Diseño y aplicación de instrumento de alineación de máquina herramienta fresadora CNC.

Cuando se utilizan herramientas y almohadillas para determinar el valor de compensación cero, la herramienta debe acercarse gradualmente a la pieza de trabajo. Cuando la distancia entre la herramienta y la pieza de trabajo es cercana al grosor de la almohadilla, se debe colocar una almohadilla en el medio y tirar repetidamente. Según la sensación del operador, cuando la herramienta, la almohadilla y la pieza de trabajo están en completo contacto, se debe establecer el valor de compensación cero del sistema de coordenadas de la pieza de trabajo. Este método pone a prueba en gran medida la experiencia y las habilidades del operador, requiere mucho tiempo y tiene poca precisión. Un funcionamiento inadecuado puede generar riesgo de colisión de cuchillas, aumentando así los costes de mantenimiento. Aunque es conveniente y seguro utilizar herramientas de configuración de herramientas profesionales para determinar el valor de compensación cero, las herramientas de configuración de herramientas profesionales existentes tienen funciones relativamente limitadas y solo pueden completar uno de los valores de compensación cero para las coordenadas X e Y y las coordenadas Z. Para completar la configuración del valor de compensación cero para todas las coordenadas, es necesario reemplazar diferentes herramientas de configuración de herramientas, lo que lleva mucho tiempo; Además, el ajuste profesional de herramientas es relativamente caro y requiere un alto rendimiento de la máquina herramienta. Las fresadoras CNC generales son difíciles de cumplir con los requisitos y requieren una actualización y transformación de la máquina herramienta, lo que es costoso y no adecuado para algunas pequeñas y medianas empresas.
Las empresas adoptan.
Diseñe un instrumento de alineación de herramientas que pueda completar simultáneamente los valores de compensación cero de las coordenadas X, Y y Z. La estructura es simple, el costo es bajo, la operación es conveniente y la precisión es alta. Puede resolver el problema de establecer los valores de compensación cero del sistema de coordenadas de la pieza de trabajo para fresadoras CNC y centros de mecanizado.
1. Diseño estructural del instrumento de alineación de máquina herramienta fresadora CNC
1.1 Diseño estructural general
La fresadora CNC consta principalmente de dos partes, a saber, un mandril y un indicador. Entre ellos, el plato incluye principalmente una garra, una carcasa cilíndrica y un núcleo de plato. La posición central de la garra está equipada con un espacio de sujeción, que se utiliza para sujetar la herramienta de corte; El indicador consta principalmente de un eje de conexión, manguito aislante, batería, diodo emisor de luz, resorte, tubo indicador, biela, contacto, etc. Hay una fuente de alimentación y un dispositivo luminoso dentro del tubo indicador, y un orificio transparente es colocado en la pared lateral del tubo indicador, a través del cual se puede observar si el dispositivo luminoso emite luz; Conecte el eje a la fuente de alimentación y conecte la fuente de alimentación al elemento luminoso; El elemento luminoso está conectado al contacto y el contacto es coaxial con el espacio de sujeción [3].
Al establecer el valor de compensación cero del sistema de coordenadas de la pieza de trabajo, la pinza del cuerpo del mandril se sujeta e instala en la herramienta de la máquina herramienta. Cuando el contacto del indicador está en contacto con la pieza de trabajo, se forma un circuito cerrado y la parte iluminada del indicador puede emitir luz, logrando el propósito de alinear la herramienta. Fácil de operar, seguro y confiable.
1.2 Diseño de la estructura del indicador
El indicador consta principalmente de un eje de conexión, manguito aislante, batería, diodo emisor de luz, resorte 1, tubo indicador, biela, resorte 2 y contacto. El extremo inferior del indicador es un contacto esférico, que se fija en el orificio en forma de arco en la parte inferior de la biela mediante un resorte. Cuando se somete a una fuerza radial, puede girar hacia la izquierda y hacia la derecha, y cuando se elimina la fuerza externa, puede volver a su estado original. Cuando el contacto hace contacto con la pieza de trabajo en el costado, puede amortiguar la fuerza de la pieza de trabajo en el instrumento de alineación de la herramienta de fresadora CNC, evitar deformaciones y daños al instrumento de alineación de la herramienta y reducir la precisión del instrumento de alineación de la herramienta. El material del contacto es un conductor metálico de alta dureza y resistencia al desgaste, lo que evita el contacto frecuente con la pieza de trabajo y provoca desgaste, lo que provoca cambios en el tamaño del contacto y también puede actuar como conductor de conductividad.
La forma general de la biela es un eje escalonado en forma de T, con un orificio escalonado en el medio. El orificio grande se usa para colocar resortes y el orificio pequeño se usa para conectar cables; La superficie cilíndrica con un diámetro mayor en forma de T se encuentra dentro del orificio cilíndrico dentro del tubo indicador. Adopta un método de ajuste de espacios pequeños IT5-IT7 nivel H/g. El cilindro más grande está equipado con un resorte de compresión encima, de modo que la biela siempre está fijada en la abrazadera en el extremo inferior del tubo indicador. Cuando se somete a una fuerza axial, puede deslizarse hacia arriba y hacia abajo, y cuando se elimina la fuerza externa, vuelve a su estado original. Cuando el contacto del extremo inferior del dispositivo de ajuste de herramientas hace contacto con la superficie superior de la pieza de trabajo, la biela puede moverse hacia arriba para amortiguar la fuerza de la pieza de trabajo sobre el dispositivo de ajuste de herramientas y evitar la deformación o daño del dispositivo de ajuste de herramientas (Figura 1).

