mlv1020加工中心自动对刀仪控制系统的设计与实现
【】程泰机械（吴江）有限公司有一台MLV-1020加工中心，有些要求比较高的工件，由于材料比较硬，加工过程很容易磨损刀具，刀具的磨损给使得工件的成品率大大降低，生产的成本升高，利润跟着也降低了。经过论证决定对这台加工中心进行自动对刀升级改造，来降低废品率，降低生产成本。加装自动对刀仪，使得加工中心在加工的时候有自动对刀的功能，在检测到刀具磨损之后，自动把磨损值写入系统中进行补偿。首先是自动对刀系统控制电路的设计，简单的控制方法，使得对刀仪的控制变得更加的方便。对刀的控制程序和对刀动作的控制梯形图进行了设计优化，让控制梯形图更简单。对刀仪安装完成后，工件的成品率将大大的提高，加工的成本也降低了，生产利润翻了一翻，此台机床的升级改造为公司其它几台加工中心加装自动对刀仪，提供了技术上的支撑。
目录
引言 1
一、 对刀仪简介 2
二、 对刀仪的选择和与控制设计 5
（一）对刀仪的选择 5
（二）对刀仪的特点 6
（三）对刀仪电路的设计 6
（四）对刀仪控制梯形图的编写 7
三、 对刀仪的安装与调节 9
（一）对刀仪的安装 9
（二）对刀仪测头的调节方式 11
（三）对刀仪控制线的连接 14
四、 软体设定及校正 15
（一）软体的设定 15
（二）TS27R方向设定 20
（三）TS27R软体矫正 21
五、 对刀仪设定 22
六、 TS27R测量程式说明 24
七、 对刀仪故障检测 27
（一）MI8 适配器的故障判断 27
（二）TS27R 测头故障判断 28
总结 29
参考文献 30
谢辞 31
引言
在国内企业的实际加工中，需要加工中心加工的大部分零件，正常都需要用到好几把刀具，时间久了刀具难免会磨损，从而产生误差。但是一般的加工中心没有自动对刀装置，因此用在手动对刀上的时间就多了。由于刀具的磨损及损坏造成的误差，使企业的加工成本增加。为了解决这个问题，公司决定在加工中心上加装自动对刀装置，来减少对刀的时间
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，以提高加工效率，降低生产成本。
程泰机械（吴江）有限公司有一台MLV1020加工中心，根据客户反馈了一个问题：就是有些要求比较高的工件，由于材料比较硬，加工过程很容易磨损刀具，刀具的磨损给使得工件的成品率大大降低，生产的成本升高，利润大幅下降。经过论证决定对这台加工中心进行自动对刀升级改造，来降低废品率，降低生产成本。加装自动对刀仪，使得加工中心在加工的时候有自动对刀的功能，在检测到刀具磨损之后，自动把磨损值写入系统中进行补偿。首先是自动对刀系统控制电路的设计，简单的控制方法，使得对刀仪的控制变得更加的方便。对刀的控制程序和对刀动作的控制梯形图进行了设计优化，让控制梯形图更简单。对刀仪安装完成后，工件的成品率将大大的提高，加工的成本也降低了，生产利润翻了一翻，此台机床的升级改造为公司其它几台加工中心加装自动对刀仪，提供了技术上的支撑。
对刀仪简介
在加工工件的时候，拆装工件、调整刀具的位置等一些非切削时间，在加工总时间中占很大的比例；其中刀具的测量和安装位置的调整最浪费时间，而且人工测量也不一定准确，测得的数据中还会有人为误差。位置调好之后，要先拿毛坯试切，计算数据，确定最终的补偿数据。最后发现工件切削时间，只占总时间的55%，而其他的时间却要占到45%。因此，在自动化上，全自动的对刀仪的使用就会有很大的优越性，提高市场的竞争力。
1.对刀仪种类：
a.插拔式手臂对刀仪（High Precision Removable Arm， HPRA）
插拔式手臂对刀仪也叫HPRA对刀仪，如图11所示。它的特点是对刀用的刀臂和底座不是固定在一起的。使用的时候要通过插座把手臂安装到对刀仪的底座上；与此同时，电路部分也要连通并进入等待工作的状态；在对刀完成后，将刀臂拔出，存放到安全的地方，这样就可以保护精密的刀臂和测头不会受到切屑和冷却液的影响和与刀具的碰撞，适用于数控车床。
b.下拉式手臂对刀仪（High Precision Pulldown Arm，HPPA）
下拉式手臂对刀仪也叫HPPA对刀仪，如图12所示。它的特点是刀臂和底座是连在一起的，之间是通过旋转机构运动的。它与插拔式手臂式对刀仪很像，唯一的却别就是它可以在使用的时候用程序控制刀臂从保护套里摆出，用完之后再用程序把刀臂收回，探针在保护套中，就不需要担心在加工的时候使对刀仪受到损坏。刀臂与侧头也不需要拆下来，这样就避免了频繁拆卸造成的损坏。这样的对刀仪适用于数控车床上。
