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1、30工具技术用于加工中心的在线工件自动测量系统山东工业大学机械工程学院(济南250061)刘战强赵军于复生摘要:介绍一种可用于加工中心的在线工件自动测量系统的构成及功能。该系统采用新型触发式传感器,可使刀具刀尖自身作为测头测试工件加工尺寸。该系统可用于工件的装夹找正,也可对工件进行自动在线测量,并能根据测量结果对加工误差进行补偿以提高加工精度。关键词:加工中心,在线测量,自动对刀装置,触发式传感器AutomaticOn2machineMeasurementSystemforWorkpiecesonCNCMachini
2、ngCenterLiuZhanqiangetalAbstract:Thestructureandfunctionsofaneotypeautomaticon2machinemeasurementsystemusedonCNCmachinecentersareintroduced.Themeasurementtechnologyisbasedonanovelfine2touchsensorwhichenablesthecuttingtooltipitselftobeusedasthecontactprobetoimpl
3、ementworkpieceinspection.Themeasurementsystemcanbeappliedtoautomaticworkpieceset2upandon2machinemeasurementofmachinedworkpieceerrors,whichleadstothemachiningaccuracyenhancementonaCNCturningcenter.Keywords:machiningcenter,on2machinemeasurement,Q2setter,fine2touc
4、hsensor1引言量系统直接使用加工中心内置数控命令和测量软件,不再需要添置其它软、硬件设施,因此可方便地现代柔性加工系统、柔性加工单元、加工中心和[1]应用于各种加工中心。此外,由于可利用刀尖作为某些数控机床均需配置先进的自动测量系统。在测头,所以凡是刀具刀尖能加工的几何形状及尺寸加工设备上对被加工工件进行自动测量是提高自动均可用该系统测量。化加工水平和保证工件加工精度的有效方法之一。根据测量时间和测量地点的不同,工件测量方法可分为四类(见图1):①加工前测量;②在线实时测量;③在线测量;④加工后离线测量。各种测
5、量方法[2]均有各自的优缺点及应用范围。在线测量可大大图1工件测量方法分类减少测量成本,其应用日益广泛(尤其在加工中心2自动对刀装置及触发式传感器上)。目前,在线测量的传感器主要采用触发式测头[3～6](TTP),但此类测头用于加工中心上时,要求加现代数控机床及加工中心大多配置了各种不同工中心必须有与之适应的软件、硬件设施来监测和类型的对刀装置,如机外对刀仪、机内光学对刀仪、[7]处理触发信号。本文介绍一种新型触发式传感接触式自动对刀装置等。车削中心一般采用机内接[8]器,利用这种传感器开发的自动在线测量系统可使触式
6、自动对刀装置。本文所用的车削中心上配置刀具刀尖自身作为测头来测量工件加工尺寸。该测的是Q2setter自动对刀装置,该装置由4个触发式测头(+X,-X,+Z,-Z方向各一个)、联接臂、安装收稿日期:2000年3月底座及测量软件等组成(见图2)。根部太近(约4～5mm),加之倒角处未加工出圆角,(2)严格按刀具产品图纸设计、制造刀具,加工造成应力集中。此外,由于m值过小,淬火加热时出丝锥刃部与柄部连接倒角处的圆角;为保证刃部硬度,造成焊缝埋入盐浴面过深,从而增(3)加强冷加工与热加工的工序协作;大了焊缝危险区的应力。由
7、于该批丝锥热处理时焊(4)丝锥对焊后应立即保温,及时退火,确保丝缝危险区与应力集中区接近或重合,造成在刃部与锥对焊后质量;柄部连接的倒角处开裂。(5)加强热处理中预热及冷却工艺控制,及时充分回火。3改进措施编辑:汪莉(1)按刀具制造工艺要求确定合适的m值;2000年第34卷№9313工件加工尺寸自动测量系统从以上介绍可知,Q2setter自动对刀装置只能用于测试刀具位置和刀具补偿值,不能用于测量工件几何尺寸;而触发式传感器只能测试刀具与工件是否接触,不能测试刀具位置,更不能直接用于测量工件加工尺寸。但通过一种简单有效
8、的方法,即可将两种传感器结合起来,以刀具刀尖自身作为测头来图2Q2setter自动对刀装置测量工件加工尺寸。将触发式传感器外置放大电路联接臂在刀具加工时处于关闭状态。对刀时,的输出经电压匹配后与Q2setter自动对刀装置的输打开测量臂,移动刀架使刀具的刀尖与相应的测头出接口相联,即可实现两种传感器的结合而完成工接触,接触时测头发出触发信号,该
