一种简易数控刨床自动对刀具磨损自动补偿方法

2、对刀方法

　　对刀就是在装刀和换刀时，通过对刀具位置的调整使其刀尖置于相对于工件某一确定的空间位置(对刀原点)。如果工件安装在工作台上的位置确定，那么只要刀尖相对工作台的位置确定，刀尖相对于工件的位置也就确定。因此通过调整刀具相对于工作台的位置同样可以达到对刀的目的。刨床的对刀，要求在两个方位上确定刀尖的位置，一是垂直方位，另一个是水平方位。对于图1所示的对刀装置来说，刀尖垂直方位由刀尖相对于对刀底面的位置来确定，水平方位由刀尖相对于两对刀斜面的位置来确定。

　　对刀的过程就是用刀尖寻找对刀底面之上和对刀斜面之间某一中点的问题。设对刀原点在对刀块两对刀斜面中间上方的20mm处，对刀方法如下：

　　·首先控制工作台和刀具移动，使刀具处于对刀底面的上方(高度不限)；

　　·控制刀具下移，并在下移过程中，每向下走一步，检测一次刀尖和底对刀面是否接触。当检测到刀尖接触对刀面的信号时，控制刀具停止下移，将Z坐标值清零，然后控制刀具向上移5mm；

　　·控制工作台左移，使右对刀斜面移向刀具，当检测到刀尖接触右对刀斜面时，工作台停止移动，X坐标值清零；

　　·控制工作台反方向移动，同时，记录沿此方向的位移量L。当检测到刀头接触到左对刀斜面时，工作台停止移动。

　　·控制工作台左移至两侧对刀面的中间位置(即L/2处)。

　　·控制刀具上移15mm，将X、Z两个坐标值清零。此时刀尖所在的位置即是设定的对刀原点。

　　在以上的六个步骤中，第一步要用数控系统的手动功能来完成，其他的步骤要设计一个对刀程序来自动完成。

3、刀具磨损补偿

　　刀尖的纵向磨损，会使刀具刀尖最低点的位置上移，相当于对刀原点上移；刀尖横向的磨损会造成刀具刀尖中心位置的左偏或右偏，相当于对刀原点左偏或右偏。通过对刀，可以使对刀原点自动得到恢复，刀具的磨损也就得到了自动补偿。在刀具磨损速度比较快的情况下，在加工的过程中，可用多次对刀的办法来实现刀具磨损的在线补偿。

　　对刀和刀具磨损的自动补偿功能，要在设计数控系统时作为一个功能模块来设计。对于采用PC机作主机的数控系统，如果没有对刀程序，也可以单独设计一个对刀程序。一般PC机和各种数控系统都有并行I/O接口，因此除了光电耦合器件外，实现这一功能不需要外加其它的接口电路。

　　在了解了对刀和刀具磨损补偿的思路后，就可以设计一个程序来实现这一功能。对刀程序的设计不是一个困难的问题，具体程序的设计笔者在此就作不介绍了。

4、结束语

　　该对刀方法具有对刀装置结构简单、成本低、操作方便的特点，可以同时解决刀具的自动对刀和刀具磨损的自动补偿问题，且对刀和刀具磨损补偿的精度高，因此该对刀方法具有很强的使用性，在刨床数控系统中有较高的推广应用价值。该对刀方法已在作者研制的刨床数控系统中应用，并取得了很好的使用效果。