Figura 1 Instrumento e indicador de alineación de cuchillas
El extremo superior del resorte es un tubo aislante transparente en el que están instalados un diodo emisor de luz y una batería CR1025. Los polos positivo y negativo del diodo emisor de luz están conectados a la batería de contacto mediante cables. Cuando se forma un circuito cerrado entre el diodo emisor de luz y la batería, el diodo emisor de luz se iluminará. El extremo superior de la batería está conectado a la columna de contacto del eje de conexión, que se fija en el orificio central del anillo aislante y se conecta con un hilo fino triangular ordinario. El extremo superior del eje de conexión se atornilla en el orificio roscado en un extremo de la abrazadera a través de la rosca para fijar la posición [4].
1.3 Diseño de estructura de abrazadera
El cuerpo del mandril se compone de un núcleo del mandril, un anillo roscado cónico, una abrazadera y una carcasa cilíndrica. El núcleo de perforación tiene un orificio de sujeción de garras y una ranura de sujeción de anillo roscado cónico. El extremo roscado de la garra se instala en el orificio de alojamiento de la garra en el núcleo de perforación y se conecta al anillo roscado cónico en la ranura de alojamiento del núcleo de perforación a través de roscas. Los extremos sin rosca de las tres garras forman un espacio de sujeción para sujetar la herramienta. El anillo roscado cónico se compone de dos semicírculos, formando un círculo entero, incrustados en el anillo roscado cónico acomodando una ranura. El núcleo de perforación está incrustado con una carcasa cilíndrica en el exterior y se utiliza un pequeño ajuste de interferencia H7/p6 entre la carcasa cilíndrica y el anillo roscado cónico, que puede transmitir torque. Al girar la carcasa cilíndrica, el anillo de rosca cónico gira y el anillo de rosca cónico hace que la garra se expanda y retraiga, lo que hace que cambie el tamaño del orificio de alojamiento entre las garras, lo que facilita la instalación de herramientas de diferentes diámetros. y herramientas de bloqueo. Exceptuando la unión con el anillo roscado cónico, la carcasa cilíndrica y el núcleo de perforación pueden girar entre sí sin necesidad de ningún ajuste especial. Se adopta un ajuste de tolerancia H9/d9 con un espacio grande y la estructura del mandril se muestra en la Figura 2.

Figura 2 Estructura de la abrazadera
2. Uso del instrumento de alineación de máquina herramienta fresadora CNC
Tomando como ejemplo la fresadora CNC Oi Mate de la serie FANUC, este artículo presenta el método de uso del instrumento de alineación de la fresadora CNC (Figura 3): Gire la carcasa cilíndrica del instrumento de alineación de la fresadora CNC para aumentar el orificio de alojamiento entre las tres mordazas y profundice la herramienta en el mango de la herramienta en el orificio de alojamiento entre las tres mordazas, de modo que la punta de la herramienta entre en contacto con el fondo del orificio de alojamiento. Luego, gire la carcasa cilíndrica del instrumento de alineación de herramienta de fresadora CNC en la dirección opuesta, las mordazas se extienden, el orificio de alojamiento disminuye y la posición mutua del instrumento de alineación de herramienta y la herramienta se fija.

