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对刀具进行收缩夹紧、调节和测量

对刀具进行收缩夹紧、调节和测量 2011年12月04日 来源： 作为高速加工的刀具夹紧技术，感应式收缩夹紧毫无疑问是一项先进技术，它在切削工艺中的应用正在逐渐增多。对于多轴加工来说，过去的问题在于需要将刀具调节至额定长度，或者同样的刀具需要收缩至相同的长度。直到两年前，采用了不同的临时布线和机械调节辅助手段才使之成为现实。无论过去和现在，人们对收缩、调节、测量和冷却系统进行组合的愿望都非常强烈。那些曾经得以展示的解决方案都已经初见雏形，但多数都依靠手动操作；在操作的精度和舒适度方面虽各有优劣，但都不尽人意。2002年，Zoller公司在斯图加特的AMB展览会上展出了redomatic/cnc系统，主要展示了配备有全自动图像处理和3轴CNC控制的venturion系统。通过加装特定的软件程序，可将这一系统作为自动定位系统和感应加热与冷却装置。在这一组合中，可将刀具长度调至额定数值，舒适且安全，其精度可达±0.01mm。另外，它对刀具类型也没有限制，无论是钻头、阶梯锪钻，还是铣刀等。此后，由于价格的原因，Zoller公司推出了redomatic/basis系统。该系统是半自动运行的，既通过向导式的对话框及相应程序进行操作，而不再是CNC控制。然而，相对于其他供应商所提供的简单且廉价的解决方案而言，该系统并没有达到人们预期的廉价水平。为了真正满足价格要求，Zoller公司又推出了redomatic/lc2系统。毋庸置疑的是，唯一正确的解决方案仍是redomatic/cnc系统，因其能够完全实现任何有关刀具调节、收缩夹紧和测量的愿望。调节长度有何作用？获得最佳的刀具长度该NC程序的编制特别适用于重复订单的NC加工业务，可在工件最初定位时在机床上进行优化。在此，同时得以确定的还有刀具数据组（表）和刀具的整体长度及拆卸长度，这些都与所希望的加工设备的配置等相符。至于后续订单，重要的是其装配时间得以缩短，而工件的质量和刀具的服务期限却可保持不变；准备刀具的形式也是类同的。因此，为了尽可能地将额定长度设置成原来的规格，拆卸长度显得非常重要。这里的调节精度在0.1mm的范围即可，而实际长度随后则可通过校正数据加以精确确定，并传输至机床。为了确定校正数值，调节和测量仪器的使用尤显必要。然而，为什么要在一台独立的仪器上先将刀具大约缩减至额定长度，然后再在其他系统上再次调节此刀具、以确定校正后的长度呢？完全可以将这些工序与某一过程和系统集中起来。无校正值的加工中心在新型生产线的组织中，其发展趋势表现在，为存储在机床中的刀具一次性确定校正值。之后，后续订单或刀具更换都必须根据相同的校正值进行。一般来说，每一把新的刀具都有一组新的校正数据被送至机床作控制用，在此情况下，运行中的校正数据则不必进行更改了。这是从安全的角度出发，因此将新的刀具反复精确地调至额定长度是非常重要的。基于这一点，人们至少需要一个redomatic/basis系统，一个同时又是一台具有所需精度的、完整的调节及测量设备的收缩系统。多轴加工多轴加工正在全速推广应用之中。其加工时间更短，转速更高，刀具更换更快。在此，人们总是使用收缩衬套，而且其根据是体积小、惯性质量大和夹紧力大。但如果人们想到了一个收缩衬套与一个可比的液压膨胀衬套之间的价格差异，那么对一台多轴机床的整体装备来说，其成本节约完全比不上一台redomatic/cnc系统。在2002年底之前，其问题在于需要将刀具精确地调节至所需的长度。多轴机床为一把刀具所处理的仅仅是一个校正值，该数值随后同样适用于其他轴，此类轴可以使用相同类型的刀具。所以，针对这一工序，可以有两把、三把、四把或更多的同类型、同编号的刀具收缩至相同的长度。根据用户和市场评论员的说法，在所希望的周期时间和精度方面，只有redomatic/cnc系统满足要求。理想工艺待收缩的刀具通过一个止动器被装入收缩衬套中去，其刀刃选择是由图像处理系统自动进行的。系统聚焦在刀刃上，找寻最大的刀刃或者在此直径范围内的最大刀刃，而无须事先预热收缩衬套。一个特殊的定位系统(Zoller ASZA)在收缩衬套之内相对刀柄末端运动，并稍微提起刀具。这些都由照相机记录，并自动比较实际值与额定值；位于收缩衬套上的定位块由CNC控制定位在额定位置上。即便是那些快速的加工过程，操作者亦有足够的控制时间。操作者拿起刀具和调节器，在线圈自动定位、收缩衬套被预热到最大必需温度（约250℃）之后，就让刀具落入收缩衬套中。连接时即被冷却，在正常冷却时间之后自动进行控制测量。Zoller公司保证达到的精度在±0.01mm范围内，多数时候精度更高。该系统操作舒适、便捷（循环时间为1.15分钟，包括40～60s冷却时间，算在辅助时间内），与刀柄末端的规格无关，没有收缩衬套加热过度的危险隐患，而且没有热量传递到刀具安装轴上，无需交替进行调节与测量。因此可以节约大量的财力和时间，并达到独一无二的高精度。辅助效用除了刀具被收缩至额定长度的精确性和便捷性之外，像redomatic这样的系统同时还具有全功能调节与测量仪器的优点。全自动、精确至微米级的图像处理，及其所包含的标准测量流程和测图方法，使得刀具在安装到机床上之前的全程控制和检测成为可能。特别是在高速加工领域，在刀柄或刀刃上进行同心回转检测尤其重要。其他的方式就是在仿形铣刀上控制半径轮廓，检查刀刃或文件汇编，以及全自动检测阶梯刀具包括自动标注尺寸，这样人们可以在调节仪器和测量仪器(redomatic)上观测刀具在工件上的钻孔效果。尽管有如此多的优点和事实摆在了我们面前，有一点仍须注意，即只有将刀具缩减至所需长度的概念还需要进一步加以探究，人们必须在购买之前对市场上现有的各种系统进行认真检测。 (end)

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