什么是加工中心刀尖追随功能
㈠ 加工中心的对刀仪的原理是什么
1、机床各直线运动轴返回各自的机械参考点之后,机床坐标系和对刀仪固定坐标之间的相对位置关系就建立起了具体的数值。
2、不论是使用自动编程控制,还是手动控制方式操作对刀仪,当移动刀具沿所选定的某个轴,使刀尖(或动力回转刀具的外径)靠向且触动对刀仪上四面探针的对应平面。
并通过挠性支撑杆摆动触发了高精度开关传感器后,开关会立即通知系统锁定该进给轴的运动。因为数控系统是把这一信号作为高级信号来处理,所以动作的控制会极为迅速、准确。
3、由于数控机床直线进给轴上均装有进行位置环反馈的脉冲编码器,数控系统中也有记忆该进给轴实际位置的计数器。此时,系统只要读出该轴停止的准确位置,通过机床、对刀仪两者之间相对关系的自动换算,即可确定该轴刀具的刀尖(或直径)的初始刀具偏置值了。
换一个角度说,如把它放到机床坐标系中来衡量,即相当于确定了机床参考点距机床坐标系零点的距离,与该刀具测量点距机床坐标系零点的距离及两者之间的实际偏差值。
4、不论是工件切削后产生的刀具磨损、还是丝杠热伸长后出现的刀尖变动量,只要再进行一次对刀操作,数控系统就会自动把测得的新的刀具偏置值与其初始刀具偏置值进行比较计算。
并将需要进行补偿的误差值自动补入刀补存储区中。当然,如果换了新的刀具,再对其重新进行对刀,所获得的偏置值就应该是该刀具新的初始刀具偏置值了。
(1)什么是加工中心刀尖追随功能扩展阅读
应用分为两大类
1、产品(模具)加工需要多刀完成的场合。由于加工零件需要几把刀来完成,为了保证每把刀的接刀更精准和提高效率。这样的机器需要安装对刀仪。
2、大规模机器标准化场合。由于机器加工的产品是标准件,需要上百台或更多的机器来加工。这个时候操作机床的工作人员水平不一,只有通过对刀仪来统一换刀后能保证每把刀的高度一致。如果用人工换刀去保证高度这个难度会很大,而且不能统一标准。这样的雕铣机需要安装对刀仪。
㈡ 真正的五轴联动加工中心
随着国内数控技术的日渐成熟,近年来五轴联动数控加工中心在各领域得到了越来越广泛的应用。在实际应用中,每当人们碰见异形复杂零件高效、高质量加工难题时,五轴联动技术无疑是解决这类问题的重要手段。近几年随着我国航空航天、军事工业、汽车零部件和模具制造行业的蓬勃发展,越来越多的厂家倾向于寻找五轴设备来满足高效率、高质量的加工。但是,你真的足够了解五轴加工吗?下面就请跟着小编的脚步走进五轴加工的世界。
2016-12-12_225949.png
五轴加工
想要真正的了解五轴加工,首先我们要做的是要读懂什么是五轴机床。五轴机床(5 Axis Machining),顾名思义,是指在X、Y、Z,三根常见的直线轴上加上两根旋转轴。A、B、C三轴中的两个旋转轴具有不同的运动方式,以满足各类产品的技术需求。而在5轴加工中心的机械设计上,机床制造商始终坚持不懈地致力于开发出新的运动模式,以满足各种要求。综合目前市场上各类五轴机床,虽然其机械结构形式多种多样,但是主要有以下几种形式:
2016-12-12_230325.png
两个转动坐标直接控制刀具轴线的方向(双摆头形式)
2016-12-12_230334.png
两个坐标轴在刀具顶端,但是旋转轴不与直线轴垂直(俯垂型摆头式)
2016-12-12_230402.png
两个转动坐标直接控制空间的旋转(双转台形式)
2016-12-12_230413.png
两个坐标轴在工作台上,但是旋转轴不与直线轴垂直(俯垂型工作台式)
2016-12-12_230431.png
两个转动坐标一个作用在刀具上,一个作用在工件上(一摆一转形式)
*术语:如果旋转轴不与直线轴相垂直,则被认为是一根“俯垂型”轴。
