【正文】 換到主軸上 ，切削完畢后又將用過的刀具自動(dòng)地從主軸上取下放回刀庫(kù) 裝夾裝臵 111 自動(dòng)換刀系統(tǒng)的組成： 112 刀庫(kù)是自動(dòng)換刀系統(tǒng)中最主要的裝置之一 ? 功能： ? 貯存各種加工工序所需的刀具； ? 按程序指令，快速、準(zhǔn)確地將 刀庫(kù)中的空刀位 和 待用刀具 送到預(yù)定位置 ； ? 接受主軸換下的刀具和便于刀具交換裝置進(jìn)行換刀。 ?刀庫(kù)的容量、布局以及具體結(jié)構(gòu) 對(duì)數(shù)控機(jī)床的 總體布局 和 性能 有很大影響。 二、刀庫(kù) 主軸換刀 113 常用刀庫(kù)有 盤式刀庫(kù) 鏈?zhǔn)降稁?kù) 格子式刀庫(kù) 114 ? 盤形刀庫(kù) ? 盤式刀庫(kù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，在鉆削中心上應(yīng)用較多。一般存放刀具數(shù)目較少。 ?有徑向取刀式和 軸向取刀式 115 各種鏈?zhǔn)降稁?kù) a）單環(huán)鏈?zhǔn)? （ b）多環(huán)鏈?zhǔn)? （ c）折疊鏈?zhǔn)? 鏈?zhǔn)降稁?kù) 116 鏈?zhǔn)降稁?kù) 鏈?zhǔn)降稁?kù)是在環(huán)形鏈條上裝有許多刀座，刀座的孔中裝夾各種刀具，鏈條由鏈輪驅(qū)動(dòng)。 鏈?zhǔn)降稁?kù)有單環(huán)鏈?zhǔn)胶投喹h(huán)鏈?zhǔn)降葞追N。 當(dāng)鏈條較長(zhǎng)時(shí)，可以增加支承鏈輪的數(shù)目，使鏈條折疊回繞，提高空間利用率。 117 格子盒式刀庫(kù) 刀具分幾排直線排列，由縱、橫向移動(dòng)的取刀機(jī)械手完成選刀運(yùn)動(dòng)，將選取的刀具送到固定的換刀位置刀座上，有換刀機(jī)械手交換刀具。這種形式刀具排列密集，空間利用率高，刀庫(kù)容量大。 固定型格子盒式刀庫(kù) 118 方式 按數(shù)控裝置的刀具選擇指令，從刀庫(kù)中挑選各工序所需要的刀具的操作稱為 自動(dòng)選刀 。 常用的選刀方式： 有順序選刀 任意選刀 119 （ 1）順序選刀 — 將刀具按加工工序的順序，一次放入刀庫(kù)的每一個(gè)刀座內(nèi)，刀具順序不能搞錯(cuò)。 使用時(shí)按加工順序指令一一取用。 當(dāng)加工工件改變時(shí)，刀具在刀庫(kù)上的排列順序也要改變。 ? 缺點(diǎn)： 同一工件上的 相同刀具不能重復(fù)使用 ，因此刀具的數(shù)量增加，降低了刀具和刀庫(kù)的利用率， ? 優(yōu)點(diǎn)： 它的 控制以及刀庫(kù)的運(yùn)動(dòng) 等比較簡(jiǎn)單。 120 （ 2）任意選刀 —— 預(yù)先把刀庫(kù)中每把刀具（或刀座）都編上代碼，按照編碼選刀。 加工時(shí) ， 根據(jù)程序指令的要求任意選擇所需要的刀具，刀具在刀庫(kù)中可以不按加工順序而任意存放，利用控制系統(tǒng)來(lái)識(shí)別、記憶所有的刀具和刀座。 ? 通用性較強(qiáng)，相同的刀具在工件一次裝夾中可重復(fù)使用 。 121 當(dāng)?shù)稁?kù)容量較大，布臵得離機(jī)床主軸較遠(yuǎn)時(shí)，就需要安排兩只機(jī)械手和刀具運(yùn)送裝臵來(lái)完成新舊刀具的交換工作。一只機(jī)械手靠近刀庫(kù)，稱后機(jī)械手，完成拔刀和插刀的動(dòng)作；另一只機(jī)械手靠近主軸，稱前機(jī)械手，也完成拔刀和插刀的動(dòng)作。 122 刀具的識(shí)別是指自動(dòng)換刀裝臵對(duì)刀具的識(shí)別，通?？刹捎玫毒呔幋a法和軟件記憶法。 （ 1）刀具編碼法 采用了一種特殊的刀柄結(jié)構(gòu)，并對(duì)每把刀具進(jìn)行編碼。換刀時(shí)通過編碼識(shí)別裝置，根據(jù)換刀指令代碼，在刀庫(kù)中尋找所需要的刀具。 