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常見數控加工中心撞刀的原因與規避對策.pdf

'常見數控加工中心撞刀的原因與規避對策.pdf'
展 達 到 了新 的水平 ,并且 廣泛 應用 于航 空航 天和 海洋 開發 中,后 來 ,機械 自動 控 制技 術 也應 用到 了汽車 等工 作技 術領 域 以及 人們 生活工作的各方面 。 科技 的發展推動著 設備 的更新 換代, 當前 ,美 國在機 械 自動控 制技 術綜 合發 展 上 水平 最高 , 日本 在機 械 自動控 制技 術 的操 作 設備 的數 量和種 類 上最 多,而 我 國的機械 自動控制技 術從上世 紀 7O年 代 末 開始 起步 ,在 一步 步 的發展 中,我 國正逐漸與世界先進水平縮小差距 。 3.機械 自動控 制技術 中 的關鍵 技術 研 究進展 機 械 自動控 制技 術 的發展 是機 械 設 備 自動化 的基 礎 ,實 際上 ,機 械 自動控 制 首先模 仿 的是 人的手 動操 控 效果 ,因 為 由人來 操作 時 ,操控 效果 是 比較精 確 的 ,但是人工操作 的效率不高 ,費時較長 , 而機 械 自動控 制技 術解 決 了人工 操作 效 率不高 的問題 ,并且可 以實現更精細化、 更 靈活 的操 作 。大小 種類 不 同的機 械手 臂 能夠 實 現不 同情況 下 的作 業,尤 其在 復雜環 境 中,關節 型 的機 械能 夠繞 開 障 礙 物 繼續 工作 或者進 入人 手操 作很 難進 入 的地方 ,這種 機械 手是 當今 社會 應用 機 械中最常用的一種。 但是 ,盡 管關 節 型機 械 優點 很 多, 但 精細 度還 是 相對較 低 ,相對 于傳 統 的 機 械控 制 技術 ,新型 自動 控制 技術 有著 更 明顯 的優 點,尤其 是在 剛性度 、速度 和 精確 度 上。新 型 的機械 控制 技術 結構 設計復雜,設計難度大,運動學計算繁瑣 , 零部 件更 小 ,連接 處更 細致 ,影 響著機 械 自動控制技術的發展 。 4.機械 自動控制技術的未來發展 機械 自動控 制技 術必 將有 更進 一 步 的發 展 ,隨著 時代 和科 技 的發展 ,機 械 自動 控制 技術 將更 加廣 泛地 應用 于大 型 工程 項 目中,今 后 的機械 控 制技 術必 將 能夠 產生 更 多的便 利 和效 益。計 算機 技 Academ ic 學 術 術的進 一 步應用 將 能夠操 控機械 更 多 的 部分 ,還 可 以將控 制 電子 調速控 制器 和 液壓 控制 器 ,經 過接 口信 號 的傳 遞,再 經過 調速 執行 元件 和 比例 電磁 閥,實現 微機 的智能控 制。 機械 控 制將 不僅 僅停 留在 自動化 , 還將進 一步智能化,在智 能化 的道路上 , 需要 重點 研發更 高性 能 的機械 原件 , 降 低 智 能化 的成本 ,實 現智 能控制 的廣 泛 應 用 。 參考文獻 : [1]任福華 .機械 自動控制技術 的研 究進 展 [J].科技展望 .2014(05). [2]谷宇 .機械 自動控制技術 的研 究 進展 [J].山東工業技術 .2013(03). 作者簡介 : 陳棗兒 (1980.9.1~ ),女 ,漢族 , 甘肅平涼人,學歷 :本科 ,職稱 :助教 , 研究方 向 :電氣技術 。 常見數控加工 中心撞刀 的原 因與規避對策 杜顯玲 (273500 兗礦集 ttl鄒城金 明機 電有 限公 司 山東 濟寧 ) 摘 要 :數控加工 中心能夠在一定范 圍內對進行多種加工操 作的高精密tll,~ 。操作人員在數控 操作的過程 中 ,經 常會 發生數控加 工中心撞刀的現象 ,損壞刀具 ,降低機床的精確度。本文主要對數控操作中常見的數控加工中心撞刀問題進行分析 ,進而提出相 應的規避對策 ,減少撞刀現象的產生。 引言 數控 加工 中心是 一支 能夠 高精度 的 機 床 ,操 作 人 員在數 控操 作 的過 程 中, 由于技 術 和經驗 的不足 ,很容 易發 生撞 刀的 現象 。