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数控加工中心机床对刀误差及其改进措施

发布时间:2021-06-23 09:47:08

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  数控加工中心加工对刀仪,其处理好坏直接影响加工零件的精度,也影响数控机床的操作。 本文针对数控机床的对刀误差,提出了改进措施。

         

966立式加工中心                             VMC1050立式加工中心

 

         

VMC855加工中心                                   VMC840加工中心

  

   1数控加工中心产生的加工误差

  )1)编程误差:主要是数控编程时数控系统产生的插补误差,主要发生在避免在直线段或圆弧段接近零件轮廓时。 这是影响零件加工精度的重要因素之一。 虽然可以通过增加插值节点数来解决,但编程工作量会增加。 (参照新数控切削器故障的检测和解决方案) ) ) ) ) ) )。


  2 )切削刀尖圆弧误差:内的孔、外因或端面时,刀尖圆弧不影响其尺寸、形状,但加工锥面或圆弧时,会受到刀尖圆弧的影响,形成咬边或咬边。 这个误差可以通过测量刀尖的圆弧半径,采用刀具半径补偿功能来消除误差。


  3 )测量误差:主要受测量精度及测量者操作方法的影响,实测尺寸不准确。 这个误差可以弥补。


  4 )对刀仪误差:该误差主要发生在对刀仪中,刀具移动到对刀仪位置时受操作系统进给补偿标尺值的影响。 解决办法是合理选择进给补偿比率。 特别是当刀具接近起点位置时,使用最小挡块进给补偿将刀具准确定位在起点位置。


  5 )机床系统的误差:是受机床主体影响而产生的几何公差,该公差一般不可调; 伺服单元、驱动装置产生的重复定位误差,主要是系统受机床脉冲当量的大小、均匀度及传动路径的影响; 因为这些误差量小且稳定,所以只应该考虑精密加工的情况。


  2对刀方法


  数控加工对刀仪,其处理好坏直接影响加工零件的精度,也影响数控机床的操作。 对刀仪是指在工件坐标系中,使刀具的刀尖位于起始点(对刀仪),置于数控程序的控制下。 这样,刀具切削的加工面相对于定位基准具有准确的尺寸关系,保证了零件的加工精度。 在数控加工中,对刀仪的基本方法有测试切割法、对刀仪、ATC对刀仪、自动对刀仪等。


  2.1试切法


  根据数控机床使用的位置检测装置不同,试切法分为相对式和绝对式两种。 基于相对式试切法的对刀仪可以采用三种方法。 一种方法是使用测量器(例如钢板尺寸等)直接测量,使对刀仪的尺寸一致。 该方法简便但不准确; 二是刀点与定位块的工作面一致后,将刀具拉开到对刀仪的尺寸。 该方法的对刀仪的精度取决于刃点与定位块工作面一致的精度。 第三种方法是先切割工件的加工面,测量工件的尺寸,间接计算对刀仪的尺寸。 这个方法最正确。 绝对值方式的对刀仪需要采用基准刃,通过直接或间接的方法测量其他刀具的刃点与基准刃的偏差,作为其他刀具的设定刃补整值。 以上试切法采用“试切——测量——调整(修正)”的对刀方式,虽然机床占用时间多、效率低,但方法简单、所需辅助设备少,因此广泛应用于经济型低级数控机床。2.2对刀仪


  对刀仪分为机内对刀仪和机外对刀仪。 机内对刀仪是将刀具直接安装在机床的某个固定位置上,在车床上直接安装在刀架上,或者通过支架安装在刀架上。 该方法多用于车削类数控机床。 另一方面,公司外部对刀仪必须通过刀架安装在刀架上。 (车床)、与刀柄一起,预先在机床外校正,然后将刀安装在机床上即可使用。 该方法目前主要用于镗床类数控机床,如加工中心等。 采用对刀仪需要追加对刀仪的辅助设备,成本高,刀具拆装费时费力,但可以节约机床的对刀时间,提高对刀仪的精度,一般用于对精度有要求的数控机床。