Figura 3 Instalación del instrumento de alineación de herramientas
Al configurar el desplazamiento del punto cero en la dirección del eje Z, opere la máquina herramienta CNC para acercarse gradualmente a la superficie superior del punto cero de la pieza de trabajo. Cuando se encienda la advertencia del instrumento de configuración de herramientas, presione el botón "OFF SET" en el panel de operación de la fresadora CNC para encontrar la interfaz de configuración de compensación del punto cero. Ingrese el valor de longitud inherente del instrumento de configuración de la herramienta de fresado de control numérico en el área de amortiguación, presione el botón "Medir" o lea el valor de coordenadas mecánicas que se muestra en la máquina herramienta en este momento, agréguelo al valor de longitud inherente de la configuración de la herramienta instrumento e ingrese el valor obtenido en la interfaz de configuración de compensación del punto cero para completar la configuración de compensación del punto cero del eje Z.
Al configurar el desplazamiento del punto cero en la dirección del eje X, opere la máquina herramienta CNC para acercarse gradualmente a la superficie lateral de la pieza de trabajo en la dirección del eje X con el contacto del posicionador de herramientas. Cuando se encienda la advertencia del configurador de herramientas, ingrese el valor de coordenadas del configurador de herramientas en el sistema de coordenadas de la pieza de trabajo en el área de amortiguación de la interfaz de configuración de compensación del punto cero y presione el botón "Medir" para completar la configuración de compensación del punto cero en la dirección del eje X. El método de ajuste de compensación cero en la dirección del eje Y es el mismo que en la dirección del eje X [6].
3. Principio de funcionamiento del instrumento de alineación de máquina herramienta fresadora CNC
Cuando el contacto está en contacto con la pieza de trabajo, la corriente fluirá desde el electrodo positivo de la batería dentro del indicador, pasará a través del eje de conexión y llegará a la parte de abrazadera del posicionador de herramientas. La abrazadera está conectada a la herramienta y la herramienta se instala en el portaherramientas. El portaherramientas se instala en la máquina herramienta y la pieza de trabajo se fija en la máquina herramienta. La pieza de trabajo hace contacto con el contacto y el contacto está conectado a la biela. La biela está conectada al electrodo positivo del diodo emisor de luz a través de un cable, y el electrodo negativo del diodo emisor de luz está conectado al electrodo negativo de la batería a través de un cable, formando un circuito cerrado que ilumina el diodo. Cuando el contacto sale de la pieza de trabajo, el circuito se desconecta y el diodo emisor de luz se apaga. El principio del circuito de control se muestra en la Figura 4.
                                                                               

Figura 4 Principio del circuito
4. Conclusión
Para resolver el problema del ajuste del desplazamiento del punto cero en las fresadoras CNC, se diseña un instrumento de alineación de herramienta de fresadora CNC, que puede completar el ajuste del valor de desplazamiento del punto cero en las direcciones de los ejes X, Y y Z de la fresadora CNC. sistema de coordenadas de la pieza de trabajo. Al mismo tiempo, se introduce el uso de herramientas de alineación de herramientas. El instrumento de alineación de la máquina herramienta fresadora CNC incluye principalmente un mandril y un indicador, que está equipado con una pila de botón como fuente de energía y un diodo emisor de luz como dispositivo de advertencia. Al configurar el desplazamiento cero de la fresadora, utilice la pinza del mandril para fijar el posicionador de herramientas en la fresadora. Cuando el contacto del ajustador de herramientas entra en contacto con la pieza de trabajo, la máquina herramienta, la pieza de trabajo, la herramienta y el ajustador de herramientas forman un circuito cerrado y el dispositivo de advertencia se enciende. En la interfaz de compensación cero de la fresadora CNC, ingrese el valor de coordenadas de la herramienta en el sistema de coordenadas mecánico para completar la configuración de compensación cero de la fresadora CNC. El uso de este dispositivo de ajuste de herramientas puede ahorrar efectivamente tiempo de ajuste de compensación cero y mejorar la productividad, porque hay un dispositivo elástico dentro del dispositivo de ajuste de herramientas, que evita el peligro de operación incorrecta y colisión con la herramienta, reduce los costos de mantenimiento, tiene un simple estructura y es fácil de operar.
Proyecto de financiación: Instituto de Tecnología Shandong Huayu 2019 Plataforma de investigación a nivel de campus: Centro de investigación y desarrollo de tecnología de fabricación de herramientas CNC; Proyecto del programa de investigación y desarrollo empresarial de Dezhou: Investigación y práctica del dispositivo de ajuste de herramientas para fresadoras CNC (DZSKJ202008)