數控滾齒機中刀具的保護

馬躍林

（陜西理工大學機械工程學院，陜西漢中 723003）

數控滾齒機中刀具的保護

馬躍林

（陜西理工大學機械工程學院，陜西漢中 723003）

以FANUC0i-MD數控系統連接功能（軟件）為研究對象，通過數控滾齒機PMCLADDAR程序實現工件軸速度的采集，通過PMC指令編程判斷工件軸實際速度與設定值比較的方法，在工件軸實際速度異常時發出中斷控制信號，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數控系統的自動加工中實現自動判斷、產生中斷、自動退刀等各種保護功能。

中小企業；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。

加工不同齒數模數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生亂齒現象，避免損壞刀具。4軸以上的數控滾齒機，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，對自動化生產水平及生產效率的提高有很大的幫助。

在對數控滾齒機使用情況的現場勘察中發現，工件軸和刀軸不再受同步功能的控制，轉速下降，部分工件軸發生停轉而相應的刀具軸沒有停轉，直接導致刀具和工件同時廢損。對此提出的解決措施是在發生停轉現象時讓刀具急退，既一旦發現工件軸轉速降低，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，機床立即采取相應措施將刀具退至安全位置保護工件和刀具。

1.2 數控滾齒機運行中的工件軸速度實際值的獲取

在數控滾齒機系統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置為D100，其存儲地址就應為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數據操作區的首地址為D100；

（3）定義結束代碼（可不設定）

（4）定義數據長度L=4，4個節點；

（5）定義數據屬性n=4，n為控制軸，4為C軸；

（6）執行各軸速度實際值讀取功能，讀取結束信號為R150.2，并且將數據存于D110-D113中；

（7）存儲數據與標準數據進行比較；

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

2 中斷型用戶宏程序功能的應用

在進行程序執行時，機床發出中斷輸入信號可以對另一個程序進行調用。這種由中斷信號調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行時可以對任一程序段中的另一個程序進行調用而不被阻止，因此在使用程序的過程中，根據各種變化條件實時地運行，可以避免很多不必要情況的發生。

中斷型用戶宏程序功能在工件加工中的適應控制體現為以下3點：①如果機器刀具發生異常時，外部信號可以調用另一程序對異常過程進行處理；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有間隔的對與現在加工有所關聯的信息進行讀取。

3 切削效果及使用注意事項

在加工產業中刀具的作用非常之大，對刀具加強保護不僅能提高產品的精度，還能提高加工質量，延長刀具使用壽命。因此，在機器運行時，必須應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，必須檢查調刀儀，檢查刀刃軸向及徑向跳動幅度是否在規定范圍內。

（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期要求，再一次進刀，加工其余螺孔。

（4）加工機械設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）數控機床務必讓專業人員安裝刀片，安裝完成后一定要有專業的負責人對機器進行檢查，如果安裝不標準或者安裝不牢固必須重新安裝。

（6）在生產過程中監督檢查人員極為重要的，因此最好成立專門的監督體系對機械的運行進行監督，不僅可以監督安裝拆卸人員是否工作合格，同時也能監督機器是否正常工作，在機器發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 結語

滾齒機刀具的保護極為重要，應充分利用硬件資源，通過合理的軟件結構保證加工精度。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，可以使更多的企業減少維修費用。

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〔編輯 李 波〕