  2.3 ATC对刀仪


  AIC对刀仪是在机床上使用对刀仪显微镜自动计算刀具长度的方法。 由于操作对刀仪、操作对刀仪的过程、目视对刀仪,因此对刀仪存在误差。 与对刀仪相比,只拆装刀具更简单。 自动对刀仪是指利用CNC装置的刀具检测功能,自动准确地检测刀具在各坐标方向上的长度,自动修正刀具补偿值,并且不停止工件直接加工。 与前一种对刀方法相比,该方法减少了对刀仪的误差,提高了对刀仪的精度和效率,但需要由对刀仪和部位检测系统组成的自动对刀系统,而且CNC系统需要刀具自动检测的辅助功能


  2.4自动预设


  自动对刀仪是利用CNC装置的刀具检测自动修正刀具补偿值的功能,可自动且准确地检测刀具在各坐标方向上的长度,并可在工件不停顿的情况下直接加工。 自动对刀仪也称为刀尖检口功能:


  在加工中心一次安装工件后,需要用刀库内的多个刀具加工工件的多个表面。 为了提高对刀仪的精度、提高效率,一般采用对刀仪、ATC对刀仪、自动对刀仪等方法。 其中,对刀仪一般广泛应用于中端铣削加工中心。 使用对刀仪时,一般为了决定工件的坐标原点,先将基准心轴对准工件表面,然后选择对对刀仪方便的面,采用动态对刀方式。


  3加工误差的原因及对策


  总而言之,对刀仪误差的原因是:


  (1)采用试切法进行预切时,预切误差主要由试切工件后的测量误差和操作中的目视误差引起。


  2 )使用对刀仪、对刀仪、自动对刀仪时,误差主要由设备的制造、安装、测量误差引起,如果设备使用不当,也可能导致误差。(3)刀具测量时是静态进行的,但加工过程是动态的,同时受到切削力和振动外力的影响,因此加工尺寸和预设尺寸不一致。 该误差的大小由刀具的质量和动态刚度决定。


  4 )对刀仪中经常进行“机床的基准点复位”操作,在此过程中有可能发生零点漂移,产生零点漂移,从而产生对刀误差。


  5 )机床内部有测量装置,最小测量单位的大小也与误差有关。 一般来说,最小测量单位大的测量装置误差大,最小测量单位小的测量装置误差小。


  减少对刀仪误差的主要措施是:


  (1)用试切法开刀时,要仔细操作。 对刀仪后,需要根据刀具加工的零件的实际尺寸和编程尺寸的误差来修正刀具补偿值。 另外,还需要考虑机床的重复定位精度对对刀精度的影响,以及对刀点的安装高度对对刀精度的影响。


  2 )使用仪器烘烤对刀仪时,要注意仪器的制造、安装、测量精度。 必须掌握使用仪器的正确方法。


  )3)加工中心选择工具时,请注意工具的质量和动态刚性。


  4 )定期检查数控加工中心机床的零点漂移情况,注意及时调整机床。


  通过采用试切法和近似值法加工零件,分别用不同的方法加工5个零件。 分别测量其轴向尺寸和一个径向尺寸(10 ),求出尺寸偏差绝对值的平均值,平均值较大的工作组表示对刀仪误差较大。


  要求零件的轴向尺寸精度时,请勿使用手动测量的测试对刀仪。 由于测量时的人为误差难以避免,因此也可以使用系统自动测量那样的测试对刀仪方法,但也请确认系统的测量精度和应该保证的尺寸精度是否存在。 如果零件的半径尺寸需要很高,如果不使用近似值法进行预设,则刀具很难准确地与工件的旋转中心对齐。 但是,该方法在对刀仪部件的轴向尺寸中没有大的误差。 因为加工中心对刀仪时的轴向尺寸由系统自动测量,可以避免人为误差的介入。