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几种新型入门级刀具预调仪
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刀具预调仪进行机外对刀能够增加机床主轴的有效加工时间,对于这一点无人置疑。然而,有些中小型加工车间的老板却认为购买刀具预调仪一是价格太昂贵,经济上不划算;二是操作太复杂,难以高效使用。但是,刀具预调仪制造商用他们的产品对这些拒绝理由作出了新的回答。
  有几家刀具预调仪制造商最近(大部分是在IMTS 2006展览会上)推出了多款价格在1.2~2.3万美元的入门级刀具预调仪产品,而且这些低价位仪器大多配备了易于操作的自动刀具测量系统,从而消除了对刀具预调仪的各种臆测。由于可以大大缩短加工准备时间,这些入门级刀具预调仪尤其适合那些主要加工小批量零件、需要频繁换刀的加工车间使用。当然,也有较高档的刀具预调仪供用户选择。
  以下介绍的大部分刀具预调仪都能提供多种刀具信息处理及输出方式,例如打印随刀标签、以打印输出方式或利用以太网直接联接到加工机床以传送刀具电子数据的方式组合提供加工所需的刀具信息。大多数刀具预调仪还能提供刀具测量和检查选项。
  (1)Zoller公司推出一款对其可实现非接触预调和测量的入门级刀具预调仪“smile”进行了再设计的新版产品。手动操作的smile刀具预调仪可用于所有加工操作,并可根据刀具长度提供3种最大Z轴测量范围(400mm、500mm和800mm),可以自动测量刀具的标准参数(长度、直径、刀尖圆弧半径和两个切削刃角度)。它还配备了一个工业级触摸屏监视器,并可在监视器的所有四个象限内对切削刃进行自动检测(即使切削刃角度大于90°)。
  Zoller公司是一家专门开发和制造刀具预调和测量系统的厂家。该公司副总裁Alexander Zoller指出,smile刀具预调仪的相机系统是其主要亮点。某些入门级刀具预调仪采用轮廓投影仪来测量刀具,它需要操作者对刀具进行手动瞄准,因此其测量结果可能因不同的操作者而出现差异。Zoller刀具预调仪的的图像处理实现了全自动化,无需任何编程操作。
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“一旦相机检测到刀具边缘,它就能测量出5个尺寸,”Zoller说,“这不仅缩短了调整时间,而且由于能将刀具始终预调到同一尺寸,因而提高了工件加工质量。”smile刀具预调仪的使用十分简单。操作者只需用一只手将相机移动到刀具切削刃位置,一旦切削刃进入视场,按下快门即可完成测量。smile刀具预调仪的起步价为16500美元,通常可提供3~6个月的回款期。
  (2)Command Tooling Systems公司推出的Command Digiset 6刀具预调仪包括400型和600型两种型号(Z轴最大测量范围分别为400mm和600mm)。它可以管理多达1000把刀具的数据。
  Digiset 6刀具预调仪采用了先进的视频图像技术。Command公司的工程主管Dennis King介绍说,“刀具预调仪的发展历程是从基于千分尺的单轴型发展到采用接触式测量的二轴型,然后发展到采用光学投影仪的非接触测量型,最终发展到视频相机型。”
  视频系统使用户可以完成用光学比较仪不可能完成的测量任务。King说,“你可以测量刀具的实际刀尖,也可以测量其理论切削刃;你可以绘制刀具轮廓,也可以旋转刀具以观察后一个刀片与前一个刀片的匹配情况;你可以将照明方式从刀具后方变换到刀具前方,以观察刀具是否出现月牙洼磨损或切削刃是否破损。”
  简单易用是Digiset 6刀具预调仪的主要优点。King说,“你基本上只需要通过控制器确定想使用的功能,然后揿下按钮,仪器就会自动进行测量,或给出简单的菜单供你选择。”Digiset 6 400型的价格为16650美元,600型的价格为19650美元。
(3)Schunk公司通过与EZset LLC公司的合作,为其TRIBOS多面夹紧式刀柄推出了一种中等尺寸范围的手动型刀具预调仪。Z轴最大测量范围为400mm的仪器型号售价为18000美元,600mm型号为22000美元。测量精度为0.004~0.008mm。该仪器包括ImageController1自动图像处理软件、刀具检测功能以及径向和轴向跳动测量程序。
  据Schunk公司的产品经理Jeff Keith介绍,这种新型刀具预调仪可为TRIBOS刀柄用户提供全方位的刀具预调选择。“我们已经提供了两种基本型TRIBOS带表卡尺预调装置(售格800~2500美元,精度0.010mm)。在高端范围,我们则推荐与Zoller公司合作开发的全自动、PC机控制的TRIBOS刀具预调仪,其精度可达0.002mm。”所有这三种仪器在预调时都采用了一体化的液压夹紧以驱动TRIBOS刀柄。
  新型的TRIBOS/EZset刀具预调仪适用于对刀具预调精度要求较高的中型或大型加工车间和生产厂。
  (4)Lyndex-Nikken公司是Elbo Controlli刀具预调仪的北美独家进口商。最新型的Elbo Controlli E-450刀具预调仪采用了花岗岩立柱和基座,可以避免温度变化的影响;安装在弹簧滚子保持架和光学刻度尺上的主轴轴体可将跳动误差限制在2μm以内。
