數(shù)控技術(shù)結(jié)構(gòu)2(參考版)
2024-08-12 15:06本頁面
【正文】 ? 刀具 —— 機(jī)械手自動換刀系統(tǒng)，整個換刀過程比較復(fù)雜，首先要把加工過程中要用的全部刀具分別安裝在標(biāo)準(zhǔn)的到賓刀柄上，在機(jī)床外進(jìn)行尺寸 調(diào)整后，插入刀庫中。 ? 圖 7— 40所示為刀庫裝在機(jī)床的工作臺（或立柱）上的數(shù)控機(jī)床的外觀圖。因此，轉(zhuǎn)塔主軸頭通常只適應(yīng)于工序較少，精度要求不太高的機(jī)床，例如數(shù)控鉆床、銑床等。但是由于空間位置的限制，使主軸部件結(jié)構(gòu)不能設(shè)計得十分堅實(shí)，因而影響了主軸系統(tǒng)的剛度。 ? 為了改善主軸結(jié)構(gòu)的工藝性，整個主軸部件裝在套筒內(nèi)，只要卸去螺釘，就可將整個主軸部件抽出。 （ 5）主軸轉(zhuǎn)動重新接通 由電磁閥控制壓力油進(jìn)入 壓缸 4，壓縮彈簧使齒輪 1與主軸上的齒輪 12嚙合。 （ 4）轉(zhuǎn)塔頭定位壓緊 通過電磁閥使壓力油進(jìn)入 壓缸 5的右腔，轉(zhuǎn)塔頭向左返回，由鼠牙盤 10精定位。若處于加工位的主軸不是所需要的，轉(zhuǎn)位電動機(jī)句續(xù)回轉(zhuǎn)，帶動轉(zhuǎn)塔頭間歇地再轉(zhuǎn) 45 ，直至選中主軸為止。并由槽輪機(jī)構(gòu)的圓弧來完成主軸頭的分度位置粗定位。固定在轉(zhuǎn)塔頭體上的鼠牙盤 10便脫開。轉(zhuǎn)塔頭的轉(zhuǎn)位（即換刀）由槽輪機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，其結(jié)構(gòu)如圖 7— 39所示，每次換刀包括下類動作： （ 1）脫開主軸傳動 壓缸 4卸壓，彈簧推動齒輪 1向上與主軸上的齒輪 12脫開。根據(jù)工序的要求按順序自動換刀，同時接通主傳動。這種機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)塔頭就是一個轉(zhuǎn)塔刀庫，轉(zhuǎn)塔頭有臥式和立式兩種。 2．多主軸轉(zhuǎn)塔頭換刀裝置 ? 在帶有旋轉(zhuǎn)刀具的數(shù)控鏜銑床中，常用多主軸轉(zhuǎn)塔頭換刀裝置。由于此時端齒離合已脫開，所以齒條帶動齒輪 7在軸上空轉(zhuǎn)。用靠近的二束光導(dǎo)纖維來閱讀二進(jìn)制碼的一位時，其中一束將電源投到能反光或不能反光（被涂黑）的金屬表面另一束光導(dǎo)纖維將反射光送至光電轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換成電信號，以判斷 ? 銷 9卡緊，同時缸體 3與壓盤 4的錐面接觸刀架在新的位置定位并夾緊，這時端齒離合器與空套齒輪脫開。使刀庫停止運(yùn)轉(zhuǎn)，等待換刀。利用感應(yīng)電壓的強(qiáng)弱，就能識別刀具的號碼。在檢測線圈 6的一次線圈 6的一次線圈 5中輸入交流電壓時，如編碼環(huán)為導(dǎo)磁材料，則磁感應(yīng)較強(qiáng)，在二次線圈 7中產(chǎn)生較大的感應(yīng)電壓。圖 748所示為一種用于刀具編碼的磁性識別裝置。 ? 非接觸式磁性識別法磁性識別法是利用磁性材料和非磁性材料感應(yīng)強(qiáng)弱不同，通過感應(yīng)線圈讀取代碼。適應(yīng)于高速、換刀頻繁的工作場合。 ? 接觸式刀具識別裝置的結(jié)構(gòu)簡單，但由于觸針有磨損，故壽命較短、可靠性較差，且難于快速換刀。當(dāng)編碼環(huán)是小直徑時與觸針白接觸，繼電器不通電其數(shù)碼為“ 0”。