自动换刀偏摆检测系统

自动换刀时，在刀柄锥度部分和主轴之间咬入切屑，刀具刀尖就会产生偏摆，如果进行孔加工，就会产生孔径增大超差等问题。为解决这一问题，日本(株)东精工程开发了ATC偏摆检测系统。

ATC偏摆检测系统的构成ATC偏摆检测系统由涡流传感器、控制装置、显示演算装置(V10)构成。系统在卧式加工中心上使用时，首先用托架将涡流传感器安装在刀柄的法兰上；涡流传感器的电缆线穿过主轴装置内部，与置于台架上的控制装置相连。显示演算装置(V10)与控制装置之间用专用电缆连接；偏摆的判断(OK/NG)、检测指令等控制信号与NC装置联通。系统的主要技术规格列于表1。

高精度化的技术要点

使用一般的涡流传感器和放大器时，目前还存在许多问题，所以不能用于实际切削加工自动换刀偏摆的检测。

1. 
   

   涡流传感器的特性

   
   
   
   

   涡流传感器用于测量与刀柄之间的间隙时，除旋转导致的间隙变化外，还要受组织状态(淬火状况、材料软点)、磁化、刻字部分的影响。由于受磁、传动销等因素的影响，而不能获得正确的偏摆量。使用ATC偏摆检测系统时，应预先输入刀柄的形状数据，然后将测量结果与输入数据进行比较，就能解决这一问题。

   
   


2. 
   

   刀柄形状方面的问题

   
   
   
   

   必须去除原有刀柄固有的偏摆和由传动销带来的切口数据。在传动销的位置还有咬入切屑的可能，无论切屑卡在什么位置，为了能算出正确的偏摆量，就应分离出旋转一转的偏摆量。为了解决这一问题，应与输入处理器中的波形的相位相匹配，去除切口数据，用独立的数据处理实现偏摆成分的分离。由于采用这种方法，所以涡流传感器特有的细小变动成分就可忽略不计。

   
   

主轴刀具偏摆检测系统的应用

在铣削加工中，切屑咬入产生的偏摆除对精加工面的精度产生不良影响外，还会引起刀具崩刃，甚至导致损坏。采用该检测系统可以完全避免出现上述问题。

使用实例

切屑咬入发生的频率随工件材料、冷却剂种类、冷却剂供给方法及切削加工方法而异，需要对全部加工件及所有加工部位进行检测。在对使用ATC偏摆检测系统的用户中，针对咬屑导致的偏摆情况进行了调查，结果如下。

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  A公司：切屑咬入发生频率为1/800次，铝件切削加工，咬屑产生时停机确认了切屑。
  
  


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  B公司：切屑咬入发生频率为2/1826次，咬屑发生时确认的偏摆为20µm。
  
  


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  C公司：检测结果平均114次发生1次咬屑，切削铝制汽车零件，使用HSK刀柄。