1、ICS 2504010J 50 a目中华人民共和国国家标准GBT 184009-20071150 10791-9：2001加工中心检验条件 第9部分：刀具交换和托板交换操作时间的评定Test conditions for machining centresPart 9：Evaluation of the operating timesof tool change and pallet change2007-07-17发布(IS0 107919：2001，IDT)200712-01实施丰瞀鹳紫瓣訾糌瞥霎发布中国国家标准化管理委员会认1”前 言GBT 184009-2007tSO 10791-9：
2、2001GBT 18400力口工中心检验条件分为11个部分：第1部分：卧式和带附加主轴头机床(水平z轴)几何精度检验，第2部分t立式或带垂直万能主轴头的机床(垂直z轴)几何精度检验第3部分：万能主轴头固定分度或连续分度的机床(垂直z轴)几何精度检验；第4部分；线性和回转轴线的定位精度和重复定位精度检验f第5部分：工件央持托板的定位精度和重复定位精度检验第6部分：进给率、速度和插补精度检验，第7部分：精加工试件精度检验I第8部分：三个坐标平面上轮廓特性的评定l第9部分：刀具交换和托板交换操作时间的评定；第lo部分：热效应的评定，第11部分：噪声发射的评定。本部分为GBT 18400的第9部分。本
3、部分等同采用ISO 107919：2001(自DI中心检验条件第9部分：刀具交换和托板交换操作时间的评定(英文版)。为了方便使用，本部分作了如下编辑性修改：“本标准”一词改为“本部分”；用小数点“”代替作为小数点的逗号“，”，取消了国际标准的前言和引言。本部分的附录A为资料性附录。本部分由中国机械工业联合会提出。本部分由全国金属切削机床标准化技术委员会(SACTC 22)归口。本部分起草单位：北京机床研究所。本部分主要起草人；张维。本部分为首次制定。GBT 184009-2007IS0 107919=2001加工中心检验条件第9部分：刀具交换和托板交换操作时间的评定1范围GBT 18400的本
4、部分规定了加工中心(以下简称机床)在确立的标准检验条件下，执行不同金属切削功能时所需常规操作时间的评定方法。本部分适用于下列两种功能操作时间的评定：刀具自动交换(见第5章)I托板自动交换(见第6章)。GBT 18400的本部分所述方法适用于规格和特征相似的不同机床之间性能的比较。用统一和比较方式所获得的数据也适用于技术报告中常规交换时间的确立，以及对新机床和处于寿命期间的机床进行检验。2规范性引用文件下列文件中的条款通过GBT 18400的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究
5、是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。ISO 107911：1998加工中心检验条件第1部分：卧式和带附加主轴头机床(水平z轴) 几何精度检验ISO 107912：2001加工中心检验条件第2部分：立式或带垂直主回转轴的万能主轴头机床(垂直z轴)几何精度检验ISO 107913：1998加工中心检验条件第3部分；固定分度或连续分度的万能主轴头机床(垂直z轴)几何精度检验3术语和定义31切削一切削刀具交换时间(CrC)cut-to-cut tool change time一把刀从加工区的参考位置P。开始交换到下一把刀到达相同位置为止的时间间隔。注；判别刀具
6、自动交换操作，CTC比单纯刀具交换时间更适合，因为CTC考虑了刀具自动交换所需的全部步骤32托板交换时间(PCT)pallet change time一个托板从加工区的参考位置P。开始交换到下一个托板到达相同位置为止的时间间隔。4一般要求41计量单位本部分中的所有线性尺寸单位用“毫米”表示，时间单位用“秒”表示。42检验工具本部分规定的检验工具仅为举例。可以使用相同指示量和具有至少相同精度的其他检验工具。GBT 1 84009-2007ISO 1 079 1-9：200 143检验项目检验机床时，根据结构特点并不是必须检验本部分中的所有项目。为了验收目的而要求检验时，可由用户取得制造厂同意选择
