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牧野铣刀开发出精度达0.5μm刀具形状检测系统,企
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牧野铣刀开发出精度达0.5μm刀具形状检测系统,企

日期:2020-05-03 19:04点击数:

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  牧野铣刀制作所开发出了可在机床上检测0.01mm直径微小刀具的位置和振动的刀具形状检测系统(图1),并已开始销售。该系统能够高精度掌握微小切削加工时的刀具位置,确认有无折损等情况,因此有助于连续进行高精度的自动加工。该系统是通过对CCD(固体摄像元件)摄像头自动拍摄的多幅图像进行分析来检测刀具的,能够配备在微细精密加工机iQ300和立式加工中心V33i两款机床上,将从2012年8月开始供货。

  

牧野铣刀制作所 刀具形状检测系统图1:牧野铣刀制作所开发并销售的刀具形状检测系统

  

刀具形状检测系统利用CCD摄像头拍摄的刀刃轮廓图2:刀具形状检测系统利用CCD摄像头拍摄的刀刃轮廓

  微细加工时,刀片切入量只有数μm以下,因此必须要以1μm的精度来掌握刀具的刀刃位置和直径。但加工人员依靠肉眼几乎看不到微小刀具,因此必须要利用专门的监视装置。由于刀具附近有切屑及冷却液飞散,因此很难使用摄像头及传感器,而牧野铣刀通过组合使用防尘性非常高的摄像头与能够自动检测的控制分析装置,实现了对微小刀具的检测。

  摄像头头部在防尘和防水方面都达到了IEC(国际电工委员会)规定的IP67保护等级,在防固体异物方面达到最高保护等级,在防水方面达到第二高等级。摄像头还配备不检测时用来保护镜头的遮板,并通过不断地从装置内部喷出空气来防止冷却液的侵入。该检测系统事先保存了光学系统保持清洁时拍摄的图像,通过将这些图像与摄影结果相比较,可自动检测光学系统是否有脏污现象,脏污严重时就会发出警报。

  检测时使用波长较短的蓝色光,以0.01μm的读取单位计算出微细刀具的轮廓。检测时使刀具与加工时相同的速度高速旋转,根据其转速自动决定摄影间隔,获得多幅频闪摄影图像。检测刀具直径时,将刀具振动部分也包括在内,识别为轮廓的最大宽度。另外还配备了主轴预热时监视刀刃位置的变化,处于稳定状态后再开始加工的功能。

  可检测的刀具直径为0.01~32.0mm,检测范围可在0.7×0.52mm与0.4×0.3mm两个级别间切换。刀具长度和直径的反复检测精度为±0.5μm以内。日本国内售价为390万日元(不含税,约31万元人民币),计划每年销售60台。

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