【正文】 換到主軸上 ，切削完畢后又將用過的刀具自動地從主軸上取下放回刀庫 裝夾裝臵 111 自動換刀系統(tǒng)的組成： 112 刀庫是自動換刀系統(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、準確地將 刀庫中的空刀位 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行換刀。 ?刀庫的容量、布局以及具體結(jié)構(gòu) 對數(shù)控機床的 總體布局 和 性能 有很大影響。 二、刀庫 主軸換刀 113 常用刀庫有 盤式刀庫 鏈式刀庫 格子式刀庫 114 ? 盤形刀庫 ? 盤式刀庫結(jié)構(gòu)簡單、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 各種鏈式刀庫 a）單環(huán)鏈式 （ b）多環(huán)鏈式 （ c）折疊鏈式 鏈式刀庫 116 鏈式刀庫 鏈式刀庫是在環(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。 鏈式刀庫有單環(huán)鏈式和多環(huán)鏈式等幾種。 當鏈條較長時，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 刀具分幾排直線排列，由縱、橫向移動的取刀機械手完成選刀運動，將選取的刀具送到固定的換刀位置刀座上，有換刀機械手交換刀具。這種形式刀具排列密集，空間利用率高，刀庫容量大。 固定型格子盒式刀庫 118 方式 按數(shù)控裝置的刀具選擇指令，從刀庫中挑選各工序所需要的刀具的操作稱為 自動選刀 。 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，一次放入刀庫的每一個刀座內(nèi)，刀具順序不能搞錯。 使用時按加工順序指令一一取用。 當加工工件改變時，刀具在刀庫上的排列順序也要改變。 ? 缺點： 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，降低了刀具和刀庫的利用率， ? 優(yōu)點： 它的 控制以及刀庫的運動 等比較簡單。 120 （ 2）任意選刀 —— 預(yù)先把刀庫中每把刀具（或刀座）都編上代碼，按照編碼選刀。 加工時 ， 根據(jù)程序指令的要求任意選擇所需要的刀具，刀具在刀庫中可以不按加工順序而任意存放，利用控制系統(tǒng)來識別、記憶所有的刀具和刀座。 ? 通用性較強，相同的刀具在工件一次裝夾中可重復(fù)使用 。 121 當?shù)稁烊萘枯^大，布臵得離機床主軸較遠時，就需要安排兩只機械手和刀具運送裝臵來完成新舊刀具的交換工作。一只機械手靠近刀庫，稱后機械手，完成拔刀和插刀的動作；另一只機械手靠近主軸，稱前機械手，也完成拔刀和插刀的動作。 122 刀具的識別是指自動換刀裝臵對刀具的識別，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)，并對每把刀具進行編碼。換刀時通過編碼識別裝置，根據(jù)換刀指令代碼，在刀庫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 ，每個編碼環(huán)的 大小分 別表示二進制數(shù)的 “ 1”和 “ 0”。 ?通過對兩種圓環(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)， 刀具長度加長，制造困難，剛度降低，刀庫和機械手的結(jié)構(gòu)變復(fù)雜。 125 126 （ 2）軟件記憶法 由于計算機技術(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)和識刀器。 ? 在這種選刀與換刀的方式中， 刀庫上的刀具能與主軸上的刀具任意地直接交換 ，即隨機換刀。 ? 主軸上換來的新刀號及還回刀庫上的刀具號，均在 PLC內(nèi)部相應(yīng)地存儲單元記憶 。 ? 隨機換刀控制方式需要在 PLC內(nèi)部設(shè)置一個 模擬刀庫的數(shù)據(jù)表 ，其長度和表內(nèi)設(shè)置的數(shù)據(jù)與刀庫的位置數(shù)和刀具號相對應(yīng)。 127 （ 2）軟件記憶法 ? 將刀庫上的各個 刀座編號 ，得到各個 刀座的地址 ； ? 