刀具状态检测方法
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刀库的工作原理刀库是一种用于自动化控制的设备,用于存储和管理大量刀具。
刀库的工作原理主要包括以下几个方面:刀具的入库、刀具的出库、刀具的定位、刀具的检测和刀具的管理。
首先,刀具的入库。
当一批新的刀具购买或者使用完毕后需要更换时,会将这些刀具存放到刀库中。
刀库通常由一个或多个刀具柜组成,每个刀具柜都配备有多个刀具槽。
在入库时,操作人员将刀具放入刀具槽中,并通过系统输入刀具的相关信息,例如刀具型号、规格、数量等。
这些信息将被系统记录下来,以便于后续刀具的管理和使用。
其次,刀具的出库。
当需要使用某个特定的刀具时,操作人员可以通过刀库系统查询到该刀具的位置,并通过系统指示将其取出。
刀库系统会自动定位到存放该刀具的刀具槽,并通过机械装置将刀具取出。
在取出刀具之前,刀库系统会要求输入人员的身份识别信息,以确保只有授权人员可以进行刀具的领取操作。
然后,刀具的定位。
刀库系统通过设备内部的传感器和导轨控制机构,能够自动定位和移动刀具。
这样,当需要取出或存放刀具时,系统可以准确地找到刀具所在的位置,并进行相应的操作。
刀库系统经过多项技术的发展和应用,现已能够实现高精度的定位和移动,有效提高了刀具的使用效率和管理水平。
其次,刀具的检测。
为了确保刀具的质量和使用寿命,刀库系统通常配备有刀具检测设备。
这些设备可以通过多种方式对刀具进行检测,例如测量刀具的尺寸、形状、硬度等物理特性,或者使用光学设备对刀具进行表面检查。
检测结果可以及时反馈到系统,并通过系统对刀具的状态进行记录和分析,以便于及时更换或维修。
最后,刀具的管理。
刀库系统可以对刀具进行全面的管理,包括刀具的购买、入库、出库、定位、检测、维修等环节。
通过系统的记录和分析,可以对刀具的使用情况和寿命进行跟踪和统计,以便于合理安排刀具的使用和更换计划。
此外,刀库系统还可以与企业的生产管理系统进行对接,实现刀具使用情况与生产任务的对应,进一步提高生产效率和管理水平。
总之,刀库是通过自动化控制和信息管理技术,来实现对刀具的存储、检测和管理的设备。
思考题1.试对柔性制造系统FMS与刚性自动线的组成、加工柔性和生产效率进行比较。
FMS:两台以上的数控加工设备、一个自动化的物料及刀具储运系统、若干台辅助设备、和一个由多级计算机组成的控制和管理系统。
柔性高,生产效率高。
刚性自动生产线:刚性自动化设备、工件输送装置、切屑输送装置和控制系统组成。
刚性自动线生产效率高,但柔性较差。
2.对FMS系统中的数控机床、加工中心和车削中心有哪些要求?数控机床:柔性高、自动化程度高、技工精度高质量稳定、生产效率高、具有刀具寿命管理功能、具有通信功能车削中心:工艺范围广、加工柔性高、人工介入少,加工精度、生产效率和机床利用率都很高技工中心:适合于平面形零件的单面加工及大型箱体零件的多面加工。
3.试说明自动导向小车AGV的工作原理,调度与控制方法。
工作原理:小车由蓄电池提供动力,沿着埋没在地板槽内的用交变电流激磁的电缆行走,地板槽埋没在地下4厘米左右深处,地沟用环氧树脂灌封,形成光滑的地表,以便清扫和维护。
导向电缆铺设的路线和车间工件的流动路线及仓库的布局相适应。
调度与控制:自动选取岔道,地面上有中央控制计算机负责车辆调度控制,AGV小车上带有微处理器控制板,AGV的行走路线以图表的格式存储在计算机内存中。
