數(shù)控滾齒機中刀具的保護

馬躍林

（陜西理工大學(xué)機械工程學(xué)院，陜西漢中 723003）

數(shù)控滾齒機中刀具的保護

馬躍林

（陜西理工大學(xué)機械工程學(xué)院，陜西漢中 723003）

以FANUC0i-MD數(shù)控系統(tǒng)連接功能（軟件）為研究對象，通過數(shù)控滾齒機PMCLADDAR程序?qū)崿F(xiàn)工件軸速度的采集，通過PMC指令編程判斷工件軸實際速度與設(shè)定值比較的方法，在工件軸實際速度異常時發(fā)出中斷控制信號，使刀具進給軸急退到安全位置，達到保護刀具并減少工件廢損的目的。這種方法可以在FANUC數(shù)控系統(tǒng)的自動加工中實現(xiàn)自動判斷、產(chǎn)生中斷、自動退刀等各種保護功能。

中小企業(yè)；刀具保護；原理分析；注意事項

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.12.43

0 概述

在數(shù)控滾齒機的使用中，必須保證滾刀-工作臺同步運動，并且其余各軸的的運動精度也要得到保證。

加工不同齒數(shù)模數(shù)的齒輪需要不同的速度比。齒輪加工時，刀軸與工件軸之間的速度比是恒定的，只有恒定的速度比才能保證齒輪加工不發(fā)生亂齒現(xiàn)象，避免損壞刀具。4軸以上的數(shù)控滾齒機，可以通過對軟件的控制讓刀具與工件進行EGB（Electronic Gear Box）同步，通過編程滿足齒輪加工所需要的各種工藝要求，對自動化生產(chǎn)水平及生產(chǎn)效率的提高有很大的幫助。

在對數(shù)控滾齒機使用情況的現(xiàn)場勘察中發(fā)現(xiàn)，工件軸和刀軸不再受同步功能的控制，轉(zhuǎn)速下降，部分工件軸發(fā)生停轉(zhuǎn)而相應(yīng)的刀具軸沒有停轉(zhuǎn)，直接導(dǎo)致刀具和工件同時廢損。對此提出的解決措施是在發(fā)生停轉(zhuǎn)現(xiàn)象時讓刀具急退，既一旦發(fā)現(xiàn)工件軸轉(zhuǎn)速降低，刀軸可以立刻后退至安全位置，這樣不僅能保護刀具，也能降低工件的損廢率，這些半成品工件之后也可以再進行二次加工，降低損失。

1 原理分析

1.1 關(guān)于工件軸速度的標準值

滾齒機運作時，如果工件軸比標準值高，電子齒輪同步功能就繼續(xù)對其進行控制，不采取任何措施。但實際速度一旦比標準值低，同步功能就不再存在，機床立即采取相應(yīng)措施將刀具退至安全位置保護工件和刀具。

1.2 數(shù)控滾齒機運行中的工件軸速度實際值的獲取

在數(shù)控滾齒機系統(tǒng)PMC中有系列窗口功能供使用，其中代碼26的窗口功能是對各軸速度值進行讀取，通過該窗口功能可以準確讀取到工件軸的實際速度值，并且會將數(shù)值存儲在指定的位置，一般為D地址，完成后使用PMC指令比較取得的實際值，以此來達到輸出中斷信號的目的。如果將軸實際速度值的控制地址設(shè)置為D100，其存儲地址就應(yīng)為D100-D113，其中可以得出自動運行信號為F0.5，主軸速度到達信號為F45.3?？梢杂每刂铺菪螆D展示（圖1）。

