基于加工中心的刀具磨损自动检测补偿功能word精品Word格式文档下载.docx

基于加工中心的刀具磨损自动检测补偿功能word精品Word格式文档下载.docx

《基于加工中心的刀具磨损自动检测补偿功能word精品Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于加工中心的刀具磨损自动检测补偿功能word精品Word格式文档下载.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

图3.1OP180专机平面结构图

3.2加工中心刀具半径检测补偿原理

基于ENSHU日本远州机床ENSIIU为上海通用汽车BC发动机缸体线设计的曲轴孔线镇刀加工专用机床OP180.详细分析线镇刀在加工中自动监控及补偿原理.

（1）X件在OP180中完成精锂工序后，主轴1（Z轴）缩回，夹JI工作台（X轴〉将工件機运至主轴2的清理工位。

（2）上轴2（Z轴）伸出，将毛刷完全插入曲轴扎内，主轴2商速旋转清理精加工后留下的毛刺和铁屑.

（3）主轴2完成毛刷清理之后，主轴2缩冋，夹具工作台将工件搬运至MARPOSS内径气检测童工位进行孔径测氐并将测址结果通过PROFIBUS总线传输给PI.C程序，完成曲轴孔内径检测。

（4）PLC程斥分析数据，如果测低结果庄规定范围内则输出工件.完成加工；

如果测量结果连续2次超过设定值（但在公差允许范审内），在下一工件加工前先调用补偿程

（5）启动刀径补偿程序，主轴1将需要调整的刀片定位至补偿位宜，夹爪由油缸推动至补偿位賈，夹爪夹住刀片调幣圈，U轴控制夹爪放转角度，将粘建刀片伸出0.5“

完成刀径补偿。

3.3刀径检测及补偿功能的核心硬件

实现线铿刀在线测最及自动补偿的功能时，主要依乘以下三个部分的锁件组成：

MARPOSS内径气检探头，可轿确调用刀刀径的线铢刀，夹爪伺服调整机构.这三个部分通过PI,C程序控制协同工作，从检测获得补偿信号，到夹爪夹住可调刀片精确旋转，使刀具半径保持不变，这一系列工作全部自动完成。

3.3.1MARPOSS内径气检探头E9066N

对F•发动机曲轴孔径的检测采用MARPOSS内径气检探头E9066N,如图3.2.该探头采用气动无损检测于段实现精密测量，测量精度可达卩级，完全符合该发动机孔径尺寸精度要求.

PA3.2E9066N-MI9实物图

气动测就技术就是通过空气流量和压力來测忻I：

件尺寸的技术，其原理足：

流來和压力都与间隙的大小成比例关系.同时压力和流就Z间乂成反比关系。

调压后的空气流通过调节阀：

针阀、或镶有红宝石阴尼孔的调节阀筹，然后到达喷嘴处，如果喷嘴孔足对着大％时，最大流量通过唏嘴孔，此时在调节阀同喷瞬Z间存在•个圮小压力，称之为“首压”.当使障碍物从远至近律近喷嘴孔时，喷出的空气流顒就会逐渐减少，同时竹压值升高，喷嘴孔被完全挡住后，流量将为零，背压值将同调压阀的出口压力值相等.

这个变化过程可以从图3.3中看到.除了压力和流量的初始和饱和阶段，这两条曲线的英他部分都是肖线，正是这样的关系奠定了代动测啟的宰础。

气动测fit原理

图3.3“流債-何隙"

和“压力-间RT曲线图

3.3.2OP180专机线锂刀

OP180专机上使用的线僮刀是专门定制的，如图3.4。

根据BC发动机曲轴的机械结构，该线镇刀上共有5个半精偉刀片和5个帝铿刀片。

半精僮刀片的固定方式和-般线僮刀相同，半径的调节足靠-个专用扳手由人匸操作调节；

耕铿刀片固定在五个町调螺＜1h,螺帽的边缘凸起可供U轴夹爪夹紧后进行精调。

用3・4线偉刀实物图

3.3.3伺服夹爪机构

为了对线僮刀进行白动调整，OP180设计ft伺酬夹爪机构，该机构包含1个气动夹爪，用來夹住精锂刀片；

I个伺服电机，U抽控制夹爪荊确旋转：

〔套液压推进系统，用來将整个夹爪机构移动至补僕点.梵机械结构如用3.5（大图见附录3）・

图3.5线後刀机械給构帕（大图见附录3〉

3.4刀径自动检测和补偿的电气设计

因为该补偿功能用丁发动机缸体加工的自动线匕所以该补偿功能必巍通过CNC系统□动实现，所以在电气设计上盂要和整个数控系统进行通讯・还要对冇关参数进行可視化调整，比如MARPOSS孔轻气检设备，需调籟时钢度检验超差次数・每次梢锂刀片的调整等都耍在CNC操作界面进行设豐，所以整倉补偿系统的电"

设计非常复杂・341控制部分

OP180专机采用FANUC31IA系统、双显示屏、多通道控制，数控系统控制结构如图3・6・

FANUCSeries-3li-M0DELA系列高瑞数控系统采用圮新的CNC技术，特别足纳米插补、AI轮廉控制】1、A1热位移补偿等先进技术，町以搭载用于屈合加工、多系统乍削等最尖端加工机床•同时该系统还搭我了FANUC自行开发的附加轴DDR、DDR-T系统，其采用同步内装伺腹电机，町进行基于閱接驱动的无反向间隙的商速，高精度加工，分度速度可达200转/min。

广泛服务于机械、汽车零部件、IT精密零件、糟密模具、

模型等各个行业.

