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        摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床向高速度、高精度、高效率、柔性化方向發(fā)展，具有諸多優(yōu)點(diǎn)的五坐標(biāo)加工中心是現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的發(fā)展方向之一。然而在滿足五坐標(biāo)機(jī)床主軸角度變換的前提是確定主軸上的刀具基本幾何長度。刀具基本幾何長度是由操作者在對(duì)刀儀上通過對(duì)刀儀的紅外探測(cè)器測(cè)量，并由操作者將測(cè)量出的刀具基本幾何長度結(jié)果輸入機(jī)床中完成數(shù)據(jù)傳遞。由于傳遞過程中存在人為參與，故在輸入刀具基本幾何長度過程中容易造成將刀具基本幾何長度值輸入錯(cuò)誤，進(jìn)而導(dǎo)致工件由于刀具長度值錯(cuò)誤造成超差，甚至報(bào)廢。

      1、 工作意義

     針對(duì)刀具基本幾何長度人為輸入錯(cuò)誤，建立有效防錯(cuò)機(jī)制，避免因人為輸入刀具基本幾何長度錯(cuò)誤造成零件超差，產(chǎn)生廢品，減少內(nèi)部質(zhì)量損失。

     2 、工作內(nèi)容

     分析輸入錯(cuò)誤的產(chǎn)生原因，針對(duì)原因制定相應(yīng)的防錯(cuò)方法；查找技術(shù)資料，充分利用現(xiàn)有資源進(jìn)行防錯(cuò)；編制防錯(cuò)程序并對(duì)程序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

     2.1 刀具基本幾何長度值輸入錯(cuò)誤的形式

     通過長時(shí)間現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，發(fā)現(xiàn)刀具基本幾何長度值輸入錯(cuò)誤形式一般有兩種：（1）數(shù)值基本數(shù)字輸入正確，僅僅是小數(shù)點(diǎn)輸入錯(cuò)誤（即輸入數(shù)據(jù)應(yīng)為154.62，而實(shí)際輸入數(shù)據(jù)15462）；（2）數(shù)值數(shù)字輸入錯(cuò)誤（即輸入數(shù)據(jù)應(yīng)為154.62，而實(shí)際輸入數(shù)據(jù)為145.62）。

      2.2 針對(duì)錯(cuò)誤形式制定防錯(cuò)方法

      針對(duì)小數(shù)點(diǎn)輸入錯(cuò)誤的形式，經(jīng)過粗略的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)研，刀具基本幾何長度一般不會(huì)小于90mm，因此該問題可以通過“比較法”進(jìn)行比較（輸入值應(yīng)大于90mm），如果結(jié)果為“真”，即可繼續(xù)加工；如果結(jié)果為“假”，停止加工，并報(bào)錯(cuò)。

      針對(duì)數(shù)值輸入錯(cuò)誤，制定如下方案：

      （1）采用外置對(duì)刀儀直接與數(shù)控設(shè)備進(jìn)行交換

      操作者在外置對(duì)刀儀上測(cè)量刀具基本幾何長度值結(jié)果直接自動(dòng)輸入到數(shù)控加工設(shè)備中，可以避免人為參與造成數(shù)值輸入錯(cuò)誤。但該方法需要對(duì)刀儀與加工設(shè)備相連接，且需要中間存儲(chǔ)設(shè)備作為媒介，并對(duì)外置對(duì)刀儀系統(tǒng)進(jìn)行改造，中間存儲(chǔ)介質(zhì)可用DNC 等作為媒介，仍然需要對(duì)DNC 等系統(tǒng)進(jìn)行改造，改造費(fèi)用相對(duì)較高。

