数控加工中心的对刀



对刀是确定工件在机床上的位置,也即是确定工件坐标系与机床坐标系的相互位置关系。对刀过程一般是从各坐标方向分别进行,它可理解为通过找正刀具与一个在工件坐标系中有确定位置的点(即对刀点)来实现。

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光电式寻边器对刀        心轴块规对刀            偏心式寻边器对刀

 

一、刀具X、Y方向的对刀:

寻边器主要用于确定工件坐标系原点在机床坐标系中的X、Y零点偏置值,也可测量工件的简单尺寸。它有偏心式(图5-9)、迥转式(图5-10)和光电式(图5-11)等类型。

偏心式、迥转式寻边器为机械式构造。机床主轴中心距被测表面的距离为测量圆柱的半径值。

光电式寻边器的测头一般为10mm的钢球,用弹簧拉紧在光电式寻边器的测杆上,碰到工件时可以退让,并将电路导通,发出光讯号。通过光电式寻边器的指示和机床坐标位置可得到被测表面的坐标位置。利用测头的对称性,还可以测量一些简单的尺寸。

 

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图5-9偏心式寻边器            图5-10迥转式寻边器    图5-11光电式寻边器

1、光电式寻边器对刀特点:

对刀时寻边器不需回转;

可快速对工件边缘定位;

对刀精度可达0.005mm;

应用范围包括表面边缘、内孔及外圆的高效对刀如图5-12

 

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图5-12

 

2、偏心式寻边器对刀

对刀过程:

10mm的直柄可安装于弹簧夹头刀柄或钻夹头刀柄上;请以手指轻压测测头的侧边,使其偏心0.5mm;使其以400-600rpm的速度转动;如图5-14所示使测头与工件的端面相接触,慢慢地碰触移动,就会变成如图5-15所示,测头不再振动,宛如静止的状态接触,以更细微的进给来碰触移动的话,测头就会如图5-16所示,开始朝一定的方向滑动。 这个滑动起点就是所要寻求的基准位置;工件端面所在的位置,就是加上测头半径5mm的坐标位置

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图5-13          图5-14                图5-15           图5-16

 

二、刀具长度方向的对刀:

Z轴设定器:是用以对刀具长度补偿的一种测量装置。对刀准确、效

率高等特点; 缩短了加工准备时间。采用手动方式工作,即:对刀时,

机床的运动由操作者手动控制,特别适合单件、小批量生产。

自动对刀器:能在对刀时将对刀器产生的信号通过电缆输出至机床的

数控系统,以便结合专用的控制程序实现自动对刀、自动设定或更新刀

具的半径和长度补偿值。

对刀仪:用于机外对刀,在使用前就可测量出刀具的准确尺寸数据 

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图5-17Z轴对刀器

 


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图5-18对刀仪

Z轴对刀器主要用于确定工件坐标系原点在机床坐标系的Z轴坐标,或者说是确定刀具在机床坐标系中的高度。Z轴对刀器有光电式(图5-17)和指针式等类型,通过光电指示或指针,判断刀具与对刀器是否接触,对刀精度一般可达 100.0±0.0025(mm),对刀器标定高度的重复精度一般为0.001~0.002(mm)。对刀器带有磁性表座,可以牢固地附着在工件或夹具上。Z轴对刀器高度一般为50mm或l00mm。

Z轴对刀器的使用方法如下:

(1)将刀具装在主轴上,将Z轴对刀器吸附在已经装夹好的工件或夹具平面上。

(2)快速移动工作台和主轴,让刀具端面靠近Z轴对刀器上表面。

(3)改用步进或电子手轮微调操作,让刀具端面慢慢接触到Z轴对刀器上表面,直到Z轴对刀器发光或指针指示到零位。

   (4)记下机械坐标系中的Z值数据。

   (5)在当前刀具情况下,工件或夹具平面在机床坐标系中的Z坐标值为此数据值再减去Z轴对刀器的高度。

   (6)若工件坐标系Z坐标零点设定在工件或夹具的对刀平面上,则此值即为工件坐标系Z坐标零点在机床坐标系中的位置,也就是Z坐标零点偏置值。

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图5-19Z轴设定器与刀具和工件的关系

 