4.机器人在FMS系统中适合于做哪些工作?用于搬运物料、工件和工具,或者通过不同的编程已完成各种任务5.托盘交换装置起什么作用?是加工中心与工件输送设备之间的连接装置,起着桥梁和接口的作用6.自动化立体仓库有哪些优点?堆垛机是如何识别工件的?一、1.利用计算机管理,物资库存帐目清楚,物料存放位置准确,对自动化制造系统物料需求响应速度快;2.与搬运设备衔接,可靠及时供给物料;3.减少库存量,加速资金周转;4.充分利用空间,减少厂房面积;5.减少工件损伤和物料丢失;6.可存放的物料范围宽;7.减少管理人员,降低管理费用;二、堆垛机上有货格状态检测器。
它采用光电检测方法,利用零件表面对光的反射作用,探测货格内有无货箱,防止空取货存货干涉。
TS27R对刀仪资料整理——by DavidTS27R的特点 减少刀具设定时间:一般传统手动量测刀具约需 5‾10 分钟,TS27R自动量刀系统只需40秒的时间即可完成刀长、刀径量测以及补 正,大幅减少刀具设定时间。
断刀破损检测:全自动之断刀检测,避免因断裂刀具造成工件损伤,降低废料产生。
避免人为误差 :由 NC程式控量测过程,避免因人为因素产生的误差。
触发力量: 1.3~2.4N (Z)、130~240N (X/Y)重现精度: ±1μm2σ感测方向: ±X、±Y 以及+Z轴向探针: 圆盘探针直径12.7mm固定方式: 使用T型螺栓固定硬件安装步骤说明:1.选择一适当位置安装TS27R,尽量避免装置在切屑或是切屑液容易覆盖的位置,建议装置在床台角落,增加床台使用空间,但须注意床台之行程极限以及避免干涉。
可自行增加底座将TS27R 加高,避免切屑及切削液影响量测。
2. 利用T型螺栓将底座固定在床台上:3安装保护蛇管: 将讯号线穿入保护管内后锁上固定环。
4. 将测头本体锁在底座上: 注意有一垫片需放至固定座上。
+5.连结断裂螺栓与holder:探针水平度调整方法:(1) 将千分表吸附在主轴上,并将探针水平度调校在3μ以内。
TS27R前后方L1和L2可调整,L3和L4可调整偏摆度。
若前方向(Front)过高,将L1螺栓放松L2螺栓旋紧,反之亦然。
若L3螺栓侧稍高,将L4螺栓放松L3螺栓旋紧,反之亦然。
圆柱形探针直径:12.7mm方形探针水平调整方法:(1) 将千分表吸附在主轴上,并将探针水平度调校在3μ以内(2)TS27R上方L3和L4微调螺栓可调整(side)偏摆度。
(3)TS27RL3螺丝下方R2与R3微调螺栓可调整(square)偏移度。
注:*若前方向(Front)过高,将 L1 螺栓放松 L2 螺栓旋紧,反之亦然。
*若 L3 螺栓侧稍高,将 L4 螺栓放松 L3 螺栓旋紧,反之亦然。
复合片的性能检测方法1、耐磨性复合片的耐磨性一般是通过磨耗比这个指标来衡量的,但迄今为止国际上也没有制定统一的测试标准,几个主要的PDC生产国均有其自己的测试方法。
美国的GE公司采用的方法是用PDC来车削一种结构均匀的花岗岩棒,切削速度为180 m/min,切深为1 mm,进给量为0. 28 mm/r。
车削时用测力计测PDC的受力大小。
车削一定数量的花岗岩后,观察PDC 的磨损量。
磨损量是用投影显微镜测量被磨损部位的长宽尺寸,然后用计算机算出其体积,进行比较。
英国De Beers公司的方法与GE公司类似。
前苏联对PDC耐磨性的测定是用PDC 来刨削指定地区采来的石英砂岩。
石英砂岩采自顿涅茨地区托列兹露采厂,尺寸为500 mm×300 mm×250 mm。
PDC固定在牛头刨床的刀具上,测试时,切削速度为0. 55m/s,切深为0. 5mm,横向进给量为2. 8m/行程,每片PDC样品检测的切削长度为501 m。
PDC磨耗值为其金刚石层磨损面中心部分的线高度(用工具显微镜测量,误差为0.03mm)。
这2种方法各有优点:用砂轮可统一规范标准,即使不能完全规范标准,也相差不大,且能通过计算求出较准确的磨削值。