     （2）固定裝夾長度

      該方法是在新件工藝準(zhǔn)備及新件研制階段，由技術(shù)能手及骨干人員與工藝人員共同實(shí)驗(yàn)確定最優(yōu)刀具裝夾強(qiáng)度，并保證該刀具長度可以最大限度降低刀具振動(dòng)，提高刀具剛性、保證生產(chǎn)效率，由工藝人員將刀具長度固化到加工程序及工步卡中，當(dāng)操作者再次加工該零件時(shí)，只有按照數(shù)控工步卡中規(guī)定的長度裝夾刀具，程序才能正確運(yùn)行，否則報(bào)錯(cuò)。但該方法對(duì)操作者要求較高，保證刀具裝夾長度準(zhǔn)確；在首件研制階段，操作者與工藝人員經(jīng)驗(yàn)較為豐富，確定刀具長度應(yīng)合理，并保證經(jīng)濟(jì)性；該方法精度較差，操作者每次裝夾長度的范圍比較寬范，無法進(jìn)行精確控制；對(duì)工藝人員要求較高，增加較大工作量；對(duì)現(xiàn)場(chǎng)刀柄系統(tǒng)需要規(guī)范化管理。
 

     （3）物理防錯(cuò)

     該方法是采用在夾具固定位置增加對(duì)刀塊，每次更換刀具后將刀具運(yùn)行到該位置，測(cè)量刀具與對(duì)刀塊間的間隙，保證刀具長度輸入正確。但該方法存在碰撞危險(xiǎn)，在刀長輸入錯(cuò)誤時(shí)，刀具將直接與對(duì)刀塊進(jìn)行碰撞，降低機(jī)床精度；由于各個(gè)零件結(jié)構(gòu)、形式不同，夾具結(jié)構(gòu)不同，無法做到統(tǒng)一尺寸控制，需要工藝人員在加工前自行尋找對(duì)刀位置及控制尺寸，推廣性不強(qiáng)，且零件數(shù)量較多，推廣較為困難。

      （4）利用機(jī)床內(nèi)置對(duì)刀儀與外置對(duì)刀儀測(cè)量值進(jìn)行比較

      操作者在外置對(duì)刀儀測(cè)量刀具基本幾何長度值并將該數(shù)值輸入到機(jī)床中，然后由數(shù)控程序再次驅(qū)動(dòng)機(jī)床內(nèi)置對(duì)刀儀對(duì)所夾持刀具進(jìn)行測(cè)量，并進(jìn)行記錄，比較兩次結(jié)果，應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)即視為正確，可繼續(xù)加工，否則報(bào)錯(cuò)，停止加工。

      通過對(duì)上述方案進(jìn)行比較，且根據(jù)DMU210P 機(jī)床本身特點(diǎn)，決定采用“利用機(jī)床內(nèi)置對(duì)刀儀與外置對(duì)刀儀測(cè)量值進(jìn)行比較”方案進(jìn)行刀具基本幾何長度輸入錯(cuò)誤防錯(cuò)。

      2.3 基本原理

      經(jīng)過分析，采用“比較法”可以對(duì)“小數(shù)點(diǎn)輸入錯(cuò)誤”及“數(shù)值數(shù)字輸入錯(cuò)誤”兩種錯(cuò)誤方式均有效防范，故采用“比較法”進(jìn)行防錯(cuò)。

      所謂“比較法”即是通過采用機(jī)床內(nèi)置鐳射對(duì)刀系統(tǒng)對(duì)刀進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量出的數(shù)值與操作人員在外置對(duì)刀儀測(cè)量并輸入機(jī)床中的數(shù)值進(jìn)行對(duì)比，比較二者的差值在允許的范圍內(nèi)即視為數(shù)值輸入正確，若超出范圍即視為輸入錯(cuò)誤，并使機(jī)床報(bào)警提示，程序結(jié)束。2.4 程序展示（圖1）

       結(jié)語
 
 
      通過對(duì)該防錯(cuò)程序的開發(fā)，可以防止由于人為輸入失誤造成的刀具基本幾何長度錯(cuò)誤，形成有效的防錯(cuò)機(jī)制，降低由于人為錯(cuò)誤造成零件超差、報(bào)廢幾率，間接提高產(chǎn)品質(zhì)量。