自動換刀偏擺檢測系統(tǒng)

發(fā)布日期：2011-11-25    蘭生客服中心    瀏覽：4147


在配有自動換刀裝置的機床上進行加工時，切屑會咬進刀柄和主軸之間而影響加工精度，特別是使用高速化的ATC(Automatic Tool Changer，自動換刀裝置)和以KM、HSK為代表的兩面定位夾緊刀柄時，咬入切屑的概率更高。


自動換刀時，在刀柄錐度部分和主軸之間咬入切屑，刀具刀尖就會產生偏擺，如果進行孔加工，就會產生孔徑增大超差等問題。為解決這一問題，日本(株)東精工程開發(fā)了ATC偏擺檢測系統(tǒng)。

ATC偏擺檢測系統(tǒng)的構成ATC偏擺檢測系統(tǒng)由渦流傳感器、控制裝置、顯示演算裝置(V10)構成。系統(tǒng)在臥式加工中心上使用時，首先用托架將渦流傳感器安裝在刀柄的法蘭上；渦流傳感器的電纜線穿過主軸裝置內部，與置于臺架上的控制裝置相連。顯示演算裝置(V10)與控制裝置之間用專用電纜連接；偏擺的判斷(OK/NG)、檢測指令等控制信號與NC裝置聯通。系統(tǒng)的主要技術規(guī)格列于表1。



高精度化的技術要點



使用一般的渦流傳感器和放大器時，目前還存在許多問題，所以不能用于實際切削加工自動換刀偏擺的檢測。




  1. 渦流傳感器的特性



    渦流傳感器用于測量與刀柄之間的間隙時，除旋轉導致的間隙變化外，還要受組織狀態(tài)(淬火狀況、材料軟點)、磁化、刻字部分的影響。由于受磁、傳動銷等因素的影響，而不能獲得正確的偏擺量。使用ATC偏擺檢測系統(tǒng)時，應預先輸入刀柄的形狀數據，然后將測量結果與輸入數據進行比較，就能解決這一問題。



  2. 刀柄形狀方面的問題



    必須去除原有刀柄固有的偏擺和由傳動銷帶來的切口數據。在傳動銷的位置還有咬入切屑的可能，無論切屑卡在什么位置，為了能算出正確的偏擺量，就應分離出旋轉一轉的偏擺量。為了解決這一問題，應與輸入處理器中的波形的相位相匹配，去除切口數據，用獨立的數據處理實現偏擺成分的分離。由于采用這種方法，所以渦流傳感器特有的細小變動成分就可忽略不計。



主軸刀具偏擺檢測系統(tǒng)的應用



為適應高速切削加工，兩面定位夾緊刀柄日益普及。但是，以HSK為代表的兩面定位夾緊刀柄也可能因夾緊失誤而發(fā)生刀柄脫落以及未裝牢就在旋轉中發(fā)生故障，這會給加工帶來嚴重損害。而ATC偏擺檢測系統(tǒng)能將此類事故防患于未然。將刀柄夾緊并使其低速(600r/min)旋轉，用該檢測系統(tǒng)在切削加工還未達到高速之前，就可檢測出偏擺異常。


尤其在要求達到H7級的高精度鏜削加工時，刀柄的偏擺是致命的大問題。在深孔加工中，刀具尖端的偏擺與軸的長度成正比，過大的偏擺帶來的損害更大。該系統(tǒng)在此類切削加工中能發(fā)揮很大的作用。


在銑削加工中，切屑咬入產生的偏擺除對精加工面的精度產生不良影響外，還會引起刀具崩刃，甚至導致損壞。采用該檢測系統(tǒng)可以完全避免出現上述問題。


使用實例



過去，在機床上加工時，采取用壓縮空氣排屑(自動換刀時，從主軸內部噴出高壓空氣吹去切屑)。用百葉窗式門防止切屑飛濺(用活葉窗式門隔離切削加工空間和刀庫，只在自動換刀時此門才打開和關閉)等措施，但并沒有檢測是否存在粘屑的手段。


切屑咬入發(fā)生的頻率隨工件材料、冷卻劑種類、冷卻劑供給方法及切削加工方法而異，需要對全部加工件及所有加工部位進行檢測。在對使用ATC偏擺檢測系統(tǒng)的用戶中，針對咬屑導致的偏擺情況進行了調查，結果如下。




  • A公司：切屑咬入發(fā)生頻率為1/800次，鋁件切削加工，咬屑產生時停機確認了切屑。



  • B公司：切屑咬入發(fā)生頻率為2/1826次，咬屑發(fā)生時確認的偏擺為20µm。



  • C公司：檢測結果平均114次發(fā)生1次咬屑，切削鋁制汽車零件，使用HSK刀柄。




對于在切削加工中突然出現廢次品而不得不實施全檢的用戶，采用ATC偏擺檢測系統(tǒng)后就不必進行全檢。


 


以加工中心機床為代表，配置有刀具快換裝置的復合車床、攻絲機等加工設備，要使其實現高精度高速加工，其自動換刀裝置要求的換刀時間快短到極限時，則使用的刀柄應具有各種特征，其品種規(guī)格應多樣化。而在實際的生產線上，加工不良特別是原因不明的突發(fā)性加工不良問題的解決措施不力，難于應付。


 


出于這方面的考慮，開發(fā)了自動換刀偏擺檢測系統(tǒng)，它能有效地防止因切屑引起的突發(fā)性加工不良問題。今后，將進一步研究開發(fā)用于監(jiān)測刀柄和主軸狀態(tài)，保持最佳加工狀態(tài)的控制系統(tǒng)。

更多相關信息