用花岗岩更加符合应用范畴。
但它们的缺点也是很明显的:只对复合片局部测试,不能判断整个复合片的质量;只能判断复合片的耐磨性能优劣,不能找到磨耗比大小的原因,是一种破坏性实验。
国内通过6面顶合成出来的复合片一开始是采用工具磨床进行磨耗比测定,但误差甚大。
郑州磨料所和桂林金刚石厂首先提出要研制专用仪器,后由桂林金刚石厂陈朝华和彭为云等研制设备,郑州磨料所汪荣华、黄祥芬,桂林金刚石厂方啸虎等进行测试方法和标准的研究,得到了现在普遍使用的磨耗比测定仪和测定方法。
这种检测方法自动化程度高、检测效率高,且可大大降低劳动强度。
目前还有一种测试方法,主要是通过XRD、Raman光谱法及SEM等对复合片进行综合测试,这几种方法综合使用可对复合片金刚石层的耐磨性能做出准确的判断,不仅可判断复合片质量的优劣,还能给出复合片金刚石层耐磨性能优劣的原因及改进方法,这种方法还未普遍使用。
自动换刀原理-回复自动换刀原理:提高生产效率的机械装置自动换刀是一种广泛应用于工业生产中的机械装置,它可以实现自动化的刀具更换,从而提高生产效率和降低人力成本。
本文将详细介绍自动换刀的原理和工作过程,以及它在不同行业和领域中的应用。
第一部分:自动换刀的基本原理自动换刀是通过机械装置和控制系统的配合实现的。
其中,机械装置包括刀库、刀臂、夹具等部件,控制系统则负责指挥机械装置的动作和刀具的更换。
1. 刀库:刀库是自动换刀系统存放刀具的地方。
它通常由多个刀位组成,可以同时容纳多个不同的刀具。
2. 刀臂:刀臂是连接刀库和主轴的组件,其上安装了夹具用于固定刀具。
刀臂能够在刀库和主轴之间移动,从而实现刀具的换取和送达。
3. 夹具:夹具是将刀具固定在刀臂上的装置。
它可以根据刀具的形状和尺寸进行调整,确保刀具在切削时的稳定性和准确性。
4. 控制系统:控制系统是自动换刀的核心部分,它可以通过编程和传感器的反馈实现对自动换刀过程的控制。
控制系统可以提前设定好刀具的使用顺序和换刀时机,实现切削过程中的自动换刀。
第二部分:自动换刀的工作过程自动换刀的工作过程可以分为几个步骤:刀具检测、刀具选取、刀具固定、刀具送达等。
1. 刀具检测:在自动换刀开始之前,系统首先会对刀库中的刀具进行检测。
这个过程主要通过传感器来实现,传感器可以检测刀具的类型、状态和位置等信息。
2. 刀具选取:根据刀具检测的结果,控制系统会选择合适的刀具进行换取。
通常情况下,控制系统会根据加工工艺和产品要求等因素进行判断,选择最为适合的刀具。
3. 刀具固定:选中刀具后,刀臂会移动到刀库中,将夹具固定在刀具上。
固定完成后,刀臂会将刀具从刀库中取出,并抬升到适当的高度。
4. 刀具送达:刀臂将固定好的刀具送达到主轴处。
主轴是切削过程的关键部分,它负责旋转刀具并实现切削操作。
5. 切削过程:在刀具送达到主轴处后,主轴开始旋转,刀具开始进行切削操作。
在切削过程中,控制系统会实时监测刀具的磨损情况,一旦刀具磨损超过设定的阈值,系统会自动发出换刀信号。
CNC机床加工中的刀具刃口磨损与修复CNC机床作为数字化控制技术与机械加工相结合的产物,广泛应用于各行各业。
在CNC机床的加工过程中,刀具刃口的磨损是一个不可避免的问题。
本文将探讨CNC机床加工中刀具刃口磨损的原因,以及修复刃口磨损的方法。
一、刀具刃口磨损的原因1. 切削力过大:在CNC机床的加工过程中,由于工件材料的硬度或截面形状等原因,切削力会集中在刀具的刃口上,导致刃口磨损加剧。
2. 切削液不当:切削液在CNC机床加工中起着冷却、润滑和防锈的作用。
如果切削液的浓度不合适、润滑性能差或者切削液不及时更换,都会给刀具刃口带来额外的磨损。
