STC1000刀庫零點的設定與調整

高 博

（中國航發哈爾濱東安發動機公司，黑龍江哈爾濱 150022）

0 引言

五軸聯動數控機床在使用過程中，換刀的故障比較頻繁，占設備故障的50%以上，影響了加工中心的加工效率。通過對五軸加工中心機床STC-1000換刀故障分析與排除方法的研究，從實際應用的角度對STC-1000換刀機械手無法取刀的故障進行了原因分析，通過具體調整實例提出了刀庫零點的設定調整方法。

1 STC加工中心概述

STC系列動態加工中心采用五軸聯動模式，可從任意角度進行五面加工，實現鋁、鋼、鐵及其它難以加工材料的高效力加工，滿足最終精度的要求。STC系統特別適合諸如航空航天、汽輪機和燃氣輪機零部件等具有挑戰性的加工任務，以及精密機械和通用產品的制造。其高度的模塊化特征可以適應不同的工藝要求。

1.1 柔性化

柔性加工概念 斯達拉格STC系列加工中心采用更加柔性從而也更為安全的方式，將您的創新生產理念變為現實。新的工藝技術、快速的產品轉換以及對加工質量和精度的持續增加的要求需要模塊化、智能化的制造方法以及相應的加工概念。通用加工技術在汽車工業、精密機床制造業和模具行業，越來越多的復雜零件涌現出業，這也帶動了創新的加工理念的出現。

1.2 模塊化

將機床的各個功能實現模塊化，并有機結合起來。簡化加工過程、提高效率和柔性、保證高精度的解決方案。這其中，智能的刀具管理和可擴展的工件管理確保可靠快速的刀具交換。STC系統加工中心的真正的潛力在加工復雜零件時尤其可以顯現出來。由于刀具可以在相對于工件的任意角度定位，工件可以一次裝夾便完成加工，極大地減少夾具費用和準備時間。

2 自動換刀系統

2.1 換刀結構

數控機床的自動換刀系統通常采用3種結構：①直接在刀庫和主軸之間換刀。采用刀庫運動，但刀庫運動限制了刀庫的結構。②利用機械手在轉塔頭與刀庫之間進行換刀。它是指轉塔上有2個主軸，當一個主軸加工，另一個主軸和刀庫之間完成刀具的更換，但主軸結構影響了它的使用。③用機械手在刀庫與主軸之間換刀。它采用機械手運動，通過直線和旋轉運動完成刀具從刀庫的固定軸到主軸的轉換。由于此種換刀結構多樣，目前數控機床普遍使用這種有中間介質機械手的自動換刀裝置。

2.2 STC1000刀庫結構及換刀動作循環

STC-1000刀庫系統結構比較復雜，完成一次自動換刀需要一次系統動作。STC主軸是臥式主軸，通過裝刀機構向主軸裝載刀具。在刀庫中有機械手進行自動取刀，取出刀具后與裝刀機構進行刀具交接。

當刀庫中機械手的電機傳動皮帶出現破損并進行更換后，導致機械手在刀庫中各軸的定位零點丟失。機械手已經無法定位準確的刀位位置。換刀動作循環被中斷。

2.3 刀庫零點的位置

從圖1中可以看到STC1000刀庫中刀具的排列方式，依靠可旋轉的刀塔，和每個刀塔上的3個刀排，刀庫的刀具容量可以達到一百余個。2號刀塔，5號刀排，15號刀位，以該刀位取刀位置的TLY（刀庫Y軸）、TLZ（刀庫Z軸）為相應軸的零點。需要將機械手移動到該刀位位置，如圖2所示。

2.4 調校STC1000刀庫零點的方法及步驟

2.4.1 程序執行及通道選擇

圖1 刀庫裝刀位

圖2 刀庫零點

首先將機床的服務級別調整至制造商級，并按如下方法操作。

（1）將DB101.DBX130.0由0置位為1；

（2）將手輪從機床前部卸下，連接到位于后部的換刀門處；

（3）將機床控制面板選擇到通道2的工作方式下；

（4）在MDI方式下，輸入指令：ROT RPL=-225；旋轉坐標系指令；

（5）選擇程序執行，執行該指令；

（6）不按復位鍵，按memu鍵后，選擇垂直軟鍵中的JOG鍵，此時面板上JOG指示燈點亮；

（7）按下WCG按鍵，選中燈亮；

（8）將NC鑰匙旋至最右側；

（9）適當調整倍率，不能為零。

2.4.2 利用手輪手動移動刀庫中各軸

（1）將連接至刀庫后門的手輪，按下⊙手輪鍵再選擇JOG方式；

（2）選擇坐標軸TLY；

（3）先按住側面使能鍵（此時位于機械換刀手上部最左側液壓閥接通）再按下手輪上的強制鍵，此時再按相應的+和-鍵即能將刀庫的feeder（刀庫中的換刀車）沿刀庫Y軸上下移動。注：若此時移動TLY軸時，TLZ軸同時移動，則是步驟一中的操作未成功；

（4）移動刀庫中的TLZ軸時，重復上述步驟，并將2中的TLY選擇為TLZ。

2.4.3 手動Feeder從刀排中抓刀的方法

（1）將連接至刀庫后門的手輪，按下⊙手輪鍵再選擇MEMU按鍵；

（2）按<或>鍵選擇相應的功能菜單；

（3）選擇Tool Changer界面；

（4）按V（下）鍵進入下一界面，managementFeeder菜單；

（5）此時，先按住側面使能鍵（位于機械換刀手上部最左側液壓閥接通）再按下手輪上的強制鍵，此時再按相應的+和-鍵即能將刀庫中的feeder（活動刀套）沿垂直于刀庫YZ軸平面前后移動。

2.4.4 刀庫零點偏置的設置方法

當進行完上述步驟，此時機械手Feeder應能自如順暢的抓取15號刀位的刀具，用檢表測量抓取時的移動量應在允差范圍內，則此位置為刀庫各軸的零點。設置方法如下。

（1）選擇機床軸數據TLY和TLZ的34210[1]：由2置1再置2；

（2）NCK重新啟動；

（3）此時TLY與TLZ的位置坐標應補償在34090中；

（4）再次復位后，TLY與TLZ均應為0位置，零點設置完成。

3 結語

通過對STC1000刀庫零點的重新設定和調整，對刀庫的機械結構、功能和機械部件的傳動控制有了新的認識，在對該刀庫機械精度較準后，可以順利的實現換刀循環和裝卸刀等控制，完全滿足了加工的需要，同時對機床刀庫的機械性能進行的彌補，對效率提升，大有裨益。