CNS 15077-9-2008 Test conditions for machining centres - Part 9 Evaluation of the operating time of tool change and pallet change《切削中心机之检验条件-第9部:刀具与托板更换之操作时间评估》.pdf
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1、1 印月974月 本標準非經本局同意得翻印 中華民國國家標準 CNS 總號 號 ICS 25.040.10 B7300-9 15077-9經濟部標準檢驗局印 公布日期 修訂公布日期 974月15日 月日 (共12頁)切削中心機之檢驗條件第 9 部:刀具與托板更換之操作時間評估 Test conditions for machining centres Part 9: Evaluation of the operating time of tool change and pallet change 1. 適用範圍:本標準規定某些標準測試條件,用以評估機器在進行不同金屬切削之功能時的習用操作時間。
2、此處考慮以下兩類操作之操作時間: (1) 自動更換刀具 (參照第 5 節 ); (2) 自動更換托板 (參照第 6 節 )。 本標準所描述之方法,其目的在容許對具相似大小與功能之不同切削中心機作性能比較。所測得之數據亦可用於技術文獻中,以建立 1 個一致可比較之方式的習用更換時間。其亦可用於對全新或舊有機器之檢驗。 2. 引用標準:下列標準各節經由本文之引用而構成本標準之規定。在本標準出版時此等版本皆為有效。所有標準之修訂,建議已認可參考本標準時應隨時探討引用下列指定標準應為最新版本之可能性。 CNS 15077 1 切削中心機之檢驗條件第 1 部:具水平主軸與附屬頭之幾何檢驗(水平 Z 軸)
3、 CNS 15077 2 切削中心機之檢驗條件第 2 部:具垂直主軸或是萬向頭具有主旋轉軸機器之幾何檢驗 (垂直 Z 軸 ) CNS 15077 3 切削中心機之檢驗條件第 3 部:具整合型分段指示或連續萬向分度頭機器之幾何檢驗(垂直 Z 軸) 3. 用語釋義:本標準中所用之主要用語釋義如下。 3.1 削間換刀時間(cut-to-cut tool change time, CTC) 從加工空間內之基準位置PR處開始移除欲換刀具起,直到次一刀具到達同一位置止,其間所經之時間稱之為削間換刀時間。 備考: CTC 比單純之換刀時間更適用於自動換刀作業之檢驗,因為 CTC 計入自動換刀程式中所有必要之
4、步驟。 3.2 托板換時間(pallet change time, PCT) 從加工空間內之基準位置PR處開始移除欲換之托板起,直到次一托板到達同一位置止,其間所經之時間稱之托板換時間。 4. 預備事項 4.1 測單位:本標準中所有線性尺皆以mm表示,而時間則以sec表示。 4.2 測儀器:本標準中所使用之測儀器僅為實施之範。亦可採用其他可達到同等及至少同等精之儀器為之。 2 CNS 15077-9, B 7300-9 4.3 應進之檢驗:在檢驗機器時,需進本標準內敘述之所有檢驗。如進驗收目的之檢驗時,即依使用者與供應商或製造商間之協議而選擇有關組件或欲解機器性能之相關檢驗。以此等檢驗為樣本,
5、提供精檢驗之批大小,皆應在訂購機器時清楚陳述。僅考本標準為驗收檢驗,未指定所欲進之檢驗以及相關費用之協議,對簽約之任一方具約束。 4.4 安全防護:為安全起,該機器在合且可之情形下,應在適當位置完全安裝具有適當功能之防護與保護裝置。 5. 切削間換刀時間 (CTC)之評估 5.1 評估程式:在可能之情況下,CTC包括: (a) 在基準位置 PR與換刀位置 Pc 間之移動; (b) 次一刀具之搜尋 (在大部分的狀況下,參照表 A.2); (c) 刀具更換; (d) 在刀具庫與工作區間可動護蓋之開啟與關閉; (e) 由換刀位置返回基準位置。 備考:主軸之加減速時間計入上述之 (a)與 (e)項中。
6、 5.2 基準位置與換刀位置 5.2.1 加工空間之認定:加工空間應以3個主要坐標軸的最大工作程之距認定之。此等主要坐標軸因使用輔助功能(如換刀具或托板)而造成之程範圍延伸應視為在加工空間外。除此3個主要坐標軸以外之可動元件,如動主軸,通心軸或板等必須保持在縮回之位置,且換刀時需要其配合運動。 5.2.2 基準位置PR:基準位置係位於加工空間中之一位置。其通常是由本標準中所指定之3個主要坐標軸上之值所定義。 5.2.2.1 具水平Z軸之削中心機:諸如CNS 15077-1中所示之機器組態,其基準位置定義如下。 (a) XR: X 軸行程之中點 (b) YR:由 Y 軸行程下極限算起 1/4 處
