摘 要：隨著科學技術的快速發展，數控機床向（xiàng）高速度、高精度、高效率、柔性化方向發展，具有諸多優點的五（wǔ）坐標加工中心是現代數控機床的發展方向之一。然而（ér）在（zài）滿足五坐標機床主軸角度變換的前提是確定主軸上的刀（dāo）具基本幾何長度。刀具基本幾何長度是（shì）由操作者在對刀儀上通過對刀儀的紅外探測器測量，並由操作者將測量出（chū）的刀具基本幾何長度結果輸（shū）入機床中完成數據（jù）傳遞（dì）。由於傳遞過程中存在人為參與，故在輸入刀具基本幾何長度過程中容易造（zào）成將刀具基本幾何長度值輸入錯（cuò）誤，進而導致工件由於刀具長度值錯（cuò）誤造成超差，甚（shèn）至報廢。

      1、 工作（zuò）意義

     針（zhēn）對刀具基本幾何長度人為輸入錯誤，建立（lì）有效防錯機製，避免因人為輸入刀具基本幾何長度錯誤造成零件超差，產生（shēng）廢品，減少內部質量損失（shī）。

     2 、工作內容

     分析輸入錯誤的產生原因，針對原因製定相應（yīng）的防（fáng）錯方法；查找技術資料，充分利用現有資源進行防錯；編製防（fáng）錯程序並對程序進行實驗。

     2.1 刀具基本幾何長度值輸入錯誤（wù）的形式

     通過長（zhǎng）時間現場調研，發現刀具基本幾何長（zhǎng）度值（zhí）輸入錯誤（wù）形（xíng）式一般有（yǒu）兩種：（1）數值基本數字輸入正確（què），僅僅是小數點輸入（rù）錯誤（即輸入數據應為154.62，而實際輸入數據15462）；（2）數值數字輸入錯誤（即輸入數據應為154.62，而實際輸入數據為145.62）。

      2.2 針對錯誤形式製定防（fáng）錯方法

      針對小（xiǎo）數點輸入錯誤的形式，經過粗略的現場（chǎng）實際調研，刀具基本幾何長度一般不會小於90mm，因（yīn）此該問題可以通過“比較法”進行比較（輸入值應大於（yú）90mm），如果（guǒ）結果為“真”，即可繼續加工；如果結果為“假（jiǎ）”，停止加工，並報錯。

      針對數值輸入錯誤，製定如下方案：

      （1）采用外置（zhì）對刀儀直接與數控設備（bèi）進行交換

      操作者在（zài）外置對刀儀上測量刀具基（jī）本幾何長度值結果直接自（zì）動輸入到數控加工設備中，可以避免人為參與造成數值輸入錯誤。但該方（fāng）法需（xū）要對刀（dāo）儀與加工設備相連（lián）接，且需要中間存儲設備作為媒（méi）介，並對外置對刀儀係統進行改造，中間存儲介質可用DNC 等作為媒介，仍然需要對（duì）DNC 等係統（tǒng）進行（háng）改造，改造費用相對較高。

     （2）固定裝夾長度

      該方法是（shì）在新件工藝準備及新（xīn）件研（yán）製階段，由技術能手及（jí）骨幹人員與工藝人員共同實驗確定最優刀具裝夾強度，並保（bǎo）證該刀（dāo）具長度（dù）可以最大限度降低刀具振動，提高刀具剛性、保證生產效率，由工藝人員將刀具長（zhǎng）度（dù）固化到加工程序及工步卡中，當操作者再次加工（gōng）該零件時，隻（zhī）有按（àn）照數控工步卡中規定的長（zhǎng）度（dù）裝夾刀具，程序才能正確（què）運行，否則報錯。但該方法對（duì）操（cāo）作者要求較高（gāo），保證刀具裝夾長度準確（què）；在（zài）首件研製階段，操作者與工（gōng）藝人員經（jīng）驗較為（wéi）豐富，確定刀具長度（dù）應合理，並保證經濟性；該方法精度較差，操作者每次裝夾長度的範圍比較寬範，無法進（jìn）行精確控製；對（duì）工藝人員要求較高，增加較大工作量；對現場刀柄係統（tǒng）需要規範化（huà）管（guǎn）理。
 

     （3）物理防錯

     該方法是采用在夾具固定位（wèi）置（zhì）增加對刀塊，每次更（gèng）換刀具後將（jiāng）刀具運行到該位（wèi）置，測（cè）量刀具（jù）與對刀塊間的間隙，保（bǎo）證刀具（jù）長度輸入正確。但該方法存在碰撞危險，在刀（dāo）長輸入錯誤時（shí），刀具將直（zhí）接與對刀塊進行碰撞（zhuàng），降低機床精度（dù）；由於（yú）各個零件結構、形式不同，夾具結構不同，無法做到統一尺寸控製，需（xū）要工藝人員在加工前自行尋（xún）找對刀位置及（jí）控製尺寸，推廣性不強，且零件（jiàn）數量較多，推廣較為困難（nán）。

      （4）利用機床內置（zhì）對刀儀與外置對刀儀測量值（zhí）進行比（bǐ）較（jiào）

      操作者在外（wài）置對刀儀測量刀（dāo）具基本幾何長度值並將該（gāi）數值輸入到機床中，然後由數（shù）控程序再次驅（qū）動機床內置對刀儀對所夾持刀具進行測量，並進行記錄（lù），比較兩次結果（guǒ），應（yīng）控製在一定範圍內即視為正確，可繼續加工，否則（zé）報錯，停止加工。

      通過對上述方案進行比較，且根據DMU210P 機床本身特點，決定（dìng）采用“利用機床內置對刀儀與外置對刀（dāo）儀測量值進行比較”方案進行刀具基本（běn）幾何長度輸入錯誤（wù）防錯。

      2.3 基本原理

      經過分析，采用“比較法”可以對“小數點輸（shū）入錯誤”及“數值數字輸入錯（cuò）誤”兩種錯誤方式均有效防範，故采用“比較法”進行防錯。

      所謂“比較法”即是（shì）通過采用機床內置鐳射（shè）對（duì）刀係統對刀進（jìn）行測量，測量（liàng）出的數值與操作人員（yuán）在（zài）外（wài）置對刀儀測量並（bìng）輸入（rù）機床中的數值進行對比，比較（jiào）二者的差值（zhí）在（zài）允許（xǔ）的範圍（wéi）內即視為數值輸入正確，若超出範（fàn）圍即視為輸入錯誤，並使機床報警提示，程序結束。2.4 程序展示（圖1）

       結語
 
 
      通過（guò）對該防錯程序的開發（fā），可以防止由於人為輸入失誤造成的刀具基本幾何長（zhǎng）度錯誤，形成有效的防錯機製，降（jiàng）低由於（yú）人為錯誤造成（chéng）零件超差、報廢（fèi）幾率，間接提高產品質量。