看过这些结构的五轴机床,我相信我们应该明白了五轴机床什么在运动,怎样运动。可是,这么多样化的机床结构,在加工时究竟能展现出哪些特点呢?与传统的三轴机床相比,又有哪些优势呢?接下来就让我们来看看五轴机床有哪些发光点。
2016-12-12_231107.png
5轴机床的特点
说起五轴机床的特点,就要和传统的三轴设备来比较。生产中三轴加工设备比较常见,有立式、卧式及龙门等几种形式。常见的加工方法有立铣刀端刃加工、侧刃加工。球头刀的仿形加工等等。但无论哪种形式和方法都有着一个共同的特点,就是在加工过程中刀轴方向始终保持不变,机床只能通过X、Y、Z三个线性轴的插补来实现刀具在空间直角坐标系中的运动。所以,在面对下面这些产品时,三轴机床效率低、加工表面质量差甚至无法加工的弊端就暴露出来了。
>>>>
而与三轴数控加工设备相比,五联动数控机床有以下优点:
1. 保持刀具最佳切削状态,改善切削条件
2016-12-12_231211.png
如上图,在左图中三轴切削方式,当切削刀具向顶端或工件边缘移动时,切削状态逐渐变差。而要在此处也保持最佳切削状态,就需要旋转工作台。而如果我们要完整加工一个不规则平面,就必须将工作台以不同方向旋转多次。可以看见,五轴机床还可以避免球头铣刀中心点线速度为0的情况,获得更好的表面质量。
2. 有效避免刀具干涉
2016-12-12_231238.png
如上图,针对航空航天领域内应用的叶轮、叶片和整体叶盘等零件,三轴设备由于干涉原因无法满足工艺要求。而五轴机床就可以满足。同时五轴机床还可以使用更短的刀具进行加工,提升系统刚性,减少刀具的数量,避免了专用刀具的产生。对于我们的企业老板来说,意味在刀具成本方面,五轴机床将会给您省钱了!
3. 减少装夹次数,一次装夹完成五面加工
2016-12-12_231302.png
如上图可以看出五轴加工中心还可以减少基准转换,提高加工精度。在实际加工中,只需一次装夹,加工精度更容易得到保证。同时五轴加工中心由于过程链的缩短和设备数量的减少,工装夹具数量、车间占地面积和设备维护费用也随之减少。这意味着您可以用更少的夹具,更少的厂房面积和维护费用,来完成更高效更高质量的加工!
4. 提高加工质量和效率
2016-12-12_231317.png
如图,五轴机床可以采用刀具侧刃切削,加工效率更高。
5. 缩短生产过程链,简化生产管理
五轴数控机床的完整加工大大缩短了生产过程链,可以使生产管理和计划调度简化。工件越复杂,它相对传统工序分散的生产方法的优势就越明显。
6. 缩短新产品研发周期
对于航空航天、汽车等领域的企业,有的新产品零件及成型模具形状很复杂,精度要求也很高,因此具备高柔性、高精度、高集成性和完整加工能力的五轴数控加工中心可以很好地解决新产品研发过程中复杂零件加工的精度和周期问题,大大缩短研发周期和提高新产品的成功率。
等等…
综上所述,五轴机床实在是有太多太多优点,但是五轴机床刀具姿态控制,数控系统,CAM编程和后处理都要比三轴机床复杂的多!同时,我们说到五轴机床,就不得不说真假五轴的问题,我们都知道真假五轴最大的区别在于RTCP功能,然而何谓RTCP,它是怎么产生的又该如何应用?下面我们就结合机床结构和编程后处理来具体了解一下RTCP,了解他的真正面目。
RTCP,在数控GNC61高档五轴数控系统里,认为RTCP即是Rotated Tool Center Point,也就是我们常说的刀尖点跟随功能。在五轴加工中,追求刀尖点轨迹及刀具与工件间的姿态时,由于回转运动,产生刀尖点的附加运动。数控系统控制点往往与刀尖点不重合,因此数控系统要自动修正控制点,以保证刀尖点按指令既定轨迹运动。业内也有将此技术称为TCPM、TCPC或者RPCP等功能。其实这些称呼的功能定义都与RTCP类似,严格意义上来说,RTCP功能是用在双摆头结构上,是应用摆头旋转中心点来进行补偿。而类似于RPCP功能主要是应用在双转台形式的机床上,补偿的是由于工件旋转所造成的的直线轴坐标的变化。其实这些功能殊途同归,都是为了保持刀具中心点和刀具与工件表面的实际接触点不变。所以为了表述方便,本文统一此类技术为RTCP技术。
