CNC加工中心配備刀庫是其與普通數(shù)控機床的最大區(qū)別,它能實現(xiàn)快速自動換刀,省去數(shù)控機床傳統(tǒng)換動刀時每次都需要手動換刀及再次對刀過程,從而大大提高了零件加工的效率及質(zhì)量。CNC加工中心刀庫一般分為斗笠式刀庫和凸輪式刀庫,換刀方式相對應(yīng)為固定換刀和隨機換刀[1]。當前CNC加工中心斗笠式換刀過程還存在一些問題待改進,本文重點介紹電氣控制優(yōu)化設(shè)計思路和方法。
1 固定換刀動作過程
根據(jù)主軸有無刀、換刀和取刀功能狀態(tài),固定換刀動作過程可分為四種情況[2]。
第一種為指令取刀號為主軸上刀號,換刀動作不執(zhí)行,換刀結(jié)束。
第二種為主軸無刀,指令直接取刀。執(zhí)行換刀指令后,Z 軸執(zhí)行機械回零,主軸定向,刀庫前進右位,主軸松刀,刀庫旋轉(zhuǎn)到指令取刀號位,Z 軸下降到第二參考點,夾緊刀具,刀庫回退左位,換刀結(jié)束。
第三種為主軸有刀,指令直接還刀。執(zhí)行還刀指令后, Z 軸直接回到第二參考點, 主軸定向,刀庫前進右位,主軸松刀,Z 軸回第一參考點,主軸緊刀,刀庫回退左位,換刀結(jié)束。
第四種為主軸有刀,指令要取刀庫上的刀。執(zhí)行換刀指令后,Z 軸直接回到第二參考點,主軸定向,刀庫旋轉(zhuǎn)到主軸上刀號位,刀庫前進右位,主軸松刀,Z 軸回第一參考點,刀庫旋轉(zhuǎn)到指令取刀號位, Z 軸回到第二參考點, 主軸緊刀,刀庫回退左位,換刀結(jié)束。
2 換刀過程存在的問題
換刀過程由PMC 控制及刀庫表記錄數(shù)據(jù),規(guī)范操作及運行情況下,整個斗笠式刀庫換刀過程都能正常運行,但如果有人為操作失誤或外界電源因素干擾,就可能出現(xiàn)換刀混亂故障[3]。例如缺乏主軸上有無刀的判別。如果不對主軸上是否有刀進行判別,此時主軸上已有刀,這時PMC 刀庫表是記錄了該刀號數(shù)據(jù)的,但如果人為取下該刀,會導致PMC 刀庫表數(shù)據(jù)跟實際的對應(yīng)不上,
PMC 還是會認為刀具在主軸上,這就會讓整個換刀過程出現(xiàn)混亂[4];但如果是取下主軸上刀后又手動換上其他刀具,會導致現(xiàn)在的刀具跟原來PMC 刀庫表記錄的數(shù)據(jù)對應(yīng)不上,嚴重時可能出現(xiàn)主軸上刀柄跟刀庫上刀柄相碰撞的嚴重事故,造成主軸、刀具、刀庫和機械卡手損壞。
宇匠數(shù)控 備注:為保證文章的完整度,本文核心內(nèi)容由PDF格式顯示,如未有顯示請刷新或轉(zhuǎn)換瀏覽器嘗試,手機瀏覽可能無法正常使用!
小結(jié)
通過誤差建模與實驗,本文提出了一種基于球桿儀測量加工中心5軸機床工作誤差的方法,通過采集空間不同平面特征點的方式,快速計算出機床空間誤差。通過該方法可以有效辨識出TCS與WCS兩個坐標系下6項不同回轉(zhuǎn)誤差元素的具體數(shù)值。聯(lián)合激光干涉儀,則可以辨識出加工誤差中全部12項 誤 差 元 素。以5軸數(shù)控機床作為實驗載體,驗證了空間中不同圓形軌跡產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)誤差并非常量這一機床誤差特性。在此基礎(chǔ)上揭示了不同角度對應(yīng)誤差元素數(shù)值的規(guī)律。實驗結(jié)果精度等級,超過數(shù)控機床加工精度要求一個數(shù)量級,可滿足加工及補償要求。可以此辨識方法為依據(jù),進行誤差運動解耦分析及誤差補償?shù)裙ぷ?,也?軸數(shù)控機床進行后續(xù)插補軌跡優(yōu)化及誤差對曲面精加工的影響等研究打下基礎(chǔ)。
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