关于NC刀具规范化管理的问题

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　　1前言

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　　在数控机床上所使用的刀具(以下简称NC刀具)对加工零件起着很重要的作用。对于自动化程度较高的数控机床，一般都有一个可安装一定数量NC刀具的刀库。在加工程序中的每把NC刀具，需有四个要素来描述：①刀具号，②刀具长度、径补偿序号，③刀具长度、径补偿值，④安装在刀库上的刀位号。在我国，数控机床应用范围越来越广，使用NC刀具加工产品也日益增多，随之，产生了对NC刀具的管理问题。怎样管理好NC刀具?让编程人员便于编制程序、操作人员便于查找及使用NC刀具、避免事故和废品、提高产品质量、提高生产效率、提高企业的管理水平，已经是我们面临的重要问题。对NC刀具的管理应该从无序化转向有序化、规范化，直至标准化。

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　　沈阳气体压缩机厂于1991年从日本购置了一台MPB-3080B(R.NC)数控龙门镗铣床。七年来，该厂在NC刀具规范化方面做了一些尝试，收到了可喜的效果。下面，将以该厂为例，介绍NC刀具规范化管理的方法。

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　　2简介

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　　该厂购置的数控机床具有铣、镗、钻、攻丝等功能。自1991年投产以来，主要担负着该厂的大、中型压缩机机身的精加工，大型模具、各种大修机身的导轨及工作面的修复及一些外协件加工。

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　　对于NC刀具，在最初的使用阶段，编程人员都是根据自己所负责的产品，对在加工过程中所使用的刀具，自行编制刀具号，自定刀具长度补偿序号并任意装入刀库中。因而造成了NC刀具管理的混乱状态。例如：对于同一把刀具，出现了不同的编程人员根据自己的编制体系编制出不同的刀具号，占据多个刀具长度补偿序号和多个刀位的现象。还出现了多种NC刀具同占一个刀具长度补偿序号的现象。在NC存储器中，由于以上各存储区域容量有限，这种混乱的状态给编程和操作带来诸多不便。处理不当或修改不及时，造成事故及废品。还因众多人的重复劳动而浪费了大量的时间。为了改变上述状况，采取了下述三种办法：①统一了刀具号的编制方法，②制定了刀库中刀位的安装规则，③加强刀具长度补偿区域管理。经过这三个步骤的规范化管理，方便了编程和操作，稳定了产品质量。表1刀具类别代号

　　3具体方法

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　　3.1统一刀具号的编制方法

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　　刀具号的编制本来是非常自由的。该机床使用的TOSNUC-600M数控系统规定，只要符合T代码后面加上一个不超过六位数的任何一个数，都将被系统识别为刀具号。NC刀具从种类上可划分为铣刀、镗刀、钻头、丝锥等类，从标准状况又可分为标准刀具和非标准刀具。对被加工零件来说，有些刀具是通用刀具，有些则是专用刀具。随着产品的增多，使用的NC刀具种类及规格也不断地增加。为了使编程人员和操作人员便于查找及了解现有NC刀具的类型、规格等状况。首先，规定了统一的刀具号，其编制方法为：

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　　(1)把现有的NC刀具分为9类，规定T代码后面的第一位数字表示刀具的类别，详细内容见表1。

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　　通过上述统一规定，只要识别出T码后的第一位数字，即可判断出是哪种类别的刀具。

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　　(2)T码后第二位数字基本表示刀具的装夹类型，但镗刀类与其他类型的刀具有所不同。详细内容见表2。表2刀具装夹类型代号

　　(3)T代码后第三至第六位数字表示的是刀具的规格。其中，镗刀类用第三至第六位数字表示。其他类型刀具用第三至第五位数字表示。例如：①镗刀类：第三至第五位数字表示镗刀直径的整数部分，第六位数字表示镗刀直径的小数部分。T114497表示的是直径大于f300mm，7∶24锥柄且直径为f449.7mm的镗刀。②钻头类：第三至第四位数字表示钻头直径的整数部分，第五位数字表示钻头直径的小数部分。T21380表示直径为f38mm的自动装夹钻头。

　　采用上述的统一编制方法后，只要根据T代码后面的数字，就可以判断出是什么类型的刀具，以及刀具的规格。

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　　3.2制定刀库的安装规则

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　　编程和操作人员希望通过用最简便的方法，就能了解在刀库中安装了多少把NC刀具，它们属于哪种类型，分别安装在哪个刀位上，加工范围是多少等问题，以便查找出他们需要的刀具并确定在更换加工零件时，还需不需要准备新的NC刀具等。基于这些想法制定了刀库的安装规则。

　　刀库的安装规则：①将刀库的刀位划分成几个区域。②在每个区域中有规律地安装同种类型的刀具。③每把刀具安装位置由编程人员填写在刀库位置现状表中，以便查询。按照上述规则和程序工作，可大大提高数控机床的工作效率。下面，以MPB-3080B(R.NC)数控机床为例加以说明。

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　　该数控机床的刀库有90个刀位，执行刀具自动更换(ATC)指令。按NC刀具安装规则，该刀库刀位划分区域如下：(1)3号刀位安装E1测头，(2)1～20号刀位安装T13类镗刀……，(7)66～85号刀位安装端铣刀，(8)86～90号刀位安装其他类型和临时使用的刀具。上述工作完毕后，再按第②、③项工作内容编排顺序及填写刀具位置现状表即可。其刀具位置部分现状示例见表3。表3刀位现状表(示例)

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　　根据刀库位置现况表，就立即可查询到刀库中现有各类刀具的类型、规格及所在位置。

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　　3.3加强刀具长度补偿区域的管理

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　　在一个加工程序中，所使用NC刀具的长度补偿值正确与否直接影响着工件的加工质量，因此，除了要求操作者在加工前，对加工部位所使用的刀具长度补偿序号和值认真加以核对外，还需要有一个可行的管理办法，使其更加安全可靠。其管理办法：①刀具长度补偿区域划分几个使用域。②规定双数序号为+H码区域，单数序号为-H区域。③对常用的NC的刀具指定了固定的补偿序号。TOSNUC 600M系统在刀具长度补偿区域中有99个序号可供使用，即H001～H099，其规定如表4

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　　表4不同种类型刀具长度补偿区域的划分

　　NC刀具径补偿区域管理办法(略)。

　　通过一段时间的使用后，大家都能熟知某些常用刀具的补偿序号及补偿值，避免不必要的错误。例如：端铣刀是常见且常用的NC刀具，我们按其直径大小及粗精加工，分别将它们的长度补偿值填在规定的长度补偿序号中。因为，每一把端铣刀的长度只在很小的范围内(0.02～0.05mm)之间发生变化，一旦出现了较大误差时，就可以立即被发现，及时找出原因并作相应处理，避免了质量事故的出现。

　　4结论

　　经过几年的生产实践证明，对NC刀具规范化管理，便于编程及操作，在稳定产品质量及提高工作效率方面起到了重要的作用。在程序中所使用的每一把NC刀具，都要经过以下8个工作步骤，才能按程序调出NC刀具到加工所需的工位。①准备；②组装；③测量；④填写测量数据表；⑤将刀具装入刀库；⑥填写刀位表；⑦将刀位表数据输入NC存储区；⑧将刀具长度、径值分别输入NC存储区。在MPB-3080B(R.NC)数控机床上加工的零件，最简单的程序中使用5把刀具，最复杂的使用25把刀具，采用NC刀具规范化管理后，大大提高了生产效率。【MechNet】