這 會給 數 控加 工 中心 的刀具 和 加 工工 件帶 來很 大損 壞,嚴 重情 況下 會 給機 床 部件 帶來 嚴重 的破 壞, 降低機 床 的精度 ,給操 作人 員帶 來人 身安 全事 故。此 外 ,操 作人 員在 數 控操 作 的時候 發生 撞刀 現 象,嚴重 情 況 下,會給 操作 人員 在今 后 的數控加 工操 作 帶來 心理 陰 影 。 1.數控加工中心撞刀的原因 1.1編程不 當出現 的撞刀現象 操作 人 員 的數控 操作 的過程 中, 由 于實 踐知 識 的匱 乏,很容 易 出現編 程 不 當 的 問題 ,進 而發 生撞 刀 現 象。首 先, 操作 人 員在數 控機 床操 作進 刀 的時候 , 數控 機 床 X、Y、Z直 接聯 動 快 速將 刀 具 移動 的 目標位 置 ,那 么就 很容 易 發生撞 刀 問題 。刀具 在推進 的過程 中,需要 先 移動 X軸 和 Y軸 ,然 后在 移 動 Z軸 進 行 下 刀操作 。而 在刀 具退 回的時候 ,需 要 先移動 z軸進行提 刀,然后 才可 以對 X、 Y軸進 行移動 ,退 回換刀 點。三軸 同時移 動,撞刀現象是不可避免的現象 。 1.2對 刀不 當出現的撞 刀現象 操作 人 員在 數控 操作 操作 時 ,很 容 易出現 對 刀不 當 的問題 ,進而 出現撞 刀 現 象 。產生這 種情 況主 要有 以下兩種 原因 。一 方面 原 因是操 作 人員 忘記對 手 輪 進給 倍 率 的快 慢進 行 轉換 。在 數 控加 工 中心實 際操作 的過程 中,操 作人 員通 常都 是使 用試切 法進 行 對刀 。在對 刀之 前,首 先應 該要 通過 換刀 指令 更換 需要 對刀 的刀 具 ,這 個 時候 ,由于 刀具 到銑 削加 工工 件 的距離 相對 較遠 ,需要 用 手 輪 Ol方 式將刀具快 速靠近 工件 ,然后 再 用手輪 0.01方式繼 續靠近 工具,最后 用 手輪 0.001方式接觸工件進行切削 。但是 , 在 實 際 的訓練操 作 過程 中,許 多操 作人 員 由于實 踐經 驗 的不足 ,總是 會忘 記手 輪進 給倍 率快 慢 的轉換 ,一直 使用 手 輪 0.1方 式靠近和接觸工件 ,進而使得 刀具 與工 件發 生碰 撞 ,形成 撞刀 問題 。另 一 方面 ,操作 人 員在數 控加 工 中心對 刀 操 作 時,數據 輸入 有 誤 。當操作 人 員數 據 輸入 有誤 時 ,那 么其 建立 的 工件 坐標 系 也就 存在 問題 ,使得 數控 機床 程 序運 行 加工 的時候 ,刀具與工件發生碰撞 。 1.3操作不 當出現 的撞刀現 象 在 數控 加工 中心對 工件 加工 需要 用 到 多把 刀具 的時候 ,但 是 ,刀具 長度 的 不 同 ,這 給數 控加 工 中心 的加工 帶來 很 大 的 問題,這 時一 般采 用刀 具長 度補 償 的方法 進行 解決 。而在 建立 刀具 長度 補 償 過程 中,通 常 都是選 取基 準刀 對刀 設 定工件 坐標 系 ,然 后在 通過 其他 刀具 對 碰 z軸方 向的相 同高 度,進 而求 出其 他 刀具 與基準 刀 具 的方 向與長度 差值 。然 而, 由于操 作人 員 的實踐 知識 不 足,在 輸入 刀具補 償值 時 ,通常不 會 關注 刀具 補償 量 的大小 和補償 方 向,進 而使 數控 機床在執行程序的過程 中出現撞 刀問題。 除此之 外,操 作 人員在 數控 加 工 中 心執 行程 序正 常運 行 的時候 ,也會 由于 技術 經驗 的不 足, 出現錯誤 操作 使得 程 序停 止運 行,若 操作 人員在 程序 停 止運 行時 ,立 即按 “RESET”復位后 ,機床就 會立 即進 入循 環啟 動狀 態,這 就很 容 易 發生撞刀 問題 。 2.數控/ju'r中心撞刀問題的規避措施 2.1在編程過程 中,合理設置刀具 的 移動路線 在 數控 加工 中心程序 運 行的 刀具推 進和退 回過程 中,可以采用 單坐 標方 式, 讓 刀具 分步 移動 到 目標 位置 ,這 是有 效 避 免撞 刀 的基本 前提 。在編 程 時,首 先 中國機械 lne China 57
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