【文章內(nèi)容簡介】 刀架結(jié)構(gòu)、刀庫驅(qū)動方式的基礎(chǔ)上，研制出夾持圓柱形定尺寸柄刀具或輔具的刀庫形式、刀架結(jié)構(gòu)和刀具交換裝置。同時包括刀庫的驅(qū)動、定位機構(gòu)、刀具編碼方式的研究。（五）智能型控制系統(tǒng)的研究自動換刀系統(tǒng)采用PLC控制，它通過幾條與主控機的聯(lián)絡(luò)信號線以及系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置的自診斷、自適應(yīng)功能實現(xiàn)對換刀系統(tǒng)的全自動控制管理。該項研究包括：采用高性能彈簧夾頭夾持刀具，使用外驅(qū)動機械手完成刀具的夾緊、放松，系統(tǒng)配置擴展型鏈式刀庫和刀具交換裝置，整機采用電磁機械傳動、PLC控制，換刀系統(tǒng)具有夾緊力大、夾緊力恒定(可調(diào))、自動復(fù)位以及各種自檢保護功能，同時具有占據(jù)空間小的特點。研究的最終目標是，期望能夠形成一種結(jié)構(gòu)緊湊、工作穩(wěn)定可靠、造價低廉、可供不同類型數(shù)控機床選型配套的智能型高性能自動換刀系統(tǒng)系列產(chǎn)品。三、機械結(jié)構(gòu)設(shè)計（一）自動換刀機械手的組成和配置自動換刀機械手由升降絲杠滑座橫梁油馬達裝刀手手架卸刀手7組成并與刀庫8（由四排帶刀套的鏈條組成，每條鏈條上均有15個刀套）組成自動換刀裝置。 （二）自動換刀機械手升降（即手架升降）機構(gòu)手架升降由馬達、滾珠絲杠、螺旋副間隙調(diào)整墊、導(dǎo)向柱、減速齒輪和無觸點行程開關(guān)等組成。當接受使手架上升或下降（找刀排）指令后，壓力油進到油馬達中，油馬達帶動滾珠絲杠轉(zhuǎn)動，使手架帶著裝、卸刀手升降。因刀庫有四排刀排，手架可上下移動3*420毫米的距離，當手架上下運動接近所選刀排位置時，其上的懸臂感應(yīng)塊使安裝在刀排相應(yīng)位置的無觸點行程開關(guān)發(fā)信，控制手架升降油路的調(diào)速閥作用使手架減速，當?shù)竭_所選刀排要求準確定位時，裝在減速齒輪上的感應(yīng)塊無觸點行程開關(guān)（12XK或20XK）發(fā)信，切斷手架升降油路，油馬達停止轉(zhuǎn)動，手架即停在所規(guī)定的位置上。滾珠絲杠和螺母間隙，可用修磨調(diào)整墊來達到。導(dǎo)向柱除起導(dǎo)向作用外，并使?jié)L珠絲杠在傳動中免受彎曲力距的作用，使手架升降運動平穩(wěn)可靠。（三）自動換刀機械手的滑座伸縮和手架回轉(zhuǎn)運動機構(gòu)機械手由滑座活塞桿轉(zhuǎn)柱回轉(zhuǎn)油缸滾珠組5（滾柱按十字交叉位置放置）、預(yù)緊螺釘定位螺釘定位塊8和V形導(dǎo)軌9組成。滑座伸縮：當有關(guān)114分別想滑座1上的油缸兩腔同壓力油時，驅(qū)動滑座（因活塞桿2固定在橫梁上）使滑座在十字交叉放置的滾柱和V形滾動導(dǎo)軌9上往復(fù)運動，高壓注意呼吁帶動手架來完成撥、插刀運動。親行程位置的檢測由安裝在橫梁上的行程開關(guān)完成。在活塞桿2上的活塞兩端加工成圓錐形，配合油缸端部其節(jié)流緩沖作用。手架回轉(zhuǎn)：當油管116分別通壓力油回轉(zhuǎn)到油缸4的兩腔時，推動動片連同轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動，通過平鍵使轉(zhuǎn)柱3和手架回轉(zhuǎn)。其回轉(zhuǎn)角度的檢測由行程開關(guān)發(fā)信，并用定位螺釘7和定位塊8來定位。該手架在圖示位置剖面為手架轉(zhuǎn)向主軸時的位置?