c.全自动对刀仪（High Precision Motorised Arm，HPMA）
全自动对刀仪的英文缩写是HPMA，如图13所示。它的特点是刀臂跟底座也是在一起的，之间是通过力矩电机连接的，刀臂的摆出和摆回都是通过力矩电机转动完成的。这种对刀仪都是用M代码控制刀臂的伸出、缩回，可以把控制的M代码直接编进加工的程序中。在加工的过程中，系统可以自动测量自动测量刀具，还可以把测量到的值通过跳转信号输入到机床中，若是加上自动上下料装置的话，就可以实现自动的无人化加工。这种对刀仪通常是在加工中心上使用。
d.激光对刀仪
激光对刀仪是专门为机床内部的极端工作环境而设计的高品质的刀具测量装置，并且还拥有专利，如图14所示。这种对刀仪针对污染物和切削液添加了防护，坚固而耐用的机械设计，以及内部内置的智能化系统，激光对刀仪在多种环境中表现出了极高的可靠性和精度。此类对刀仪适用于加工中心，但是由于切削液和润滑油的存在，易受到干扰。
2.对刀仪的作用：
作用1：在机床的X轴的正负方向、Z轴的正负方向及Y轴方向上进行刀具测量和补偿。
在这五个方向上来对刀具的测量和补偿，不仅可以避免人工测量产生的人为误差，还可以解决人工对刀效率低的问题。不管采用是外圆刀还是端面铣刀等一些加工中心用的刀具，在加工的时候，所有加工用到的刀具，都要先用对刀仪测量、调整、补偿，让刀具基本可以处在工件的加工坐标系的理想位置。对铣刀和钻头类的刀具，除了要测量长度、长度误差补偿磨损值之外，还要测量和补偿直径方向上的磨损（刀具以中心轴心线分两个半径的刀具偏置值）。不然机床将无法加工出尺寸要求内的工件。 而在没有全自动对刀装置的加工中心上，如果想设定每把刀具的磨损值，都需要工人一把一把刀具去测量，每把刀都要多次测量求平均，然后把计算得到的数值通过计算并手动输入补偿值，还要对工件的尺寸进行测量，防止工件出现很大的误差而不知道。这种测量方法既费时又费力，对于那些要求比较高的工件，测量稍微差一定，就会导致报废工件的产生。如果刀具损坏，需要更换刀具之后，这样的测量还要再来一次，每一次步骤都很多，很浪费时间。所以说，如果能解决这一问题，公司的产量起码会提高1/3。
机床加装了自动对刀装置之后的，在对刀的时候可以直接用程序控制，系统自动设置刀具相对工件坐标系的偏移量，根据测得的数据自动建立新的工件的加工坐标系。这样的话，在加工的程序中就不需要再用程序指令来建立工件坐标系，系统会自动处理出来。
目录
引言 1
一、 对刀仪简介 2
二、 对刀仪的选择和与控制设计 5
（一）对刀仪的选择 5
（二）对刀仪的特点 6
（三）对刀仪电路的设计 6
（四）对刀仪控制梯形图的编写 7
三、 对刀仪的安装与调节 9
（一）对刀仪的安装 9
（二）对刀仪测头的调节方式 11
（三）对刀仪控制线的连接 14
四、 软体设定及校正 15
（一）软体的设定 15
（二）TS27R方向设定 20
（三）TS27R软体矫正 21
五、 对刀仪设定 22
六、 TS27R测量程式说明 24
七、 对刀仪故障检测 27
（一）MI8 适配器的故障判断 27
（二）TS27R 测头故障判断 28
总结 29
参考文献 30
谢辞 31
引言
在国内企业的实际加工中，需要加工中心加工的大部分零件，正常都需要用到好几把刀具，时间久了刀具难免会磨损，从而产生误差。但是一般的加工中心没有自动对刀装置，因此用在手动对刀上的时间就多了。由于刀具的磨损及损坏造成的误差，使企业的加工成本增加。为了解决这个问题，公司决定在加工中心上加装自动对刀装置，来减少对刀的时间
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
，以提高加工效率，降低生产成本。
程泰机械（吴江）有限公司有一台MLV1020加工中心，根据客户反馈了一个问题：就是有些要求比较高的工件，由于材料比较硬，加工过程很容易磨损刀具，刀具的磨损给使得工件的成品率大大降低，生产的成本升高，利润大幅下降。经过论证决定对这台加工中心进行自动对刀升级改造，来降低废品率，降低生产成本。加装自动对刀仪，使得加工中心在加工的时候有自动对刀的功能，在检测到刀具磨损之后，自动把磨损值写入系统中进行补偿。首先是自动对刀系统控制电路的设计，简单的控制方法，使得对刀仪的控制变得更加的方便。对刀的控制程序和对刀动作的控制梯形图进行了设计优化，让控制梯形图更简单。对刀仪安装完成后，工件的成品率将大大的提高，加工的成本也降低了，生产利润翻了一翻，此台机床的升级改造为公司其它几台加工中心加装自动对刀仪，提供了技术上的支撑。