7、一些感兴趣的检验项目，但这些检验项目必须在机床订货时明确提出。44安全防护出于安全考虑，机床应尽量装配齐全，尤其是防护装置和安全装置，并起相应作用。5切削一切削刀具交换时间(CTC)的评定51过程CTC包括下列过程：a)从参考位置Ps移动至换刀位置Pc；b) 搜索下一把刀具(在大多数情况下：见附录A的表A2)；c)刀具交换；d)打开和关闭刀库和工作区之间的活动式防护装置；e)从换刀位置返回参考位置。上述a)e)过程中，包括了主轴的加速和减速时间。52参考位置和换刀位置521加工区的确定加工区由三个基本坐标轴的最大工作行程距离确定。仅用于辅助功能(如刀具交换或托板交换)的坐标轴行程的延伸部分不属
8、于加工区。三个基本坐标轴以外的运动部件，如滑动主轴、套筒或滑枕，应保持在不影响刀具交换的位置上。522参考位置Pl参考位置Pn通常是由下列规定的三个基本坐标轴的数值确定的加工区内的某个位置。5221带水平z轴的加工中心对于ISO 10791一l：1998中图l所示的机床结构型式，参考位置由下列数值确定：x。位于x轴线行程的中间位置，yR位于y轴线行程下限至114的位置Izn位于主轴端部处于最近邻立柱的工作台的一侧时的位置。如果是矩形工作台，其较长边应平行于x轴线。5222带垂直z轴的加工中心对于ISO 107912：2001和IsO 107913；1998中图1所示的机床结构型式，参考位置由下
9、列数值确定：x。位于x轴线行程的中间位置yR位于y轴线行程的中间位置lzR位于z轴线行程的中间位置。523换刀位置Pc换刀位置Pc由机床结构型式确定。其坐标值为、yc、Zc。53刀库的结构型式531一般型式刀库一般有下列三种结构型式(见532534)，其中N指用刀套数量表示的刀库容量。532盘式和链式单向刀库在这种型式的刀库中，最后一把刀具Tw离T，最近，而T，2离丁t最远。533盘式和链式双向刀库在这种型式的刀库中，最后一把刀具Ti在某个方向上离T-最近，在其相反方向上离丁-最远。2GBT 184009-20071S0 10791-9：2001534箱体式或柜式刀库在这种型式的刀库中，最后一
10、把刀具丁j离T-最远，而丁2离T-最近。54刀库管理541一般要求就刀库管理而言，本部分涉及下列两种型式(见542和543)。542固定存取刀库在这种型式的刀库中，机床主轴与刀库直接换刀，刀具运行的管理是固定的，即：在下一把刀具被取出前，每把刀具应放回它自己的刀套。这种型式的刀库可以是可移动式刀库(例如盘式或链式刀库)或固定式刀库(例如箱体式刀库)，在这种刀库中每把刀具都配有自己的刀套。543随机存取刀库在这种型式的刀库中，机床主轴与刀具间用一种双位换刀装置换刀。该设计允许刀具随机定位，在下一把刀具安装到机床主轴后，被换刀具可存放至任意空刀套中。这种型式的刀库可以是可移动式刀库(例如盘式或链式
11、刀库)或固定式刀库(例如使用机器人的刀库)。55检验过程551实测数据固定存取刀库和随机存取刀库的换刀时间都是变化的，主要决定于搜索时间，下面规定了测量最长和最短换刀时间的方法。552检验工具两个最短的刀杆和一个秒表。指示器可用于显示主轴已到达参考位置。553检验方法5531一般要求检验采用数控换刀方式，共进行10次换刀循环。每次换刀开始和结束之间，检验程序不中断。检验程序开始时，第一把刀具插人主轴中，其他刀具根据被测时间(按55321、55332或55331的规定)在刀库相应刀套中待命，或者在刀具交换装置的等待位置处待命(见55332)。机床轴线应置于52中规定的参考位置PR。当程序规定的所