那么RTCP功能是怎么产生的呢?多年以前,在五轴机床刚普及市场的时候,RTCP概念被机床厂家大肆宣传。彼时RTCP功能更像是为技术而技术的噱头,更多人是对其技术本身的热衷和炒作。其实RTCP功能正好相反,它不光是一项好技术,更是一项能为客户带来效益和创造价值的好技术。拥有RTCP技术的机床(也就是国内所说的真五轴机床),操作工不必把工件精确的和转台轴心线对齐,随便装夹,机床自动补偿偏移,大大减少辅助时间,同时提高加工精度。同时后处理制作简单,只要输出刀尖点坐标和矢量就行了。像我们之前说的那样,在机械结构上,五轴数控机床主要有双摆头、双转台、一摆一转等结构。下文我们将以双转台五轴机床,数控GNC61高档五轴数控系统为例,详细介绍一下RTCP功能。
2016-12-12_231537.png
在五轴机床中定义第四轴和第五轴的概念:在双回转工作台结构中第四轴的转动影响到第五轴的姿态,第五轴的转动无法影响第四轴的姿态。第五轴为在第四轴上的回转坐标。
2016-12-12_231557.png
好了,看完定义说明我们来解释一下。如上图所示,机床第4轴为A轴,第5轴为C轴。工件摆放在C轴转台上。当第4轴A轴旋转时,因为C轴安装在A轴上,所以C轴姿态也会受到影响。同理,对于我们放在转台上面的工件,如果我们对刀具中心切削编程的话,转动坐标的变化势必会导致直线轴X、Y、Z坐标的变化,产生一个相对的位移。而为了消除这一段位移,势必机床要对其进行补偿,RTCP就是为了消除这个补偿而产生的功能。
那么机床如何对这段偏移进行补偿呢?接下来我们就来分析一下这段偏移是怎么产生的。
根据前文,我们都知道是由于旋转坐标的变化导致了直线轴坐标的偏移。那么分析旋转轴的旋转中心就显得尤为重要。对于双转台结构机床,C轴也就是第5轴的控制点通常在机床工作台面的回转中心。而第4轴通常选择第四轴轴线的中点作为控制点。
2016-12-12_231609.png
2016-12-12_231616.png
数控系统为了实现五轴控制,需要知道第5轴控制点与第四轴控制点之间的关系。即初始状态(机床A、C轴0位置),第四轴控制点为原点的第四轴旋转坐标系下,第五轴控制点的位置向量[U,V,W]。同时还需要知道A、C轴轴线之间的距离。对于双转台机床,举例如下图所示。
2016-12-12_231630.png
讲到这里,大家可以看出,对于有RTCP功能的机床,控制系统为保持刀具中心始终在被编程的位置上。在这种情况下,编程是独立的,是与机床运动无关的编程。当您在机床上使用编程时,不用担心机床运动和刀具长度,您所需要考虑的只是刀具和工件之间的相对运动。余下的工作控制系统将为您完成。举个例子:
2016-12-12_231657.png
如上图,不带G203 RTCP功能关的情况下,控制系统不考虑刀具长度。刀具围绕轴的中心旋转。刀尖将移出其所在位置,并不再固定。
2016-12-12_231708.png
如上图,带G203 RTCP功能开的情况下,控制系统只改变刀具方向,刀尖位置仍保持不变。X,Y,Z轴上必要的补偿运动已被自动计算进去。
G203是数控系统里RTCP开启指令,通常已经在CAM系统的CNC程序中被调用。而CNC程序中仅包含了所要趋近的X/Y/Z点,和描述刀具方向的方向矢量A,B,C。换句话说,CNC程序仅包含几何和刀具方向数据。
