刀具預(yù)調(diào)儀是一種可預(yù)先調(diào)整和測量刀尖長度、直徑的測量儀器,該儀器若和數(shù)控機(jī)床組成DNC網(wǎng)絡(luò)后,還可以將刀具長度、直徑數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程輸入加工中心NC中的刀具參數(shù)中。此種方法的優(yōu)點是預(yù)先將刀具在機(jī)床外校對好,裝上機(jī)床即可以使用,大大節(jié)省輔助時間。但是主要缺點是測量結(jié)果為靜態(tài)值,實際加工過程中不能實時地對刀具磨損或破損狀態(tài)進(jìn)行更新,并且不能實時對由機(jī)床熱變形引起的刀具伸縮進(jìn)行測量。
試切法對刀就是在工件正式加工前,先由操作者以手動模式操作機(jī)床,對工件進(jìn)行一個微小量的切削,操作者以眼觀、耳聽為判斷依據(jù),確定當(dāng)前刀尖的位置,然后進(jìn)行正式加工。該方法的優(yōu)點是不需要額外投資添置工具設(shè)備,經(jīng)濟(jì)實惠。主要缺點是效率低,對操作者技術(shù)水平要求高,并且容易產(chǎn)生人為誤差。在實際生產(chǎn)中,試切法還有許多衍生方法,如量塊法、涂色法等。
此種機(jī)內(nèi)對刀方式是利用設(shè)置在機(jī)床工作臺面上的測量裝置(對刀儀),對刀庫中的刀具按事先設(shè)定的程序進(jìn)行測量,然后與參考位置或者標(biāo)準(zhǔn)刀進(jìn)行比較得到刀具的長度或直徑并自動更新到相應(yīng)的NC刀具參數(shù)表中。同時,通過對刀具的檢測也能實現(xiàn)對刀具磨損、破損或安裝型號正確與否的識別。
機(jī)內(nèi)對刀儀一般由傳感器、信號接口以及對刀宏程序軟件組成。
按照傳感器工作方式,機(jī)內(nèi)對刀儀可以分為接觸式對刀儀和激光對刀儀兩類。其中的接觸式對刀儀自身的重復(fù)測量精度為1μm,又可以根據(jù)對刀儀信號傳輸方式的不同,進(jìn)一步細(xì)分為以下幾類:電纜式對刀儀;紅外線式對刀儀;無線電式對刀儀。
紅外線式對刀儀,信號傳輸范圍一般在6m以內(nèi)。其優(yōu)點是采用編碼的HDR(高速數(shù)據(jù)傳輸)紅外技術(shù)從而避免了電纜拖曳帶來的不便和潛在的安全威脅,對刀后可以隨時從工作臺面取下不占用加工空間,并且可以多臺機(jī)床共用一臺對刀儀從而降低綜合成本。其缺點是在小型加工中心上使用時性價比不高。由其特點決定,該類對刀儀多用于中型機(jī)床以及大型的數(shù)控立車等。
激光對刀儀,如激光對刀儀Nano刀具測量系統(tǒng) Laser Control Nano NT ECP87.0634-015-NT-A1-SET,該產(chǎn)品的基本原理為采用聚焦激光光束為觸發(fā)媒介,當(dāng)激光光束被旋轉(zhuǎn)的刀具遮蔽時,產(chǎn)生觸發(fā)信號。和接觸式對刀儀有本質(zhì)不同的是激光對刀儀采用非接觸測量,在對刀時沒有接觸力,因而可以對極其細(xì)小的刀具進(jìn)行測量而不用擔(dān)心由于接觸力導(dǎo)致細(xì)小刀具的折損,自身重復(fù)測量精度達(dá)到0.1μm。同時,由于測量時,刀具以加工速度高速旋轉(zhuǎn),所以測量狀態(tài)幾乎完全等同于實際加工狀態(tài),提高了對刀的實用精度。由于采用激光技術(shù),該對刀儀可以對刀具外形進(jìn)行掃描而測量刀具的輪廓,并可以對多刃刀具的單個刀刃進(jìn)行破損監(jiān)測。其主要缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜,需要額外的高質(zhì)量氣源對內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù),造價較高,主要適用于高速加工中心。