自動換刀偏擺檢測系統(tǒng)

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(chǎn)生偏擺，如果進(jìn)行孔加工，就會產(chǎn)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(gòu)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(gòu)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(nèi)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(lián)通。系統(tǒng)的主要技術(shù)規(guī)格列于表1。

高精度化的技術(shù)要點(diǎn)

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(shí)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(zhuǎn)導(dǎo)致的間隙變化外，還要受組織狀態(tài)(淬火狀況、材料軟點(diǎn))、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(yīng)預(yù)先輸入刀柄的形狀數(shù)據(jù)，然后將測量結(jié)果與輸入數(shù)據(jù)進(jìn)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(shù)據(jù)。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(yīng)分離出旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)的偏擺量。為了解決這一問題，應(yīng)與輸入處理器中的波形的相位相匹配，去除切口數(shù)據(jù)，用獨(dú)立的數(shù)據(jù)處理實(shí)現(xiàn)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(xì)小變動成分就可忽略不計。

   
   

主軸刀具偏擺檢測系統(tǒng)的應(yīng)用

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

使用實(shí)例

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(jìn)行檢測。在對使用ATC偏擺檢測系統(tǒng)的用戶中，針對咬屑導(dǎo)致的偏擺情況進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)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(chǎn)生時停機(jī)確認(rèn)了切屑。
  
  


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


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  C公司：檢測結(jié)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。