而对于不具备RTCP的五轴机床和数控系统是怎么解决直线轴坐标偏移这个问题呢?我们知道现在国内很多五轴数控机床和系统都属于假五轴,所谓假五轴,其实就是指不带RTCP功能的机床。真假五轴,既不是看长相也不是看五个轴是否联动,要知道假五轴也可以做五轴联动。假五轴的区别主要在于其没有真五轴RTCP算法,也就是说假五轴编程需要考虑主轴的摆长及旋转工作台的位置。这就意味着用假五轴数控系统和机床编程时,必须依靠CAM编程和后处理技术,事先规划好刀路。同样一个零件,机床换了或者刀具换了,都必须重新进行CAM编程和后处理。并且假五轴机床在装夹工件时需要保证工件在其工作台回转中心位置,对操作者来说,这意味着需要大量的装夹找正时间,且精度得不到保证。即使是做分度加工,假五轴也麻烦很多。而真五轴只需要设置一个坐标系,只需要一次对刀,就可以完成加工。下图以NX后处理编辑器设置为例,说明假五轴的坐标变换。
2016-12-12_232154.png
如上图,假五轴是依靠后处理技术,将机床第四轴和第五轴中心位置关系表明,来补偿旋转轴对直线轴坐标的位移。其生成的CNC程序X、Y、Z不仅仅是编程趋近点,更是包含了X、Y、Z轴上必要的补偿。这样处理的结果不仅会导致加工精度不足,效率低下,所生成的程序不具有通用性,所需人力成本也很高。同时由于每台机床的回转参数不同,都要有对应的后处理文件,对于生产也会造成极大的不便。再者假五轴其生成程序无法改动,实现手工五轴编程基本没有可能。同时因为没有RTCP功能,其衍生的众多五轴高级功能都无法使用,比如五轴刀补功能等。其实对于五轴机床来说,它只是我们为了实现加工结果的工具,并无真假之分。重要的是我们的工艺决定了选用什么方式加工,相对而言,真五轴机床性价比更高。而对于数控GNC61数控系统,不但具有RTCP功能,同时还支持3D刀补、C样条插补、NURBS样条插补、大圆弧插补、圆锥插补等诸多高端插补功能,从而实现了更高效简洁、高质量的加工。
2016-12-12_232204.png
五轴机床加工S型试件
2016-12-12_232213.png
机床加工钛合金叶轮
㈢ 加工中心单刃镗刀装刀为什么刀尖要朝自己
用精镗循环G76时刀尖是要退刀的!如果装反刀就要撞刀的!要主轴定位后再装刀!装刀方向是和退刀方向有关!
㈣ 加工中心 M19
G98 G90 G76 R2. Z-100. Q0.1 F100 K0
G76 本来就是个镗孔固定循环指令 只要在上精搪刀时 定位主轴 有的机内器面板上容有主轴定位键 没有的话 在MDI模态下 输入M19 手工定位主轴 然后打到HANDLE(手轮)模态 上搪刀 目的是 搪刀到孔底 主轴停止自动定位(刀尖方向就是你装刀时的方向) 后移Q值 再抬刀出工件表面 G98抬至G43 Z50.H*中的Z50. G99抬至起始R点 (G99新手慎用 如工件非平面 平移加工下个孔 会撞车的) 以保护搪刀及孔壁 建议看看有关固定循环指令功能的使用说明 自己试试即可上手了
㈤ 加工中心精镗孔时怎样设置刀尖定位参数
钻孔轴为 Z 轴时,定向后的回退方向是-y 5148(Z)=-2(回退方向为-Y)
㈥ 五轴数控机床如何对刀,用刀尖跟随功能RTCP实现刀具补偿功能。
如果有RTCP功能的话,跟三轴一样对刀没有RTCP功能的,要加刀长
㈦ 请问一下加工中心的主轴定位是什么意思怎么用,在什么情况下用
加工中心的主轴定位就是对主轴进行位置控制,使主轴准确的停在一个特定的位置专上属。这就是我们通常所说的主轴定向功能。
在加工中心上进行自动换刀时或者镗孔加工中因工艺要求而需要让刀时时都需要主轴定位。
一般是采用M19(主轴定向停止)指令使主轴定位
㈧ 五轴加工中心的RTCP功能怎么理解,五轴怎么调试