7、 (c) ZR:使主軸鼻端位於平臺邊緣且距離柱部最近處。 其平臺為長方形,其長邊應與X軸平。 5.2.2.2 具直Z軸之削中心機:諸如CNS 15077-2與CNS 15077-3圖1中所示之機器組態,其基準位置定義如下。 (a) XR: X 軸行程之中點; (b) YR: Y 軸行程之中點; (c) ZR: Z 軸行程之中點。 5.2.3 換刀位置Pc:換刀位置係依機器組態而定,其坐標為Xc、Yc與Zc。 5.3 刀具庫組態 5.3.1 通則:考慮第5.3.2節至第5.3.4節中所描述之三種刀具庫組態,其中N表示儲刀容,並以儲槽為單位。 5.3.2 鼓式或式雙向刀具庫:在此刀具庫中,最末把刀
8、TN與T1最接近,而TN/2則距T1最遠。 3 CNS 15077-9, B 7300-9 5.3.3 鼓式或式單向刀具庫:在此刀具庫中,最末把刀TN在某一方向與T1最接近,但在另一方向卻距T1最遠。 5.3.4 箱式或矩陣式刀具庫:在此刀具庫中,最末把刀TN距T1最遠,而T2則距T1最近。 5.4 刀具庫管理 5.4.1 通則:就刀具庫管而言,本標準中考慮第5.4.2節與第5.4.3節中所描述之種刀具庫。 5.4.2 固定存取式刀具庫:在此刀具庫中,刀具在機器主軸與刀具庫間直接交換。此刀具庫之刀具唯有在前一刀具置回其儲槽後,始可取出次一刀具。其可為可動式刀具庫(如鼓式或式)或各刀具有專屬儲槽
9、之固定式刀具庫(如箱式)。 5.4.3 隨機存取式刀具庫:此刀具庫使用一具雙座換刀器交換機器主軸與刀具庫之刀具。此種設計允許以隨機方式存取刀具,因此在次一刀具裝妥於機器主軸後,退出之刀具可儲於任一空儲槽中。其可為可動式刀具庫(如鼓式或式)或固定式刀具庫(如輔以機械臂之刀倉刀具庫)。 5.5 檢驗程序 5.5.1 待測據:對固定存取式刀具庫與隨機存取式刀具庫者而言,換刀時間會隨尋刀時間之同而變化。因此,本標準所訂出之方法可藉以得換刀時間之最大與最小值。 5.5.2 檢驗設備:檢驗中至少要有具持刀器(tool holder)與一具馬錶。而針盤指示錶則可用於指示主軸是否到達基準位置。 5.5.3 檢
10、驗之執行 5.5.3.1 通則:完整的檢驗係由值控制下的10個換刀循環所組成,在開始與終止之間得中斷檢驗程式。 檢驗程式開始於主軸上的第 1 個持刀器,而其他刀具則備妥於刀具庫中適當的儲槽中,其擺放可以待測時間為依據 (參照第 5.5.3.2.1 節、第5.5.3.2.2 節或第 5.5.3.3.1 節 )或以換刀 器之等待位置為依據 (參照第5.5.3.3.2 節 )。機器各軸必須位於第 5.2.2 節所指定的基準位置 PR。 當所有預設的換刀循環皆執行完後 ,檢測程式即行終止,此時最末一具持刀器位於主軸上,且機器各軸回到基準位置 PR。 每一檢測循環由基準位置 PR出發,以所需要之該機器之
11、任一軸快速行進至換刀位置。 接著進行換刀操作,然後再快速行進至基準位置 PR。 爲達到本節之目的,主軸不須要轉動,而且在基準位置 PR之停留時間為零。若有必要可在換刀位置上調整方位。 在檢測程式完成後,總量測時間的十分之一即為欲求之時間。 5.5.3.2 固定存取刀具庫 5.5.3.2.1 最大切削間換刀時間 (CTC maximum) 4 CNS 15077-9, B 7300-9 量測此值時,每一換刀操作中從刀具庫中所取出之刀具必須為距剛儲回之刀具最遠者。 5.5.3.2.2 最小切削間換刀時間 (CTC minimum) 量測此值時,每一換刀操作中從刀具庫所取出之刀具必須為距剛儲回之刀具
12、最近者。 5.5.3.3 隨機存取刀具庫 5.5.3.3.1 最大切削間換刀時間 量測此值時,每一換刀操作中從刀具庫所取出之刀具必須為距剛儲回之刀具最遠者。 由於第一循環中之尋刀時間有部分會被其他功能所掩蓋,因此該循環之時間與其他者不同。此時可在檢驗程式中規劃成執行十一次循環,且當主軸第一次回到基準位置 PR時開始計時,如此可捨棄第一循環,以便量得 10 個相同的循環之時間。 5.5.3.3.2 最小切削間換刀時間 量測此值時,檢驗程式模擬整個尋刀時間被加工時間掩蓋的狀況,使得尋刀時間未出現於換刀時間中。 為達到此目的,次一刀具不需由刀具庫中取出,但其必需備妥於換刀器的等待位置。 5.6 萬向