3. 刀具材料问题:刀具材料的选择对于刃口磨损有直接影响。
如果选择的刀具材料硬度不够或者韧性不足,刃口容易出现磨损。
二、刀具刃口磨损的修复方法1. 刃口磨损的检测:在CNC机床加工中,及时检测刀具刃口的磨损情况至关重要。
常见的检测方法包括显微镜观察、测量工具测量等。
2. 磨损刃口的修复:一旦发现刃口磨损,需要及时采取措施进行修复。
常见的修复方法包括以下几种:- 研磨修复:通过使用砂轮或研磨机械对刃口进行研磨,恢复其原有的形状和尺寸。
在研磨过程中需要注意控制温度和磨削力,避免进一步损伤刃口。
- 补焊修复:对于部分刃口磨损较严重的情况,可以采用补焊修复的方法。
首先清理刃口表面的污垢,然后使用焊接设备进行局部补焊,最后再进行打磨和研磨,使刃口恢复到正常状态。
- 更换刀具:如果刃口磨损严重到无法修复的程度,或者刀具寿命已经超过了预期,就需要考虑更换新的刀具。
在更换刀具时,要选择质量好、适合加工需求的刀具,并严格按照规定的工艺进行安装和调试。
三、刃口磨损的预防措施除了及时修复刀具刃口的磨损之外,还可以采取一些预防措施,延长刀具的使用寿命。
1. 合理的切削参数:合理设置切削参数,确保切削力均匀分布,减少刃口的磨损。
2. 选择合适的刀具材料:根据加工材料的硬度和截面形状选择合适的刀具材料,提高刀具的硬度和韧性。
nc刀具验收管理流程及制度及流程NC刀具验收管理流程及制度及流程包括以下步骤:1. NC刀具的验收标准与条件:确定NC刀具验收的标准与条件,包括其规格、材质、硬度、表面质量等要求,以及刀具的性能指标与测试方法。
2. NC刀具的采购申请:根据生产计划和需求,编制NC刀具的采购申请,包括刀具型号、数量、交付时间等信息,并提交相关部门审批。
3. NC刀具的供应商选择与评估:根据采购需求,选择供应商并进行评估,确保供应商具备相应的资质和能力,能够提供符合要求的NC刀具。
4. NC刀具的交货验收:在NC刀具交付后,接收人员需对刀具进行验收,核对交货单与实际数量、型号是否一致,并检测刀具的外观质量和包装是否完好。
5. NC刀具的技术验收:技术人员对刀具进行严格的技术验收,包括刀具的尺寸精度、硬度、表面质量等性能指标的测量与测试,确保刀具能够满足生产需求。
6. NC刀具的验收报告:对通过技术验收的刀具编制验收报告,记录该批次刀具的验收情况,包括刀具的型号、数量、测试结果等信息,并进行签字确认。
7. NC刀具的存储与管理:验收合格的刀具按照规定的标识和分类,存储在刀具库房或刀具柜中,并建立刀具管理台账,记录刀具的流水信息和使用情况。
8. NC刀具的使用与维护:在使用NC刀具时,操作人员需要按照相关的操作规程和使用要求进行操作,定期对刀具进行保养和维护,确保刀具的良好状态和寿命。
9. NC刀具的报废与淘汰:对于使用寿命已到或存在质量问题的刀具,需要进行报废处理,并按照相关规定进行淘汰,同时进行相应记录与报废文件。
10. NC刀具的追溯与评估:在刀具使用过程中,对NC刀具进行追溯和评估,记录刀具的使用寿命、维修情况、故障原因等信息,以便于调整和改进刀具使用及管理流程。
以上是NC刀具验收管理流程及制度及流程的主要步骤,通过严格执行该流程和制度,能够确保NC刀具的质量和使用效果,提高生产效率和产品质量。
刀具状态检测方法
1. 1 直接测量法
直接测量法能够识别刀刃外观、表面品质或几何形状变化, 一般只能在不切
削时进行。它有两个明显的缺点: 一是要求停机检测, 占用生产工时; 二是不能
检测加工过程中出现的刀具突然损坏, 使其应用受到限制。
主要方法有: 电阻测量法、刀具工件间距测量法、射线测量法、微结构镀层