將刀庫中的各個刀具再編一個 刀具號 ； ? 然后在控制系統(tǒng)內(nèi)部建立一個 刀具數(shù)據(jù)表 ， 將原始狀態(tài)刀具在刀庫中的地址一一填入 ，并不得再隨意變動。 ? 刀庫上裝有檢測裝置，可以讀出刀庫在換刀位置的地址。 ? 取刀時，控制系統(tǒng)根據(jù)刀具號在 刀具數(shù)據(jù)表 中 找到該刀具地址 ，按 優(yōu)化原則 轉(zhuǎn)動刀庫，當?shù)稁斓臋z測裝置讀出 地址與取刀地址相一致時 ，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，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)此時換刀位置的地址更新刀具數(shù)據(jù)庫，并記住刀具在刀庫中新的位置地址。 優(yōu)化原則： 在刀庫機構(gòu)中通常設(shè)有刀庫零位，執(zhí)行自動選刀時，刀庫可以正反方向旋轉(zhuǎn)，每次選刀式刀庫轉(zhuǎn)動不會超過一圈的 1/2。 129 三、自動化換刀機構(gòu) (刀具交換裝置 ) 數(shù)控機床的自動換刀裝置中， 實現(xiàn)刀庫與機床主軸之間刀具傳遞和刀具裝卸的裝置 稱為 自動化換刀機構(gòu) (刀具交換裝置 )。 自動換刀的刀具可固緊在專用刀夾內(nèi)，每次換刀時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、利用機械手換刀 。 130 1．回轉(zhuǎn)刀架 ? 常用于 數(shù)控機床 ，利用 轉(zhuǎn)塔頭各刀座來安裝或夾持各種不同的刀具 ，通過 轉(zhuǎn)塔頭的旋轉(zhuǎn)分度 來實現(xiàn)機床自動換刀動作； ? 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、分度準確、轉(zhuǎn)位速度快、夾緊剛性好，能保證數(shù)控機床的高精度和高效率。 三、自動化換刀機構(gòu) 131 ? 回轉(zhuǎn)刀架動作： 根據(jù)數(shù)控指令進行 ， 由液壓系統(tǒng)通過電磁換向閥和順序閥進行控制 ， 其動作過程分為如下四個步驟： (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)計得便于主軸的抓取，先由刀具運載工具將該裝載刀架送到機床工作臺上， 然后利用主軸和工作臺的相對移動，將刀具裝入機床主軸， 再通過機床自身的自動換刀裝臵，將刀具一個個地裝入機床刀庫。 這種方法簡單易行，但換刀時間較長，且要占用機床工時。 主軸裝刀 133 ?特點： 換刀機械手因具有 靈活性大 、 換刀時間短的 ，所以應(yīng)用最為廣泛。 ?換刀機械手按刀具夾持器的數(shù)量，又可分：為 單臂式機械手和雙臂式機械手 。 ?這些機械手能夠完成 抓刀、拔刀、回轉(zhuǎn)、換刀以及返回 等全部動作過程。 機械手換刀 134 135 類型 特點 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間短，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，容納刀具較少 各種數(shù)控車床，車削中心機床 轉(zhuǎn)塔頭 順序換刀，換刀時間短，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 式 刀庫與主軸之間直接換刀 換刀運動集中，運動部件少。但刀庫運動多。布局不靈活，適應(yīng)性差 各種類型的自動換刀數(shù)控機床，尤其是對使用回轉(zhuǎn)類刀具的數(shù)控鏜銑，鉆鏜類立式、臥式加工中心機床，要根據(jù)工藝范圍和機床特點，確定刀庫容量和自動換刀裝臵類型，用于加工工藝范圍的立、臥式車削中心機床 用機械手配合刀庫換刀 刀庫只有選刀運動，機械手進行換刀運動，比刀庫作換刀運動慣性小，速度快 用機械手、運輸裝臵配合刀庫換刀 換刀運動分散，有多個部件實現(xiàn)，運動部件多，但布局靈活，適應(yīng)性好 有刀庫的轉(zhuǎn)塔頭換刀裝臵 彌補轉(zhuǎn)換刀數(shù)量不足的缺點，換刀時間短 擴大工藝范圍的各類轉(zhuǎn)塔式數(shù)控機床 表 21自動換刀裝置的主要類型、特點及適用范圍 演講完畢，謝謝觀看！