123 ?在刀柄尾部的拉緊螺桿 1上套裝著一組等間隔的編碼環(huán) 3，并由鎖緊螺母 2將它們固定。 ?編碼環(huán)的 外徑有大小 兩種不同的規(guī)格 ，每個(gè)編碼環(huán)的 大小分 別表示二進(jìn)制數(shù)的 “ 1”和 “ 0”。 ?通過對(duì)兩種圓環(huán)的不同排列，可以得到一系列的代碼。例如圖中的 7個(gè)編碼環(huán)，就能夠區(qū)別出 127種刀具（ 271）。 124 編碼刀柄示意圖 1編碼環(huán) 2鎖緊螺母 3拉緊螺 每把刀具上都帶有專用的編碼系統(tǒng)， 刀具長(zhǎng)度加長(zhǎng)，制造困難，剛度降低，刀庫(kù)和機(jī)械手的結(jié)構(gòu)變復(fù)雜。 125 126 （ 2）軟件記憶法 由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展．可以利用軟件選刀．它代替了傳統(tǒng)的編碼環(huán)和識(shí)刀器。 ? 在這種選刀與換刀的方式中， 刀庫(kù)上的刀具能與主軸上的刀具任意地直接交換 ，即隨機(jī)換刀。 ? 主軸上換來(lái)的新刀號(hào)及還回刀庫(kù)上的刀具號(hào)，均在 PLC內(nèi)部相應(yīng)地存儲(chǔ)單元記憶 。 ? 隨機(jī)換刀控制方式需要在 PLC內(nèi)部設(shè)置一個(gè) 模擬刀庫(kù)的數(shù)據(jù)表 ，其長(zhǎng)度和表內(nèi)設(shè)置的數(shù)據(jù)與刀庫(kù)的位置數(shù)和刀具號(hào)相對(duì)應(yīng)。 127 （ 2）軟件記憶法 ? 將刀庫(kù)上的各個(gè) 刀座編號(hào) ，得到各個(gè) 刀座的地址 ； ? 將刀庫(kù)中的各個(gè)刀具再編一個(gè) 刀具號(hào) ； ? 然后在控制系統(tǒng)內(nèi)部建立一個(gè) 刀具數(shù)據(jù)表 ， 將原始狀態(tài)刀具在刀庫(kù)中的地址一一填入 ，并不得再隨意變動(dòng)。 ? 刀庫(kù)上裝有檢測(cè)裝置，可以讀出刀庫(kù)在換刀位置的地址。 ? 取刀時(shí)，控制系統(tǒng)根據(jù)刀具號(hào)在 刀具數(shù)據(jù)表 中 找到該刀具地址 ，按 優(yōu)化原則 轉(zhuǎn)動(dòng)刀庫(kù)，當(dāng)?shù)稁?kù)的檢測(cè)裝置讀出 地址與取刀地址相一致時(shí) ，刀具便停在換刀位置，等待換刀； 128 ? 若欲將換下的刀具送回刀庫(kù)，也不必尋找刀具原位，只要按優(yōu)化原則送到任一空位即可，控制系統(tǒng)將根據(jù)此時(shí)換刀位置的地址更新刀具數(shù)據(jù)庫(kù)，并記住刀具在刀庫(kù)中新的位置地址。 優(yōu)化原則： 在刀庫(kù)機(jī)構(gòu)中通常設(shè)有刀庫(kù)零位，執(zhí)行自動(dòng)選刀時(shí)，刀庫(kù)可以正反方向旋轉(zhuǎn)，每次選刀式刀庫(kù)轉(zhuǎn)動(dòng)不會(huì)超過一圈的 1/2。 129 三、自動(dòng)化換刀機(jī)構(gòu) (刀具交換裝置 ) 數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀裝置中， 實(shí)現(xiàn)刀庫(kù)與機(jī)床主軸之間刀具傳遞和刀具裝卸的裝置 稱為 自動(dòng)化換刀機(jī)構(gòu) (刀具交換裝置 )。 自動(dòng)換刀的刀具可固緊在專用刀夾內(nèi)，每次換刀時(shí)將刀夾直接裝入主軸。 刀具的交換方式通常分為 回轉(zhuǎn)刀架 、 通過主軸換刀、利用機(jī)械手換刀 。 130 1．回轉(zhuǎn)刀架 ? 