法、光学测量法、放电电流测量法、计算机图像处理法等。
a) 电阻测量法
该方法利用待测切削刃与传感器接触产生的电信号脉冲, 来测量待测刀具
的实际磨损状态。该方法的优点是传感器价格低, 缺点是传感器的选材必须十分
注意, 既要有良好的可切削性, 又要对刀具寿命无明显的影响。该方法的另一个
缺点是工作不太可靠, 这是因为切屑和刀具上的积屑可能引起传感器接触部分
短路, 从而影响精度。
b) 刀具工件间距测量法
切削过程中随着刀具的磨损, 刀具与工件间的距离减小, 此距离可用电子
千分尺、超声波测量仪、气动测量仪、电感位移传感器等进行测量。但是这种方
法的灵敏度易受工件表面温度、表面品质、冷却液及工件尺寸等因素的影响, 使
其应用受到一定限制。
c) 射线测量法
将有放射性的物质掺入刀具材料内, 当刀具磨损时,放射性的物质微粒就会
随切屑一起通过一个预先设计好的射线测量器。射线测量器中所测得的量是同刀
具磨损量密切相关的, 射线剂量的大小就反映了刀具磨损量的大小。该法的最大
弱点是, 放射性物质对环境的污染大, 对人体健康非常不利。此外, 尽管此法可
以测量刀具的磨损量, 并不能准确地测定刀具切削刃的状态。因此, 该法仅适用
于某些特殊场合, 不宜广泛采用。
d) 微结构镀层法
将微结构导电镀层同刀具的耐磨保护层结合在一起。微结构导电镀层的电阻
随着刀具磨损状态的变化而变化,磨损量越大, 电阻就越小。当刀具出现崩齿、
折断及过度磨损等现象时, 电阻趋于零。该方法的优点是检测电路简单, 检测精
度高, 可以实现在线检测。缺点是对微结构导电镀层的要求很高: 要具有良好的
耐磨性、耐高温性和抗冲击性能.
e) 光学测量法
光学测量法的原理是磨损区比未磨损区有更强的光反射能力, 刀具磨损越
大, 刀刃反光面积就越大, 传感器检测的光通量就越大。由于热应力引起的变形
及切削力引起的刀具位移都影响检测结果, 所以该方法所测得的结果井非真实
的磨损量, 而是包含了上述因素在内的一个相对值, 此法在刀具直径较大时效
果较好。
f) 放电电流测量法
将切削刀具与传感器之间加上高压电, 在测量回路中流过的(弧光放电) 电
流大小就取决于刀刃的儿何形状( 即刀尖到放电电极间的距离) 。该方法的优点
是可以进行在线检测, 检测崩齿、断刀等刀具几何尺寸的变化, 但不
能精确地测量刀刃的几何尺寸。
g ) 计算机图像处理法
计算机图像处理法是一种快捷、无接触、无磨损的检测力法, 它可以精确地
检测每个刀刃上不同形式的磨损状态。这种检测系统通常由CCD 摄像机、光源和
计算机构成。但由于光学设备对环境的要求很高, 而实际生产中刀具的工作环境
非常恶劣(如冷却介质、切屑等) , 故该方法目前仅适用于实验室自动检测。
1. 2间接测量法
间接测量法是利用刀其磨损或将要破损时的状态对不同的工作参数的影响
效果, 测量反映刀具磨损、破损的各种影响程度的参量, 能在刀具切削时检测,
不影响切削加工过程, 其不足之处在于检测到的各种过程信号中含有大量的干
扰因素。尽管如此, 随着信号分析处理技术、模式识别技术的发展, 这一方法已
成为一种主流方法, 并取得了很好的效果。
主要方法有: 切削力检测法、声发射检测法、功率信号检测法、振动信号检
测法、切削温度测量法、电流信号测量法、热电压测量法、工件表面粗糙度测量
法等。
a) 切削力检测法
刀具在切削过程中, 切削力的增长速率与刀具磨损速率成线性关系。在正常
磨损过程中, 切削力的增长速率保持恒量; 当切削力增长速率变大时, 刀具的
磨损速率也将变大, 表明刀具开始进入剧烈的磨损阶段。以此为依据可以对刀具
的磨损进行监测。利用测力传感器, 可以测量切削力的变化。随着刀具磨损的加