十数年前,一汽为模具加工招标五轴机床,据说当时去了不少国际大牌厂商,招标现场有外商提出他们的产品好,有rtcp功能,在坐的国内厂商和业内专家一时语塞,几乎无人知晓rtcp为何方神圣,最后还是国内最早从事数控研究的某高校知名教授现场指点迷津,才为国内业界挽回局面。但一直到十几年之后的“十一五”数控重大专项出台前后,rtcp概念才开始得到国内数控业界和学界的广泛关注。
差不多两年,一业内企业在媒体上高调宣称其具有自主知识产权的高端数控系统具有rtcp和极高段数的前瞻功能,问及rtcp和前瞻的精髓是什么时,也就噤声不语了,不知是不愿说,还是没法说。
今年年底“十一五”数控重大专项的高端数控系统的五家中标企业:华中、广数、高精(蓝天)、航天、光洋都将进行项目验收,届时rtcp将不可避免地称为验收的焦点之一,八仙过海,各显神通,验收原则上不会不过,但实效如何,国产的rtcp能否稳健走向市场,并为用户创造价值,大家仍需拭目以待。
个人对rtcp的理解
一台数控机床有五个联动轴并不能就此简单地称之为五轴机床,同样,一套数控系统能控五个轴,也不能就此声称为五轴数控系统,判断一台数控机床是不是五轴机床,一套数控系统是不是真正的五轴系统,首先必须看其是否具备rtcp功能,fidia的rtcp是“rotational
tool
center
point”的缩写,字面意思是“旋转刀具中心”,业内往往会稍加转义为“围绕刀具中心转”,也有一些人直译为“旋转刀具中心编程”,其实这只是rtcp的结果。pa的rtcp则是“real-time
tool
center
point
rotation”前几个单词的缩写。海德汉则将类似的所谓升级技术称为tcpm,即“tool
centre
point
management”的缩写,刀具中心点管理。还有的厂家则称类似技术为tcpc,即“tool
center
point
control”的缩写,刀具中心点控制。
从fidia的rtcp的字面含义看,假设以手动方式定点执行rtcp功能,刀具中心点和刀具与工件表面的实际接触点将维持不变,此时刀具中心点落在刀具与工件表面实际接触点处的法线上,而刀柄将围绕刀具中心点旋转,对于球头刀而言,刀具中心点就是数控代码的目标轨迹点。为了达到让刀柄在执行rtcp功能时能够单纯地围绕目标轨迹点(即刀具中心点)旋转的目的,就必须实时补偿由于刀柄转动所造成的刀具中心点各直线坐标的偏移,这样才能够在保持刀具中心点以及刀具和工件表面实际实际接触点不变的情况,改变刀柄与刀具和工件表面实际接触点处的法线之间的夹角,起到发挥球头刀的最佳切削效率,并有效避让干涉等作用。因而rtcp似乎更多的是站在刀具中心点(即数控代码的目标轨迹点)上,处理旋转坐标的变化。
不具备rtcp的五轴机床和数控系统必须依靠cam编程和后处理,事先规划好刀路,同样一个零件,机床换了,或者刀具换了,就必须重新进行cam编程和后处理,因而只能被称作假五轴,国内很多五轴数控机床和系统都属于这类假五轴。当然了,人家硬撑着把自己称作是五轴联动也无可厚非,但此(假)五轴并非彼(真)五轴!
㈨ 加工中心Z向刀尖补偿怎么用
Z向叫刀具长度补正,例如用G43H1启用刀具长度补正,干完这把刀要用G49取消长度补正,提前在对刀界面里输入好对刀值!
㈩ 数控刀锋跟随什么意思
是指应用于五轴加工中心上的一种加工技术,简称RTCP。
操作工不必把工件精确的和转台轴心线对齐,随便装夹,机床自动补偿偏移,大大减少辅助时间,同时提高加工精度。同时后处理制作简单,只要输出刀尖点坐标和矢量就行了。在机械结构上,五轴数控机床主要有双摆头、双转台、一摆一转等结构。
给您一份资料参考加工中心方面的数控技术 http://www.skjgzx.org/wenda