；剞D(zhuǎn)油缸的端蓋進出油口分別有3對（即a、b、c和a’b’c’）,當接到手架轉(zhuǎn)向刀庫指令后，三位四通電磁滑閥換向，油管16進壓力油，從油孔c’進到回轉(zhuǎn)油缸工作腔使動片啟動一定角度后，動片將油孔c’打開進油，快速回轉(zhuǎn)，回有腔油液從a、b孔排出，動片將油孔出a’打開進油，快速回轉(zhuǎn)，回油腔油液從a、b孔排出，待將a打開進油，快速回轉(zhuǎn)，回油腔油液從a、b孔排出，動片回轉(zhuǎn)速度降下來以達到減速緩沖。減速度的大小可通向回轉(zhuǎn)油缸端蓋上的調(diào)節(jié)螺釘進行調(diào)節(jié)。、卸刀手手臂和手部結(jié)構(gòu)（四）裝、卸刀手手臂和手部結(jié)構(gòu)裝刀手和卸刀手對稱配置在手架上，其結(jié)構(gòu)和尺寸完全相同，只是幾個主要零件形狀相反，故此處只介紹卸刀手結(jié)構(gòu)和動作原理，卸刀手手臂伸縮運動機構(gòu)由手架手臂油缸手指座3和活塞桿17等組成?；钊麠U17一端固定在手架上，當壓力油從油孔9和10分別進到油缸2的兩腔時，推動油缸2的缸體在燕尾形導(dǎo)軌上往復(fù)運動，其行程位置由裝在手架上的行程開關(guān)進行檢測，采用油缸端部錐面節(jié)流緩沖，端蓋和活塞端面相碰定位。裝刀手和卸刀手手臂移動導(dǎo)軌的方向相交成45度角，其交點即是裝刀手、卸刀手前伸移到終點時手指的夾緊中心。卸刀手手部由手指座刀具定向鍵固定手指頂銷卡銷彈簧活動手指1擋塊1和銷軸15等組成。它屬于彈簧夾持式手部，手指分為固定指和活動指，并屬于一支點回轉(zhuǎn)型手指。在手部伸出抓刀時，活動指應(yīng)能自由張開，抓住刀后，特別是在運刀過程中活動指應(yīng)夾緊并鎖住，因此手指內(nèi)有自鎖機構(gòu)。在鏜銑床主軸套筒的端面和滑座懸伸支架上均設(shè)有使手指松開的導(dǎo)板，刀具在手指中不允許有轉(zhuǎn)動，以免刀柄的鍵槽錯位，故在固定手指上裝有定位鍵4。卸刀時，卸刀手手臂前伸，當卡銷8碰到擋塊14的a面時，使卡銷縮回；碰b面頂銷6可自由運動，手指碰上刀柄便能自動張開插入梯形槽中；當碰到c面時，卡銷被彈簧9彈出，鎖緊活動指12，將刀柄抓牢，以后進行拔刀等動作。如裝刀完畢，使卡銷8被擋塊13的b’面壓入，頂銷6能自由活動，手臂油缸2縮回時，手指就從刀柄的梯形槽中自由滑脫，當卡銷8移到擋塊13的a’面時，彈簧9將卡銷彈出將活動指鎖住。四、液壓系統(tǒng)設(shè)計自動換刀機械手液壓如圖所示，采用雙聯(lián)葉片泵供油，它具有功率損失小，油箱的溫升小，泵的壽命高，成本低等優(yōu)點。雙聯(lián)葉片泵的工作是用溢流閥、卸荷閥、單向閥三個閥聯(lián)合控制。泵起動后兩個泵的輸出油分別進入它們的管道，小泵的輸出油經(jīng)過過濾器后進入溢流閥，大泵的輸出油進入卸荷閥，但此時電磁鐵15DT不通電，管道通過電液滑閥（24DTB20H）、單向閥和油箱相通，管路中壓力很低，溢流閥和卸荷閥都關(guān)閉。在裝、卸刀手手臂伸縮或滑座伸縮或手架回轉(zhuǎn)等單獨運動時，各油缸所需油液流量小，由高壓小流量油泵供油，管路內(nèi)油壓上升到溢流閥所確定的壓力，由于卸荷閥的壓力調(diào)得比溢流閥的壓力低5公斤力/厘米3，卸荷閥被打開，單向閥被溢流閥的油壓鎖住，大泵的輸出油通過卸荷閥流經(jīng)冷卻器回到油箱。當手架快速升降時，由于小泵的流量不夠，使系統(tǒng)壓力下降，卸荷閥關(guān)閉，大泵的輸出油推開單向閥和泵的輸出油一起進入系統(tǒng)，保證了手架的快速升降運動。二位四通電液滑閥（24DYB20H）起開關(guān)作用，當電磁鐵15DT通電時，系統(tǒng)處于等待工作的狀態(tài)。在手架升降支路系統(tǒng)裝有緩沖閥。當手架升降運動由快速轉(zhuǎn)換成慢速時，由于其慣性在回油路內(nèi)引起