  Elbo Controlli刀具预调仪的Twinvision-S数码相机系统包括一个CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器,它既可用于刀具检查,又可用于刀具测量。最大可测直径为400mm,最大可测高度为500mm。
  “数码相机在整个视场范围内精度都很高,”公司副总裁兼销售与营销经理Preben Hansen介绍说,“由于模拟相机采用了曲面透镜,虽然其中心点的精度很高,但一旦离开中心点,精度就会下降。这就是我们的刀具预调仪要采用全数字式光学系统的原因。”这种数码相机可兼顾刀具检查与刀具测量。“当你安装并测量一把刀具时,正是检查其切削刃状况的良机。”Hansen说。
  E-450刀具预调仪采用了真空夹持系统。“如果与刀具锥度匹配,就能实现夹紧。但如果刀具上有砂粒或污垢,就会影响其密封性,使真空夹持失效,此时你就会收到报错信息,这种报警功能可确保锥面接触和测量的精度。”Hansen说。E-450刀具预调仪的售价为15900美元。
  (5)由Rego-Fix刀具公司和瑞士PWB Systems AG公司制造的Toolmaster 10刀具预调仪是一种手动型台式刀具预调仪,其测量立柱和刀具主轴安装在一个热稳定性好和无应力的铸铁基座上。Toolmaster 10有两种型号,最大Z轴测量范围分别为360mm和500mm。
  新推出的仪器采用了一种新型TCAM2监视器。TCAM2采用一台CMOS数码相机和一个10.4″的显示屏(老型号的显示屏为3.4″)。此外,新的仪器采用了一种由鼠标驱动的简明界面。数码相机能够自动识别数据已经输入系统的刀具。“一旦刀具被识别,你的可选操作都是针对该刀具的选项。”Rego-Fix刀具公司的产品工程师David McHenry说。
  此外,Toolmaster 10采用针式轴承套代替了原来的密封轴承主轴。“这是一种内置长针式轴承的尼龙套,”McHenry说,“它可以大幅减少主轴接触和跳动误差。此外,它非常耐用,你不必担心污物或碎屑会损伤针式轴承或尼龙套本身,你可以很容易地将它清洗干净。”
  用户可以对Toolmaster 10仪器的刀塔与基准芯轴之间的平行度进行电子校正,而不必使用手动螺旋校正装置。Toolmaster 10刀具预调仪的起价为12900美元。
(6)Haimer公司推出的Tool Dynamic刀具预调仪将刀具测量与刀具平衡系统集于一体,它采用了saturn 1图像处理技术和一台35×放大率的远心物镜相机,能够自动识别刀具切削刃的形状。最大Z轴测量范围为450mm。
  “刀具的预调和平衡对于许多加工车间都是有益的,但它们常常被忽视,因为它们是辅助工序而非直接的切削加工,”Haimer美国公司总裁Brendt Holden说,“我们考虑,我们可以使用户以一台仪器的成本获得两种使用功能。”
  与使用减径套相比,刀具平衡机的夹持主轴为刀具测量提供了一个理想的平台。Holden说,“标准的刀具预调仪有一个基准底座和立柱,并利用减径套将刀柄锥度从50锥度转换为40锥度,这样可能会引起微小的公差累积,在检测跳动误差时尤其如此。与此不同的是,我们的仪器有实际的主轴,它们可以与机床主轴夹持刀具相同的方式来夹持被测刀具。”
  Haimer公司提供了该仪器的刀具平衡技术,Zoller公司提供了刀具预调技术。作为合作方,Zoller公司利用Haimer的热缩刀柄平衡技术和Zoller的刀具预调技术,综合开发了一种刀具热缩/预调机。
  通过在修正了偏心量的机床上使用经过平衡的刀柄,许多加工车间可以提高生产速度。Holden说,“我们发现,车间现有的低转速机床有时也能发挥出最大的效益。使用经过平衡的刀具,这些机床的转速通常可从3000rpm提高到机床的最高转速6000rpm。”Tool Dynamic刀具预调仪的售价为70000~80000美元。
  (7)大昭和精机公司(BIG Kaiser Precision Tooling Inc.)最近推出了Speroni STP-35 Basic和STP-35 EzVision刀具预调仪。这种新型台式刀具预调仪的Z轴高度允许测量长度达20″(500mm)的刀具,显示分辨率为0.000039″。可选的EzVision型则是一种自动化的数字式刀具测量系统。
  “Speroni STP-34型能够测量的最大刀具长度为16″(400mm),但某些用户需要更大的测量范围,”BIG Kaiser刀具测量系统全美销售经理Richard McCarthy说,“为了获得更大的刀具测量长度,加工车间通常不得不购买规格大得多、价格也更昂贵的车间型刀具预调仪。因此,我们开发了采用更长的新型立柱的STP-35型,由于仪器的铸铁基座具有很好的强度和刚性,因此我们可以做到这一点。”
  大多数台式刀具预调仪都采用轻型结构,许多还用铝合金材料制造。McCarthy说,“采用铸铁基座的STP-35型重量超过300磅,因此稳定性非常好。经过热处理的铸铁材料使仪器具有呈线性的膨胀和收缩系数,因此导轨与固定导轨的材料之间不会发生扭曲变形。”Speroni STP-35 Basic刀具预调仪的售价为12000美元,STP-35 EzVision型的售价为20000美元。
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