雙刀架曲軸數(shù)控車床自動(dòng)對(duì)刀程序設(shè)計(jì)

羅 敏 徐春友 周亞萍

(①湖北汽車工業(yè)學(xué)院,湖北十堰 442002;②東風(fēng)輕型發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司,湖北十堰 442049)

1 NST30/100SS雙刀架曲軸車床簡(jiǎn)介

NST30/1100SS雙刀架曲軸車床用于ZD30發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸法蘭外圓和端面、#1主軸頸、小軸端外圓等加工,其結(jié)構(gòu)如圖1所示。機(jī)床擁有2個(gè)刀架,上刀架可以裝12把刀,下刀架可以裝8把刀,加工時(shí),2個(gè)刀架同時(shí)協(xié)調(diào)工作。機(jī)床裝有2個(gè)對(duì)刀器,分別用于上、下刀架刀具的自動(dòng)測(cè)量。此外,機(jī)床還采用機(jī)械手自動(dòng)上、下料,自動(dòng)加工測(cè)量及在線補(bǔ)償,刀具壽命管理等措施進(jìn)一步提高效率。2008年機(jī)床進(jìn)行了數(shù)控改造,數(shù)控系統(tǒng)為FANUC-0i-TTC雙通道數(shù)控系統(tǒng)。本文將重點(diǎn)介紹其自動(dòng)對(duì)刀程序的設(shè)計(jì)。

2 刀具配置

刀具配置如圖2所示。

上刀架使用5組刀具。1組T9～T10,粗車法蘭外圓;2組T1～T3,車平衡塊;3組T5～T6,粗車小軸端外圓;4組T7～T8,精車小軸端和法蘭端外圓;5組T11～T12,車法蘭端面。

下刀架使用3組刀具。1組T1～T3,車平衡塊;2組T5～T6,粗車外圓;3組T7～T8,精車外圓。

3 對(duì)刀宏程序設(shè)計(jì)

3.1 對(duì)刀校正宏程序

上、下刀架中的4號(hào)刀不參與切削加工,專門用于對(duì)刀測(cè)量的校正,如圖3所示。為此專門設(shè)計(jì)對(duì)刀校正宏程序O9150。程序框圖如圖4所示。

3.2 X-/Z-逼近對(duì)刀測(cè)量宏程序

由刀具配置圖2可知,上刀架1、3、4組刀具和下刀架1、2、3組刀具采用X-/Z-逼近對(duì)刀測(cè)量。為此設(shè)計(jì)X-/Z-逼近對(duì)刀測(cè)量宏程序O9153。其測(cè)量過(guò)程如圖3所示,程序框圖如圖4所示。

3.3 X-/Z+逼近對(duì)刀測(cè)量宏程序

由刀具配置圖2可知,上刀架2、5組刀具采用X-/Z+逼近對(duì)刀測(cè)量,其測(cè)量過(guò)程如圖5所示。為此設(shè)計(jì)X-/Z+逼近對(duì)刀測(cè)量宏程序O9154。程序框圖如圖4所示。O9154與O9153基本類似,不同的是O9153中Z向測(cè)量是負(fù)向逼近,而O9154中Z向測(cè)量是正向逼近。

4 對(duì)刀宏程序的應(yīng)用

現(xiàn)以上刀架的應(yīng)用為例說(shuō)明對(duì)刀宏程序的應(yīng)用,上刀架加工主程序框圖如圖6所示。在每次加工前,使用接口信號(hào)#1007判斷是否有對(duì)刀預(yù)約,如果#1007=1,表示有對(duì)刀預(yù)約;如果#1007=0,表示無(wú)對(duì)刀預(yù)約。如果有對(duì)刀預(yù)約,則調(diào)用上刀架對(duì)刀子程序O9101。出現(xiàn)對(duì)刀預(yù)約有兩種情況,一是某把刀具的壽命已到,二是人為強(qiáng)制對(duì)刀預(yù)約。

上刀架對(duì)刀子程序O9101程序框圖如圖7所示。上刀架使用1～5組刀具,分別對(duì)應(yīng)BDT1～5跳程序段信號(hào)。如果某組刀具需要對(duì)刀測(cè)量,則對(duì)應(yīng)的跳程序段信號(hào)為OFF;不需要對(duì)刀測(cè)量的刀具組所對(duì)應(yīng)的跳程序段信號(hào)全部為ON。如現(xiàn)在需要對(duì)1組刀具進(jìn)行測(cè)量,則BDT1為OFF,BDT2～5全部為ON。

第4組刀具是精車刀,使用2個(gè)刀補(bǔ)號(hào),精車小軸端使用4號(hào)刀補(bǔ);精車法蘭端使用8號(hào)刀補(bǔ)。其它刀具組使用1個(gè)刀補(bǔ)號(hào),該刀補(bǔ)號(hào)即刀具組號(hào)。

上刀架對(duì)刀子程序O9101程序清單如下:

5 結(jié)語(yǔ)

ZD30曲軸生產(chǎn)線采用龍門機(jī)械手上下料,實(shí)現(xiàn)全線全自動(dòng)加工,因此數(shù)控加工自動(dòng)刀具補(bǔ)償必不可少。本文介紹的自動(dòng)對(duì)刀程序只是在換新刀片時(shí)才調(diào)用它,從而實(shí)現(xiàn)新刀具補(bǔ)償?shù)淖詣?dòng)化。在刀具使用過(guò)程中,由于刀具磨損等因素引起的誤差,我們將通過(guò)加工后零件尺寸的在線測(cè)量,實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)過(guò)程刀具補(bǔ)償?shù)淖詣?dòng)化。這方面的內(nèi)容將另行撰文描述。