13、附屬頭:在某些況下,可調整到同方向使之與多個坐標軸相平之萬向附屬頭必須移回一特定之位置,以進換刀作業。此種情形常於固定存取刀具庫,因其中並無換刀器。 在其他狀況下,換刀器可在多個方向上對萬向附屬頭進行換刀 (例如水平方向或直立方向 )。 在上述兩種狀況下,最大切削間換刀時間 (參照第 5.5.3.2.1 節與第 5.5.3.3.1 節 )以及最小切削間換刀時間 (參照第 5.5.3.2.2 節與第 5.5.3.3.2 節 )之量測必須在主軸位於水平與直立方向上量得。 5.7 檢驗結果之紀錄 5.7.1 通則:檢驗報告中應包括第5.7.2節至第5.7.5節中所之資。 5.7.2 檢驗基本資:檢驗
14、地點,日期以及負責檢驗之人員。 5.7.3 接受檢驗之機器:對受測機器的描述應包括。 (a) 製造商; (b) 型式; (c) 序號; (d) 製造年份; (e) 3 個主要坐標軸之行程 (XC-XR、 YC-YR、 ZC-ZR),以 mm 為單位 (參照第5.2.1 節 ); (f) 每軸之高速進給率,以 m/min 為單位; (g) 附屬頭之方位 (水平、直立、萬向 )。 5.7.4 刀具與刀具庫:對刀具與刀具庫之描述應包括。 5 CNS 15077-9, B 7300-9 (a) 持刀器型式與標稱尺度; (b) 檢驗中所使用持刀器之長度與重量; (c) 刀具庫組態與容量 (參照第 5.3
15、 節 ); (d) 刀具庫管理 (參照第 5.4 節 )。 5.7.5 檢驗結果 (a) 最大切削間換刀時間, CTCmax,依第 5.5.3.2.1 節或第 5.5.3.3.1 節量測之。 (b) 最小切削間換刀時間, CTCmin,依第 5.5.3.2.2 節或第 5.5.3.3.2 節量測之。 (c) 若接受檢驗機器具有萬向附屬頭: (1) 水平方向之最大切削間換刀時間; (2) 水平方向之最小切削間換刀時間; (3) 直立方向之最大切削間換刀時間; (4) 直立方向之最小切削間換刀時間。 6. 托板更換時間 (PCT)之評估 6.1 評估程序 PCT 可包括以下步驟: (a) 持有原托
16、板之接受器由基準位置 PR行進至托板更換位置; (b) 將托板自接受器上鬆脫; (c) 打開安全保護裝置; (d) 移除原托板; (e) 若有必要則將接受器定位至下一位置以接收次 1 個托板; (f) 移入 1 個托板; (g) 將次 1 個托板夾持固定於接受器上; (h) 關閉安全保護裝置; (i) 將持有次 1 個托板之接受器由托板更換位置返回基準位置 PR。 6.2 基準位置 PR6.2.1 通則:基準位置PR係位於加工空間中之某一位置,其通常是由沿3個主要坐標軸上之值所定義(照第5.2.2節),但包括執輔助功能(如換刀或換托板)所使用之延伸程。 6.2.2 具水平Z軸之削中心機:諸如C
17、NS 150771圖1中所示之機器組態,其接受器可依下方式沿同線性軸移動: (a) 不沿軸移動:型式 05, 08 與 11; (b) 僅沿 X 軸移動:型式 07 與 10; (c) 僅沿 Y 軸移動:型式 12; (d) 僅沿 Z 軸移動:型式 02; (e) 沿 X 與 Y 軸移動:型式 06 與 09; (f) 沿 Z 與 X 軸移動:型式 01 與 04; (g) 沿三軸移動:型式 03。 6.2.3 具直Z軸之削中心機:諸如CNS 15077-2與CNS 15077-3圖1中所示6 CNS 15077-9, B 7300-9 之機器組態,其接受器可依下方式沿同線性軸移動。 (a)
18、不沿軸移動:型式 05, 08 與 11; (b) 僅沿 X 軸移動:型式 07 與 10; (c) 僅沿 Y 軸移動:型式 02; (d) 僅沿 Z 軸移動:型式 12; (e) 沿 X 與 Y 軸移動:型式 01 與 04; (f) 沿 Z 與 X 軸移動:型式 06 與 09; (g) 沿三軸移動:型式 03。 6.3 托板儲庫組態 6.3.1 通則:考慮以下之托板儲庫組態,其中N表示以儲位為單位元之儲存容。 6.3.2 轉式或式雙向托板儲庫:在此托板儲庫中,最後1個托板PN與P1最接近,而PN/2則距P1最遠。 6.3.3 轉式或式單向托板儲庫:在此托板儲庫中,最後1個托板PN在某一方
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