三、采用寻边器和Z轴设定器对刀实例

采用寻边器对刀,其详细步骤如下:
   (1 ) X 、 Y 向对刀
    ①将工件通过夹具装在机床工作台上,装夹时,工件的四个侧面都应留出寻边器的测量位置。
    ②快速移动工作台和主轴,让寻边器测头靠近工件的左侧;
    ③改用微调操作,让测头慢慢接触到工件左侧,直到寻边器发光,记下此时机床坐标系中的 X 坐标值, 如 -310.300 ;
    ④抬起寻边器至工件上表面之上,快速移动工作台和主轴,让测头靠近工件右侧;
    ⑤改用微调操作,让测头慢慢接触到工件左侧,直到寻边器发光,记下此时机械坐标系中的 X 坐标值,如 -200.300 ;
    ⑥若测头直径为 10mm ,则工件长度为 -200.300-(-310.300)-10=100 ,据此可得工件坐标系原点 W 在机床坐标系中的 X 坐标值为 -310.300+100/2+5= -255.300 ;
    ⑦同理可测得工件坐标系原点 W 在机械坐标系中的 Y 坐标值。

2 ) Z 向对刀
①卸下寻边器,将加工所用刀具装上主轴;
②将 Z 轴设定器(或固定高度的对刀块,以下同)放置在工件上平面上;
③快速移动主轴,让刀具端面靠近 Z 轴设定器上表面;
④改用微调操作,让刀具端面慢慢接触到 Z 轴设定器上表面,直到其指针指示到零位;
⑤记下此时机床坐标系中的 Z 值,如 -250.800 ;
⑥若 Z 轴设定器的高度为 50mm ,则工件坐标系原点 W 在机械坐标系中的 Z 坐标值为 -250.800-50-( 30-20)=-310.800 。
( 3 )将测得的 X 、 Y 、 Z 值输入到机床工件坐标系存储地址中( 一般使用 G54-G59 代码存储对刀参数 )。

 

四、 坐标系数据设置

    在图3.11所示的主操作界面下,按F4键进入MDI功能子菜单。命令行与菜单条的显示如图3.14所示。MDI输入坐标系数据的操作步骤如下:

   (1)在MDI功能子菜单(图3.14)下按F3键,进入坐标系手动数据输入方式,图形显示窗口首先显示G54坐标系数据,如图5-20所示;

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图5-20MDI方式下的坐标系设置

 

(2)按Pgdn或Pgup键,选择要输入的数据类型:G55、G56、G57、G58、G59坐标系、当前工件坐标系的偏置(坐标系零点相对于机床零点的值),或当前相对值零点;

(3)在命令行输入所需数据,如在图3.16所示情况下输入“X200 Y300”,并按Enter键,将设置G54坐标系的X及Y偏置分别为200、300;

(4)若输入正确,图形显示窗口相应位置将显示修改过的值,否则原值不变。

注意:编辑过程中,在按Enter键之前,按Ese键可退出编辑,但输入的数据将丢失,系统将保持原值不变。

 

五、刀具库及刀具参数的输入

1、刀库表

在MDI功能子菜单下(图3.14)输入刀库数据,操作步骤如下:

(1)在MDI功能子菜单下按F1键,进行刀库设置,图形显示窗口将出现刀库数据,如图5-21所示;

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图5-21 刀库表

(2)用►、◄、▲、▼、Pgup、Pgdn移动蓝色亮条选择要编辑的选项;

(3)按Enter键,蓝色亮条所指刀库数据颜色和背景都发生变化,同时有一光标在闪烁;

(4)用►、◄、BS、Del键进行编辑修改;

(5)修改完毕,按Enter键确认;

(6)若输入正确,图形显示窗口相应位置将显示修改过的值,否则原值不变。

 

2、刀具表

在MDI功能子菜单下按F2键,进行刀具设置,图形显示窗口将出现刀具数据,如图5-22所示。在输入刀具数据时,其操作步骤同刀具库数据的设置相同,可以参考刀具库数据的设置方式进行。

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图5-22 刀具数控的输入与修改



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