常用于 數(shù)控機(jī)床 ，利用 轉(zhuǎn)塔頭各刀座來(lái)安裝或夾持各種不同的刀具 ，通過 轉(zhuǎn)塔頭的旋轉(zhuǎn)分度 來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)床自動(dòng)換刀動(dòng)作； ? 可分為 立軸式 （四方或六方刀架）和 臥軸式 （圓盤式回轉(zhuǎn)刀架） ? 定位可靠、重復(fù)定位精度高、分度準(zhǔn)確、轉(zhuǎn)位速度快、夾緊剛性好，能保證數(shù)控機(jī)床的高精度和高效率。 三、自動(dòng)化換刀機(jī)構(gòu) 131 ? 回轉(zhuǎn)刀架動(dòng)作： 根據(jù)數(shù)控指令進(jìn)行 ， 由液壓系統(tǒng)通過電磁換向閥和順序閥進(jìn)行控制 ， 其動(dòng)作過程分為如下四個(gè)步驟： (1)刀架抬起 (2)刀架轉(zhuǎn)位 (3)刀架壓緊 (4)轉(zhuǎn)位液壓缸復(fù)位 132 在如今的小型 FMS中，通常利用機(jī)床主軸作為過渡裝臵，將容納少量刀具（ 510把）的裝載刀架設(shè)計(jì)得便于主軸的抓取，先由刀具運(yùn)載工具將該裝載刀架送到機(jī)床工作臺(tái)上， 然后利用主軸和工作臺(tái)的相對(duì)移動(dòng)，將刀具裝入機(jī)床主軸， 再通過機(jī)床自身的自動(dòng)換刀裝臵，將刀具一個(gè)個(gè)地裝入機(jī)床刀庫(kù)。 這種方法簡(jiǎn)單易行，但換刀時(shí)間較長(zhǎng)，且要占用機(jī)床工時(shí)。 主軸裝刀 133 ?特點(diǎn)： 換刀機(jī)械手因具有 靈活性大 、 換刀時(shí)間短的 ，所以應(yīng)用最為廣泛。 ?換刀機(jī)械手按刀具夾持器的數(shù)量，又可分：為 單臂式機(jī)械手和雙臂式機(jī)械手 。 ?這些機(jī)械手能夠完成 抓刀、拔刀、回轉(zhuǎn)、換刀以及返回 等全部動(dòng)作過程。 機(jī)械手換刀 134 135 類型 特點(diǎn) 適用范圍 轉(zhuǎn) 塔 刀 架 回轉(zhuǎn)刀架 回轉(zhuǎn)刀架多為順序換刀換刀時(shí)間短，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，容納刀具較少 各種數(shù)控車床，車削中心機(jī)床 轉(zhuǎn)塔頭 順序換刀，換刀時(shí)間短，刀具主軸都集中在轉(zhuǎn)塔頭上，結(jié)構(gòu)緊湊，但剛性較差，刀具主軸數(shù)受限制 數(shù)控鉆床、鏜床 刀 庫(kù) 式 刀庫(kù)與主軸之間直接換刀 換刀運(yùn)動(dòng)集中，運(yùn)動(dòng)部件少。但刀庫(kù)運(yùn)動(dòng)多。布局不靈活，適應(yīng)性差 各種類型的自動(dòng)換刀數(shù)控機(jī)床，尤其是對(duì)使用回轉(zhuǎn)類刀具的數(shù)控鏜銑，鉆鏜類立式、臥式加工中心機(jī)床，要根據(jù)工藝范圍和機(jī)床特點(diǎn)，確定刀庫(kù)容量和自動(dòng)換刀裝臵類型，用于加工工藝范圍的立、臥式車削中心機(jī)床 用機(jī)械手配合刀庫(kù)換刀 刀庫(kù)只有選刀運(yùn)動(dòng)，機(jī)械手進(jìn)行換刀運(yùn)動(dòng)，比刀庫(kù)作換刀運(yùn)動(dòng)慣性小，速度快 用機(jī)械手、運(yùn)輸裝臵配合刀庫(kù)換刀 換刀運(yùn)動(dòng)分散，有多個(gè)部件實(shí)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)部件多，但布局靈活，適應(yīng)性好 有刀庫(kù)的轉(zhuǎn)塔頭換刀裝臵 彌補(bǔ)轉(zhuǎn)換刀數(shù)量不足的缺點(diǎn)，換刀時(shí)間短 擴(kuò)大工藝范圍的各類轉(zhuǎn)塔式數(shù)控機(jī)床 表 21自動(dòng)換刀裝置的主要類型、特點(diǎn)及適用范圍 演講完畢，謝謝觀看！