被送还到原来的刀套上，但是控制系统仍能记住该刀具号所在的新刀套号。数控车床这种方式有利于缩短换刀、选刀时间。由于这种方式经常改变刀具号与刀套的对应关系，所以在重新启动机床时必须使刀库回零，校验一下显示器上显示的内容与实际刀具的情况。
刀库选刀方式一般采用就近移动原则，即无论采取哪种选刀方式，在根据程序指令把下一工序要用的刀具移到换刀位置时，都要向距离换刀最近的方向移动，以节省选刀时间。
②换刀及刀具交换装置。数控机床的自动换刀系统中，实现刀库与机床主轴之间刀具传递和刀具装卸的装置称为刀具交换装置。刀具的交换方式通常分为无机械手换刀和有机械手换刀两大类。
a．无机械手换刀的方式是利用刀库与机床主轴的相对运动实现刀具交换。这种换刀机构不需要机械手，结构简单、紧凑。由于交换刀具时机床不工作，所以不会影响加工精度，数控车床但会影响机床的生产率。其次因刀库尺寸限制，装刀数量不能太多。这种换刀方式常用于小型加工中心。
b．采用机械手进行刀具交换的方式应用得最为广泛，这是因为机械手换刀有很大的灵活性，摇臂钻床而且可以减少换刀时间。机械手的结构类型多种多样，因此换刀运动也有所不同。
(6)刀具安装、标定及工件坐标系的建立
①刀具安装。加工中心使用的刀具由刀杆、通用刀柄、拉钉三部分组成(刀柄和拉钉型号参考具体设备说明)，经装配后方能根据加工需要依次装入刀库。
②加工中心常用对刀仪器。
量块：一般用于刀具Z向标定。
Z向设定器：一般用于刀具Z向标定。
寻边器：标定刀具X、y向位置。寻边器常见有电子式和机械式两种。
找正器：用于确定圆心。
机内对刀器：用于刀具X、y、Z向标定。
机外对刀仪：在机床外测量刀具长度、直径和几何角度等，不占机时。
3D测头：自动测量刀具X、y、Z向的位置和补偿值。
③工件坐标系的建立。建立工件坐标系是数控加工的重要内容之一。数控车床建立工件坐标系实际就是将用户选定的编程坐标系告知CNC系统，若不能正确建立工件坐标系，即使编程指令正确，机床仍可能产生误动作。摇臂钻床机床的误动作有可能损坏刀具、机床，甚至可能会伤害到用户。
由于数控加工中心系统功能不同，建立工件坐标系的具体方法有所不同。但基本原理相类似。
a．直接法。直接法即试切法。启动主轴，选定一把基准刀接触工件上表面，设置Zo，即将基准刀Z向补偿值设为“o”；其他刀也触碰同一表面，标定其他刀的Z向补偿值。用刀具接触工件侧面设置X。、Yo。测量刀具直径或根据刀具公称直径确定刀具半径补偿值。
b．间接法。刀具不旋转，选择一把基准刀接触量块或Z向设定器，设置Z。。将基准刀Z向补偿值设为“0”，其他刀触碰同一表面，标定Z向补偿值。Xo、y。及刀具半径补偿值的确定相同。
c．机内对刀。机内对刀通常使用机床自备的机内对刀仪。数控车床以主轴端面为基准，各把刀具从Z向触碰对刀仪，系统自动测出各刀相对某一基准点的长度作为刀具长度补偿值(每把刀的长度补偿值均不为“o”)，摇臂钻床然后选择一把刀作为基准刀确定工件坐标系Zo。X。、y。的确定及刀具半径补偿值的确定相同。
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