对刀仪简介
在加工工件的时候，拆装工件、调整刀具的位置等一些非切削时间，在加工总时间中占很大的比例；其中刀具的测量和安装位置的调整最浪费时间，而且人工测量也不一定准确，测得的数据中还会有人为误差。位置调好之后，要先拿毛坯试切，计算数据，确定最终的补偿数据。最后发现工件切削时间，只占总时间的55%，而其他的时间却要占到45%。因此，在自动化上，全自动的对刀仪的使用就会有很大的优越性，提高市场的竞争力。
1.对刀仪种类：
a.插拔式手臂对刀仪（High Precision Removable Arm， HPRA）
插拔式手臂对刀仪也叫HPRA对刀仪，如图11所示。它的特点是对刀用的刀臂和底座不是固定在一起的。使用的时候要通过插座把手臂安装到对刀仪的底座上；与此同时，电路部分也要连通并进入等待工作的状态；在对刀完成后，将刀臂拔出，存放到安全的地方，这样就可以保护精密的刀臂和测头不会受到切屑和冷却液的影响和与刀具的碰撞，适用于数控车床。
b.下拉式手臂对刀仪（High Precision Pulldown Arm，HPPA）
下拉式手臂对刀仪也叫HPPA对刀仪，如图12所示。它的特点是刀臂和底座是连在一起的，之间是通过旋转机构运动的。它与插拔式手臂式对刀仪很像，唯一的却别就是它可以在使用的时候用程序控制刀臂从保护套里摆出，用完之后再用程序把刀臂收回，探针在保护套中，就不需要担心在加工的时候使对刀仪受到损坏。刀臂与侧头也不需要拆下来，这样就避免了频繁拆卸造成的损坏。这样的对刀仪适用于数控车床上。
c.全自动对刀仪（High Precision Motorised Arm，HPMA）
全自动对刀仪的英文缩写是HPMA，如图13所示。它的特点是刀臂跟底座也是在一起的，之间是通过力矩电机连接的，刀臂的摆出和摆回都是通过力矩电机转动完成的。这种对刀仪都是用M代码控制刀臂的伸出、缩回，可以把控制的M代码直接编进加工的程序中。在加工的过程中，系统可以自动测量自动测量刀具，还可以把测量到的值通过跳转信号输入到机床中，若是加上自动上下料装置的话，就可以实现自动的无人化加工。这种对刀仪通常是在加工中心上使用。
d.激光对刀仪
激光对刀仪是专门为机床内部的极端工作环境而设计的高品质的刀具测量装置，并且还拥有专利，如图14所示。这种对刀仪针对污染物和切削液添加了防护，坚固而耐用的机械设计，以及内部内置的智能化系统，激光对刀仪在多种环境中表现出了极高的可靠性和精度。此类对刀仪适用于加工中心，但是由于切削液和润滑油的存在，易受到干扰。
2.对刀仪的作用：
作用1：在机床的X轴的正负方向、Z轴的正负方向及Y轴方向上进行刀具测量和补偿。
在这五个方向上来对刀具的测量和补偿，不仅可以避免人工测量产生的人为误差，还可以解决人工对刀效率低的问题。不管采用是外圆刀还是端面铣刀等一些加工中心用的刀具，在加工的时候，所有加工用到的刀具，都要先用对刀仪测量、调整、补偿，让刀具基本可以处在工件的加工坐标系的理想位置。对铣刀和钻头类的刀具，除了要测量长度、长度误差补偿磨损值之外，还要测量和补偿直径方向上的磨损（刀具以中心轴心线分两个半径的刀具偏置值）。不然机床将无法加工出尺寸要求内的工件。 而在没有全自动对刀装置的加工中心上，如果想设定每把刀具的磨损值，都需要工人一把一把刀具去测量，每把刀都要多次测量求平均，然后把计算得到的数值通过计算并手动输入补偿值，还要对工件的尺寸进行测量，防止工件出现很大的误差而不知道。这种测量方法既费时又费力，对于那些要求比较高的工件，测量稍微差一定，就会导致报废工件的产生。如果刀具损坏，需要更换刀具之后，这样的测量还要再来一次，每一次步骤都很多，很浪费时间。所以说，如果能解决这一问题，公司的产量起码会提高1/3。
机床加装了自动对刀装置之后的，在对刀的时候可以直接用程序控制，系统自动设置刀具相对工件坐标系的偏移量，根据测得的数据自动建立新的工件的加工坐标系。这样的话，在加工的程序中就不需要再用程序指令来建立工件坐标系，系统会自动处理出来。
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