12、有换刀循环完成后。即最后一把刀具插入主轴中，且机床轴线返回到参考位置P。时，检验程序结束。如有必要，每次检验循环一开始，机床轴线应从参考位置PR快速移动到换刀位置。随后进行换刀，然后快速移动到参考位置Pn。鉴于本部分的目的，主轴无须旋转，且在参考位置Pn的停留时间为零。必要时，应定位换刀。检验程序完成后，总的测量时间除以10即为换刀时间。5532固定存取刀库55321最长换刀时间为了确定该值，每次换刀从刀库中拔出的刀具离刚存人的那把刀具最远。55322最短换刀时间为了确定该值，每次换刀从刀库中拔出的刀具离刚存入的那把刀具最近。5533随机存取刀库55331最长换刀时间为了确定该值，每次换刀从刀
13、库中拔出的刀具离刚存人的那把刀具最远。由于搜索时间被循环时其他功能操作时间所覆盖，所以第一次循环可能与其他循环的时间长短不同。因此，在这种情况下，检验程序中将运行11次循环，测量时间从主轴第1次返回参考位置Pn开始计。这样第1次循环不被计人，对其余10次循环进行测量。3GBT 184009-2007IS0 10791-9：200155332最短换刀时间确定该值时，搜索时间可忽略。因为检验程序模拟搜索时间被加工时间完全覆盖，所以搜索时间在换刀时间中显示不出来。在这种情况下，下一把刀具不必从刀库中拔出并应在刀具交换装置的等待位置待命。56万能主轴头对于可在不同方向定位并与几个坐标轴平行的万能主轴头
14、，必须返回到规定位置进行换刀l大多数情况下采用固定存取刀库，刀具交换装置不适用。对于单向定位(例如水平和垂直)的万能主轴头，刀具交换装置适用。上述两种情况，应测量主轴在水平定位和垂直定位时的最长换刀时间(见55321和55331)和最短换刀时间(见55322和55332)。57结果的表达571一般要求检验报告应包括下列内容(见572575)。572检验记录检验场所、检验日期和检验者。573机床资料有关机床的详细说明，包括；制造商；机床型号，机床编号I出厂日期l三个基本坐标轴的行程(xc-XR，Y。一yR，zc-Zn)单位为ram(见521)；每个轴线快速移动的进给率，单位为mmin；主轴头的定
15、位方向(水平、垂直、万能)。574刀具和刀库资料有关刀具和刀库的详细说明，包括：刀柄型号和规格检验中使用的刀秆的长度和质量；刀库的型式和容量(见53)#刀库管理型式(见54)。5，75检验结果a)最长换刀时间，CTc按55321或55331测得的。b)最短换刀时间，CTC一，按55322或55332测得的。c)如果机床具有万能主轴头：水平定位的最长换刀时间水平定位的最短换刀时间垂直定位的最长换刀时间垂直定位的最短换刀时间。6托板交换时间(PCT)的评定61过程PCT可包括下列步骤：a) 接收装置带着用过托板从参考位置PR横向移动至托板交换位置4GBT 184009-2007IS0 1079卜9
16、：2001b)接收装置松开托板c)安全防护罩打开；d)移开用过托板；e)需要时，接收装置可移动至第二个位置定位，接收下一个托板；f)下一个托板趋近；g)接收装置锁紧下一个托板；h)安全防护罩关闭；i)接收装置带着下一个托板从交换位置返回至参考位置PR。62参考位置P-621一般要求参考位置Pn通常是由522规定的三个基本坐标轴的数值确定的加工区内的某个位置。仅用于辅助功能(如刀具交换或托板交换)的坐标轴行程的延伸部分除外。622带水平z轴的加工中心对于ISO 107911：1998中图1所示的机床结构型式，接受装置可沿不同线性轴线移动，如下所示：不沿轴线：型式05、08和11I仅沿x轴线：型式
17、07和10仅沿y轴线：型式02仅沿Z轴线：型式06和09；沿x和y轴线z型式01和04l沿三个轴线，型式03。623带垂直z轴的加工中心对于ISO 107912：1998中图1所示的机床结构型式，接受装置可沿不同线形轴线移动。如下所示：不沿轴线：型式05、08和11I仅沿x轴线：型式07和10；仅沿y轴线t型式02；仅沿z轴线：型式12；沿x和y轴线；型式01和04；沿z和x轴线：型式06和09；沿三个轴线：型式03。因此，在执行61中a)、e)和i)操作时，可通过或多或少的复合运动，或者完全不运动完成。63托扳存储装置的结构型式(见图1和图2)631一般型式托板存储装置有以下几种结构型式，其
