[其他]刀具接觸探測系統的參考基準

無效

• 申請號: 85105481
• 申請日: 1985-07-17
• 公開（公告）號: CN85105481A
• 公開（公告）日: 1987-01-14
• 發明（設計）人: 戴維斯
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: G05B19/42
• 分類號: G05B19/42
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 李先春

此發明是關于一般閉環數控機床，特別是關于刀具接觸探測器的量規問題。

以前工藝的描述

自動精密加工技術現在正迅速發展，完全依賴手工操作的系統已大量地被具有通用性的數控加工系統代替。盡管在這些自動系統中材料的切削和其它加工是自動進行的，但還需要大量的手工操作，這主要是由于要測量已加工好工件的尺寸和根據通常存在的數控刀具偏差作刀具調整。這些手工測量和刀具調整要考慮許多因素，例如：刀具的磨損;刀具的重新定位和刀具更換;以及由于發熱，承受重載等原因造成刀具、工件和加工機械本身尺寸變化等。

舉例來說，在數控車床上進行最典型的加工，有些調整即刀具偏差必須由操作者在開始加工某一工件時進行人工修正。開始加工前，操作者必需將刀具移到設定位表面，通過人工測量刀具和基準面間的距離，從而確定刀具位置。這通常用墊片或類似材料進行，這些測量構成人工確定刀具偏差的依據。當車床帶有一個多刀刀架時，對于每個車刀，機床的每個運動軸都要進行這種操作。在進行特殊的工件表面最后定形切削前，用手持卡尺對半成品的各表面尺寸進行測量。使操作者決定最后切削刀具所要求的修正量。最終切削完成后，要用卡尺對工件進行檢查，看其尺寸是否與所要求的尺寸相一致。

上述各種操作的每個步驟都是十分費時的，其所花費的時間占生產某個工件所花時間的絕大部分。這就限制了機床的生產能力。考慮到當前車床、銑床（加工中心）的日加工工時價格，任何機床能力的降低都會在經濟方面帶來重大影響。更重要的是，所有這些手工操作使加工過程易受人本身錯誤動作的影響。

根據以上介紹，解決所存在問題的辦法就是手動測量和刀具調整的自動化，即采用計算機控制的數控系統。在這種數控系統中，計算機置于遠離數控單元，也可裝在數控單元上，如采用微處理機。另外，遙控數控單元可自帶計算能力也可以連接數控單元。一個計算機數控（CNC）系統可以存貯整個程序，在任何時刻調用，編輯（例如增刪某些程序塊）進行偏差計算和其它運算，而不象一般數控（NC）系統，要輸入貯存在象磁帶一類存貯器上的連續數據塊。

盡管在精加工領域發展階段，全自動系統還沒有被廣泛采用，到目前為止已進行了大量開發工作，但大多數只限于某些特定的情況，重復執行單一的加工操作。現已有人在機床床身上或在一個必要時可以移去的樞軸臂上安裝一個接觸觸發探測器，刀具的位置可以用探測器為基準，通過記錄刀具和探測器相接觸時刀具的位置進行修正。根據觀測到的程序給定位置和實際位置之差決定偏差補償量，并將其存于數控裝置的有關單元中，偏差量補償了程序接觸位置和實際接觸位置的差值。

具有上述特性的系統及方法發表在美國專利No4，382，215中，題目為《精密加工系統與方法》1983、5、3由Allan.R.Barlow和Willian.A.Hunter發布，并授予該申請的受讓人。如Barlow，et????al專利中所解釋的那樣，在刀具架上安裝一個接觸觸發探測器或敏感元件。后一探測器首先以基準面為標準進行標定，之后用來標定刀具感應探頭。只有與刀具感應探頭相接觸時，所選刀具的切削刃才被標定完畢。根據以上操作結果確定刀具偏差的初始修正值，并將其存貯在數控裝置的有關存貯單元中。加工開始后，再次標定元件感應探頭，用它探測工件的加工表面。由此得到的數據決定最后切削所需的修正量。之后，探測切削平面，檢查工件實際尺寸與給定值是否一致。盡管接觸觸發探測器的結構簡單，它必須有特定的結構，以保證能夠探測到一系列另件。在某些專營商店可以買到作為商品出售的探頭。注意探頭易于破碎，而且探頭至少占用刀架上的一個刀具位置，例如六角車床，所以不能滿足所有切削。