剧, 切削力也会产生相应的变化, 从而可以间接地检测到刀具的磨损状态。
该法的优点是具有较好的抗干扰能力和较高的识别精度, 可以实现在线检
测。缺点是传感器的安装需要对机床作些改动, 不易被用户接受。
b) 声发射检测法
此法通过分析切削过程中产生的振动信号来间接地测量刀具的磨损状态。其
原理是材料在切削过程中, 形成切屑, 同时发出一种断裂波, 这种波除了同工
件材料本身的性质有关外, 其频率范围及幅值还同刀具的磨损状态密切相关。声
发射信号直接来源于切削加工点, 与刀具破损相关程度高, 受切削条件变化影
响小, 能预报刀具破损。声发射监控技术具有灵敏度高、响应速度快、使用和安
装方便且不干涉切削加工过程等优点, 受到了极大程度地重视与
开发, 有较广阔的应用前景。
c) 功率信号检测法
该检测法是工业生产中应用潜力很大的方法。利用切削加工时机床主运动电
动机的功率信号监控刀具的状态, 当刀具在加工过程中发生磨损破损或其它失
效时, 会引起驱动电动机的功率发生变化, 从而可判断刀具状态的化。在使用该
法时, 通常是把功率传感器串接到机床的驱动电路中去, 可以测量主轴的功耗,
也可以测量进给系统的功耗, 或者两者同时测量。该方法具有信号检测方便, 可
以避免切削环境中切屑、油、烟、振动等因素的干扰,易于安装。
d) 振动信号检测法
振动信号被认为是对刀具磨损, 破损敏感度较高的一种, 它与切削力、切削
系统本身的动态性密切相关, 检测振动加速度是目前较常采用的一种监测方法,
在振动工程中使用更为普遍, 它具有传感器安装方便, 测量信号易于引出, 测
试仪器简单等特点。
e) 切削温度测量法
切削热是金属切削过程中的一种重要现象, 刀具的磨损或破损会导致切削
温度急剧升高。用热电偶作为传感元件, 把热电偶嵌入刀具中测量切削温度, 可
以实现刀具状态的在线监测, 但这种方法的发展前途不大。
f) 电流信号测量法
该方法简称MCSA ( m otor current signal ana lys is), 利用感应电动机
的定子电流作为信号分析的切入点, 研究其特征与故障的对应关系。其基本原理
是: 随着刀具磨损的增大, 切削力矩增大, 机床所消耗的功率增大或电流上升,
故可实现在线地监测刀具磨损。
M CSA具有测试便利、信息集成度高、传动路径直接、信号提取方便、不受
加工环境的影响、价格低、易于移植等特点, 在机床这种传动系统封闭、一般传
感器比较困难安装的场合, 应该是一种值得探索的方法。
g ) 热电压测量法
热电压测量法利用热电效应原理, 即两种不同导体的接触点在受热时, 将
在两导体的另一端之间产生一个电压, 这个电压的大小取决于导体的电特性及
接触点与自由端之间的温度差。当刀具和加工工件是由不同的材料构成时, 在刀
具与工件之间就可以产生一个与切削温度相关的热电压。这个电压就可以作为刀
具磨损量的一个度量,因为随着刀具磨损量的增大, 热电压也随之增大。该方法
的优点是价格便宜, 精度较高, 使用简便, 特别适用于高速加工区, 缺点是对
传感器材料及精度要求高,只能进行间隔式检测。
h) 工件表面粗糙度测量法
随着刀具磨损或破损的不断发生, 工件的表面粗糙度呈增大趋势, 据此可
间接评价刀具的磨损或破损状态。其测量方法有两类: 一类是采用划针式静态接
触测量, 可直接得出表面粗糙度的评价参数Ra 或Rz, 该方法仅适用于静态测量;
另一类是采用非接触式光学反射测量, 得出的是工件表面粗糙度的相对值。这种
方法测试效率高, 不会损伤工件表面品质, 但受加工过程中切削液、切屑、材质、
振动等因素的影响, 因此尚未达到实用水平。