18、中N是指用位置数量表示的存储容量。632转盘式或链式单向托板存储装置在这种型式的托板存储装置中，最后一个托板P。离P。最近，而PM离P，最远。在某个方向上P。离P。最近，而PM离P。最远。633转盘式或链式双向托板存储在这种型式的托板存储装置中，最后一个托板R在某个方向上离P，最近，在其相反方向上离P。最远。634双工位托板存储装置在这种型式的托板存储装置中，托板存储装置通常装在机床自身上。可以是带有两个托板的圆盘，一个托板在加工位置，另一个在装卸位置，也可以是两个工位都处于装卸位置，机床本身存取托板。GBT 184009-2007IS0 107919：20016囫转盘式存储装置(632和63
19、3)链式存储装置(632和633)圆盘式双工位存储装置(634)厂 口L囫J固定式双工位存储装置(634)囫工作区接收装置上的托板n 托板存储装置中的空位置转盘式存储装置(6 32和633)(帚囫链式存储装置(632和633)囫直线型托板存储装置(635)多层托板存储装置(635)囫工作区接收装置上的托板厂l 托板存储装置中的空位置图1 固定存取托板存储装置的结构型式 图2 随机存取托板存储装置的结构型式孕莎GBT 184009-2007ISO 10791-9：2001635直线和多层托板存储装置这种型式的存储装置通常用于多个加工中心。通过往返送料车或在导轨上移动的可进行两轴线运动的传输装置将
20、托板供给各个托板交换装置。它们可置于输送装置的两边。在这种型式的托板存储装置中，最后一个托板PN离P，最远，Pz离P1最近。64托板存储装置管理641一般要求就托板存储装置管理而言，本部分涉及下列两种型式的托板存储装置(见642和643)。642固定存取托板存储装置在这种型式的存储装置中，机床接收装置与存储装置直接交换托板，且托板运行的管理是固定的，即：在下一个托板被取出前，每个托板应返回它自己的位置。它们可以是可移动式托板存储装置(例如转盘式或链式存储装置)或固定托板存储装置(例如双工位存储装置)，在这些托板存储装置中每个托板都有自己相应的位置。643随机存取托板存储装置在这些型式的存储装置
21、中，机床接收装置与存储装置间使用一种双工位托板交换装置进行托板交换。该设计允许在下一个托板被装到机床接收装置后，旧托板可存放至任意空位，随机定位。它们可以是可移动式托板存储装置(例如转盘式或链式存储装置)或固定托板存储装置(例如使用往复送料车传输的直线或多层存储装置)。65检验过程651实测数据固定存取多工位托板存储装置的托板交换时间是变化的，主要取决于搜索时间。下面规定了测量最长和最短托板交换时间的方法。对于固定存取双工位托板存储装置。原则上在两个方向的托板交换时间是相同的。所以只需测量一个值。对于随机存取双工位托板存储装置，下一个托板的搜索时间总比加工中的托板的加工时间短。所以可忽略它，只
22、需测量一个值。652检验工具两个规格最小的托板、指示器和秒表。指示器可用于显示托板移动到参考位置Pa和离开参考位置Px。653检验方法6531一般要求检验采用数控方式进行，共进行10次托板交换。每次托板交换开始和结束之间，检验程序不中断。检验程序开始时。第一个托板在检验装置上，其他的托板根据被测时间(按65321、65322或6533的规定)在存储装置的适当位置待命，或者在托板交换装置的等待位置处待命(见6533)。机床轴线应置于62规定的参考位置PR。当程序规定的所有托板交换循环完成后，即最后一个托板在接收装置上，且机床轴线返回参考位置Pn时，检验程序结束。每次检验循环一开始，从参考位置Pn
23、快速移动到托板交换位置。随后进行托板交换，然后快速移动到参考位置Pn。鉴于本部分的目的，主轴无需旋转，且在参考位置Pn的停留时间为零。检验程序完成后，总的测量时间除以10为所求托板交换时间。6532同定存取的多工位托板存储装置65321最长托板交换时间为了确定该值，每次托板交换从存储装置中取出的托板离刚存入的那个托板最远。7GBT 184009-2007ISO 10791-9：200165322最短托板交换时间为了确定该值，每次托板交换从存储装置中取出的托板离刚存人的那个托板最近。6533圊定存取双工位托板存储装置所确定的值是唯一的，无论哪个托板在接收装置上，都可以开始检验。应注意适当降低两个