1.3 程序說明

（1）在程序自動運行以及主軸（刀具軸）速度到達后開啟讀取功能；

（2）定義窗口功能為讀取各軸實際速度值功能，功能序號為26，并且確定實際值D數(shù)據(jù)操作區(qū)的首地址為D100；

（3）定義結(jié)束代碼（可不設(shè)定）

（4）定義數(shù)據(jù)長度L=4，4個節(jié)點；

（5）定義數(shù)據(jù)屬性n=4，n為控制軸，4為C軸；

（6）執(zhí)行各軸速度實際值讀取功能，讀取結(jié)束信號為R150.2，并且將數(shù)據(jù)存于D110-D113中；

（7）存儲數(shù)據(jù)與標準數(shù)據(jù)進行比較；

（8）一旦發(fā)現(xiàn)實際轉(zhuǎn)速比標準值低，R9000.1就會置為1，同時中斷信號及報警信號被激發(fā)。

2 中斷型用戶宏程序功能的應(yīng)用

在進行程序執(zhí)行時，機床發(fā)出中斷輸入信號可以對另一個程序進行調(diào)用。這種由中斷信號調(diào)用程序的功能通常稱為中斷型用戶宏程序功能。具體效果見圖2。

該功能的顯著特點是在一個程序執(zhí)行時可以對任一程序段中的另一個程序進行調(diào)用而不被阻止，因此在使用程序的過程中，根據(jù)各種變化條件實時地運行，可以避免很多不必要情況的發(fā)生。

中斷型用戶宏程序功能在工件加工中的適應(yīng)控制體現(xiàn)為以下3點：①如果機器刀具發(fā)生異常時，外部信號可以調(diào)用另一程序?qū)Ξ惓＿^程進行處理；②在加工運行中，加工順序不會直接中斷，而是由另一個加工操作取代中斷，整個運行不會直接取消；③有間隔的對與現(xiàn)在加工有所關(guān)聯(lián)的信息進行讀取。

3 切削效果及使用注意事項

在加工產(chǎn)業(yè)中刀具的作用非常之大，對刀具加強保護不僅能提高產(chǎn)品的精度，還能提高加工質(zhì)量，延長刀具使用壽命。因此，在機器運行時，必須應(yīng)該注意到一系列問題，以減輕對刀具的損害。

（1）進行切削加工時，刀具因為摩擦因素而溫度較高，因此必須使用乳化液對刀具進行冷卻，并且在整個加工過程中冷卻液的供給不能中斷。

（2）刀具的安裝中必須注意清潔問題。裝刀前必須將刀槽清理干凈后，才能將刀片安裝于刀體中。安裝完刀片后，必須檢查調(diào)刀儀，檢查刀刃軸向及徑向跳動幅度是否在規(guī)定范圍內(nèi)。

（3）開始加工時必須對首個螺孔進行試切削，如果螺孔尺寸以及精度都能達到預(yù)期要求，再一次進刀，加工其余螺孔。

（4）加工機械設(shè)備中螺紋梳刀刀片比較薄，因此在刀具安裝和使用時，不能劇烈敲擊刀片端部，刀片與刀片之間避免碰撞。

（5）數(shù)控機床務(wù)必讓專業(yè)人員安裝刀片，安裝完成后一定要有專業(yè)的負責(zé)人對機器進行檢查，如果安裝不標準或者安裝不牢固必須重新安裝。

（6）在生產(chǎn)過程中監(jiān)督檢查人員極為重要的，因此最好成立專門的監(jiān)督體系對機械的運行進行監(jiān)督，不僅可以監(jiān)督安裝拆卸人員是否工作合格，同時也能監(jiān)督機器是否正常工作，在機器發(fā)生故障時及時停止減少損失。

圖1 讀取各軸速度值功能的PMC控制程序

圖2 中斷型用戶宏程序功能

4 結(jié)語

滾齒機刀具的保護極為重要，應(yīng)充分利用硬件資源，通過合理的軟件結(jié)構(gòu)保證加工精度。通過對刀具的保護使用可以減少損耗，提高利潤，通過自動退刀對刀具和工具進行保護，能有效解決刀具的廢損問題，該措施的推廣，可以使更多的企業(yè)減少維修費用。

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〔編輯 李 波〕