□FamB/CBlockLineOP180ControlArchitecture

—（Fanuc31l・Mod$&

丿

以卜是增加了线铎刀刀径误差补偿功能的OP180专机的数控订货的主要清单（见表

3.l）e

表3.1OPI80专机（带刀径补偿）主耍数控订货淸单

代号

名称及規格

厂商

A06B-0276-BI00

a50/4000HVis（左轴电机）

FANUC

A06B-0249-B400

a22/4000HVis（X轴电机）

a22/4000HVis（Z轴电机〉

a22/4000HVis（W轴电机）

A06B-O249-BI00

al2^000HVis（U轴电机〉

A06B-6290-H208

SVM2-40/80HV!

（放人器）

A06l^6290-H209

SVM2-80/80HVI（放大器）

A06B-€290-H209

A06B-6290-H209

SVM2-8（V80HVI（放大器）

A06B-6290-H106

SVM2-I80HVI（放大器）

A06B-6250-H045

PSM-45HVI（电源）

A02B-0327-H102

MAINBOARDA5（主板）

OP180V机电气通道控制如图3.7所示.图中1祁分，是加工和补偿部分，电气控制上分在第一通道；

图中2部分，是随行夹具部分，电％控制上分在第二通道：

图中3部分，是MARPOSS测量匚位，电气控制上分在第三通迩专机的加工部分迢由锂刀和毛刷完成，镇刀和毛刷的定位侑同一个伺厳轴Z轴完成，垃刀和毛刷位分别装有-个主轴；

专机的补偿部分的补偿議由伺脱轴U轴完成，补偿装过的定位由液压油缸完成；

随行夹具的定位由何服轴X轴完成；

测址部分的定位由伺服轴W轴完成；

因此OP180t机形成了一个4伺服轴+2主轴（3通道）的控制模式.

图3.7OP180号机电气通道控制图

3.4.2补偿装置

线镣刀的补偿是通过U轴来实现的.加工完成的工件在测战工位测址完成后，测飮结果被送到PLC中.PMC经过对测笊结果的处理，判断刀具足否需要补偿.如果刀具需要补偿，将条件送到NC加匸程序：

NC加工程序则执行补偿程序。

英中，补偿裝置的夹紧、松开靠液压装冒驱动•补偿的議靠补偿伺服轴控制。

补偿伺服轴连接线铿刀机械装置的传动实现对刀片伸出、缩回的调盛。

补偿装置在专机工位的位負分布如图3.8所示。

补偿装置只对精僮刀片进行补偿.如图3.9。

精饨刀片共有五组，MARPOSS对毎一组刀片的加工结果进行测量，如果需要补偿.伺服轴U轴对需要补偿的刀片进行补偿・

图3・8补偿装盘位置图

hi3.9OP180专机线锂刀加匸刀片

线偉刀刀径补偿装留的轴U轴夹爪如图3」0•当补偿轴由液压装賈推到刀具附近的补偿点时，夹爪卡紧，U釉转动对刀具进行补偿。

工件在加工完成后进入清洗匸位，最后由X轴送到MARPOSS测議工位进行测議。

如果测廿加工完成的工件连续被n次判定为+OK或《OK的场合、在开始加匸其后的匸件Z前执行1STEP（将线位刀血径增加lun）的补偿。

图3.10佃服旋转夹爪

对丁5值.通过操作盘的表示器内（刀片COMPENSETTING）画面如图3.11,可以进行变更.图3.11中1部分.该部分的内容是刀具测M+-OK的设定值，而后面的（Measure+OKCount）是测燉结果的实际值.图3.11中2部分是设fiISTEP补偿就,可以进行手动修改.这里设总的是直径补偿戟・

图3.11刀片补偿设賈風而

MARPOSS对加工结果的测量只判定合不合格，不对补偿址进行判定。

MARPOSS将判定结果作为输入送给PLC程序，检测信号接II见表3.2。

表32检测信号接口

Signal

Marposs-*PMC

MeasureIJ+OK

X0017.2

MeasureIJ-OK

X00I7.4

Measure2JK）K

X00I7.7

Measure2J-OK

XOOI8.1

Measure3J-OK

X00I8.4

X0020.0

Measure4JX>

K

X0020.3

Measure4J-OK

XOO2O.5

Measure5JX）K

X002I.0

Measure5J-OK

X002I.2

343程序分析

从下面務序中可以看出.只有当MARPOSS测量为+-OK时才会进行补偿计数：

反

Z.出现下列任何一种情况都会将计数器淸寥.见农3・3・

表3・3检测信号判定

地址

功能

XI7.I

I.XXJRNAL+NG