24、对称托板交换之间的偶然误差。6534随机存取双工位托板存储装置所确定的值中。托板的搜索时间可忽略。因为检验程序的模拟搜索时间完全被加工时间所覆盖，搜索时间在托板交换时间中显示不出来。这种情况下。下一个托板不必从存储装置中取出，并应在托板交换装置的等待位置待命。66结果的衰达661一般要求检验报告中应包括662665所列信息。662检验记录检验场所、检验日期和检验者。66。3机床资料有关机床的详细说明，包括：制造商；机床型号机床编号出厂日期；三个基本坐标轴的行程，单位为ram(见521)；每个轴线快速移动的迸给率，单位为mrain。664托板和存储装置托板的名义尺寸；托板存储装置的结构型式和容量
25、(见63)；托板存储装置管理型式(见64)。665检验结果6651 固定存取多工位托板存储装置最长托板交换时间，PcT按65321测得的；最短托板交换时间，PCT，按65322测得的。6652随机存取多工位托板存储装置托板交换时间，PCT，按6533或6534测得的。A1固定存取刀库附录A(资料性附录)检验循环的基本原则GBT 184009-2007IS0 10791-9：2001如542所述，在下一把刀具被取出前，每把刀具应放回它自己的刀套中。在这种型式的刀库中，通常机床主轴与刀库直接换刀，反之亦然。整个搜索时间包含在总的换刀时间中，并作为总的换刀时间的一部分。根据最远和最近刀具的搜索时间，
26、可分别确定换刀时间的两个极限值，即最大值和最小值。A2随机存取刀库如543所述，在下一把刀具被插入机床主轴后，可将被换刀具存放在任意空刀套中。因此，换刀装置至少是双位，在高速加工中心上甚至配有三位换刀装置。但本部分仅规定了使用双位换刀装置的检验循环。在这种情况下，搜索时间可能全部或部分被加工中刀具的加工时间所覆盖。因此，换刀时间可以有两个极限值：当搜索最远刀具时间同假设的加工时间有关系时，可得到一个最大值；当加工时间远远超过搜索时间时，无论搜索哪一把刀具，都可得到一个最小值。A3固定存储托板装置A31一般要求如642所述，在下一个托板被取出前，每个托板应放回它自己的位置。A32 多工位托板存储
27、装置在这种型式的存储装置中，通常机床接收装置与存储装置直接交换托板，反之亦然。搜索时间在总的托板交换时间中占主要部分。根据最远托板和最近托板的搜索时间，可分别确定托板交换时间的两个极限值，即最大值和最小值。A33双工位托板存储装置双工位托板交换操作过程与多工位托板存储装置的情况类似，不同之处仅在于：原则上，该托板交换时间没有两个极限值，除非两对称交换之间存在着偶然误差。该托板交换时间只用一个值表示，按常规应为两对称交换的平均值。A4随机存储托板存储装置如643所述，在下一个托板被放在机床接收装置后，可将旧托板存放在任意空位置。因此，托板交换需要双工位托板交换装置。在这种情况下，搜索时间被正在加
28、工中的托板的加工时间全部覆盖。尽管托板交换时间可以有两个极限值，但在本部分中，托板上的假设工件的加工时间总是比下一个托板(无论是哪一个)的搜索时间长的多。其结果仅为托板对托板的交换时间。A5概要表A1为上述五种情况所确定的值。9GBT 184009-2007IS0 10791-9：2001表A1 不同型式存储装置的换刀时间和托板交换时间存储装置的型式 所确定的时间固定存取刀库 CTC CTC随机存取刀库 CTC叫， CTC一固定存取多工位托板存储装置 PCT PCT固定存取双工位托板存储装置 PCT(只有一个值)随机存取托板存储装置 PCT(只有一个值)表A2为本部分中不同检验时检验条件的主要差异。衰A2对换刀时间和托板交换时间的影响刀具交换 托板交换存储管理固定存取 随机存取 固定存取多工位 固定存取双工位 随机存取交换时间 CTC=。 CTC CTC哪。 CTC PCT。 PCT PCT PCT所包括搜索时间 全部 全部 部分 无 全部 全部 全部 无存储位置 最远 最近 最远 任意 最远 最近 固定 任意10
