数控机床模拟对刀仪

目前，国内使用的数控加工设备，一般都是用刀具装置测量刀具长度，用红外触发探头，然后由红外接收器向数控系统发送开关信号，实现刀具长度的测量。对于直刃刀具，需要测量刀具的角度，这是红外触发探头无法完成的。如果配置的是专用角度测量仪，不仅成本高，而且解决了与数控系统的通讯问题。因此，利用数控系统的模拟输入接口，根据模拟测量刀具角度的大小，实现数控机床直刃刀具的自动对刀，是一种简单、实用、低成本的刀具有效方法。

对刀装置原理设计

如图所示，采用激光传感器和宏程序实现自动切刀功能。首次模拟了尖刀的角度。尖头直刀的角度是为了找到准确的刀刃角度，并将激光传感器得到的模拟值传输到数控系统中。数控系统自动记录刀片在机械坐标系中的位置，自动设置两刀的角度坐标，完成刀片角度的自动对刀功能

设计实施计划

采用Kearns ib10激光传感器作为超声主轴直刀和圆刀的基准刀具设定。其中Fu系列传感器用于刀具长度的基准刀具设置，IB系列传感器用于直线刀具角度的基准刀具设置。为了完成直刀角对刀功能，在数控系统中首次使用传感器输出的模拟信号来识别刀角。传感器输出的模拟信号通过hi0模拟输入子模块传输到数控系统。调整刀具角度时,系统首先获得最小模拟值的工具刀片位置,也就是说,工具最少的遮光的位置传感器,然后确定的位置坐标工具刀片通过最小模拟值。刀具整定的整个过程由刀具整定宏程序完成。在加工程序中，只需要输入相应的刀具编号，系统就会自动完成刀具长度和角度的基准刀具设定，并在系统中自动设定和补偿，无需其他操作，有效提高了加工效率。

刀片的位置由直边刀块在激光传感器中的光量决定。将激光传感器的光阻强度模拟值传输到数控系统，通过PLC程序和数控系统的宏程序进行处理，完成刀具角度的自动对刀。

PLC程序对模拟信号处理

(1)得到最小模拟量：M35和M36分别指定为开和关，得到最小模拟量信号。打开后，将刀具旋转半周以上，以获得模拟量的最小值。

(2)刀具角度测量：M32和M33分别被指定为打开和关闭刀具角度测量。开刀后，将刀具旋转角度的实时仿真值与刀具模拟位置的最小值进行比较，得到刀具的位置。

结论

采用模拟量刀具角度对刀方式，成本低、操作方便简捷.已经运用到某飞机制造厂超声波数控铣直刃刀具的对刀,在加工程序中，只需输入相应的刀具，系统就会自动完成刀具角度基准的对刀，并在系统中自动设定和补偿，不需要做任何其他操作，有效地提高加工效率。

（麦卡隆）

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