在刀柄上裝有兩種直徑不同的編碼環(huán)，規(guī)定大直徑的環(huán)表示二進(jìn)制的“ 1”，小直徑的環(huán)為“ 0”，圖中有 5個編碼環(huán) 4，在刀庫附近固定一刀具識別裝置 2，從中伸出觸針 3，觸針數(shù)量與刀柄上的編碼環(huán)個數(shù)相等。 （三）刀具識別裝置 ? 刀具識別裝置是可任意選擇刀具的自動換刀系統(tǒng)中重要組成部分，常用的有以下幾種。因此，這種方式具有更大的靈活性。由于鑰匙上每個凹凸部分的旁邊均有相應(yīng)的炭刷 4或 1，故可將鑰匙各個凸凹部分識別出來，即識別書相應(yīng)的刀具。 ? 編碼鑰匙的形狀如圖 745所示，鑰匙的兩邊最多可帶有 22個方齒，圖中除導(dǎo)向用的兩個方外，共有 20 個圖中可區(qū)別 9999刀具。這種方式是先給刀具都縛上一把表示該刀具號的編碼鑰匙，當(dāng)把個刀具尊放倒戈刀庫中時。在圓盤的圓周上均布若干個刀座，起外側(cè)邊緣上裝有相應(yīng)的刀座編碼塊 1，在刀庫的下放裝有固定不動的刀座識別裝置 2。與順序選刀的方式相比，刀座編碼的突出移動是刀具在加工過程中可以重復(fù)使用。因此，刀具識別裝置的位置不受刀柄尺寸的限制，而且可以放在較適當(dāng)?shù)奈恢谩Q刀時刀庫旋轉(zhuǎn)，使各個刀座依次經(jīng)過識刀器，直至找到規(guī)定的刀座，刀庫便停止旋轉(zhuǎn)。通常全部為 0的代碼不用，以避免與刀座中沒有刀具的狀況相混淆。通過這兩種圓環(huán)的不同排列，可以得到一系列代碼。編碼環(huán)既可以是整體的，也可由圓環(huán) 3組成。 ? 刀具編碼的具體結(jié)構(gòu)如圖 743所示。由于每把刀具都有自己的代碼，因此，可以存放于刀庫的任一刀座中。 ? 任意選擇法必須對刀具編碼，以便識別。 ? 任意選擇刀具法的優(yōu)點(diǎn)是刀庫中刀具的排列順序與工件加工順序無關(guān)，相同的刀具可重復(fù)使用。每把刀具（或刀座）都編上代碼，自動換刀時，刀庫旋轉(zhuǎn)，每把刀具（或刀座）都經(jīng)過“刀具識別裝置”接受識別。 2．任意選擇方式 ? 采用任意選擇方式的自動換刀系統(tǒng)中必須有刀具識別裝置。刀庫中的刀具在不同的工序中不能重復(fù)使用，因而必須相應(yīng)地增加刀具的數(shù)量和刀具的容量，這樣就降低了刀具和刀庫的利用率。因此，刀具的順序選擇方式具有結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。已經(jīng)使用過的刀具可以放回原來的刀座內(nèi)，也可以按順序放入下一個刀座內(nèi)。 1．順序選擇方式 ? 刀具的順序選擇方式是將刀具按加工工序的順序，依次放人刀庫的每一個刀座內(nèi)。 （二）選刀方式 ? 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，稱為自動換刀。這種刀庫可將其單獨(dú)安置于機(jī)床外，由機(jī)械手進(jìn)行選刀及換刀。一般刀具數(shù)量在 30~120把。 2．鏈?zhǔn)降稁? ? 這種刀庫是在環(huán)形鏈條上裝有許多刀座，如圖 742F所示，其結(jié)構(gòu)有較大的靈活性，存放刀具的數(shù)量也較多，選刀和取刀動作十分簡單。 ? 當(dāng)需要更多數(shù)量的刀具時，可采用圖 742E所示的鼓輪彈倉式（又成刺猬式）刀庫，其結(jié)構(gòu)十分緊湊，在相同的空間內(nèi)，它的刀庫容量最大，圖 742G為多層盤形刀庫。盤形刀庫的種類葚多，圖 742A~D是單盤式刀庫，為適應(yīng)機(jī)床主軸的布局，刀庫的刀具軸線可以按不同的方向配置，圖 742D是刀可以作 90度翻轉(zhuǎn)的圓盤刀庫，采用這種結(jié)構(gòu)能簡化取刀動作。 1． 盤形刀庫 ? 盤形刀庫為最常用的一種形式，每一刀座均可存放一把刀具。 ? 根據(jù)刀庫所需要的容量、選刀及取刀方式，可以將刀庫設(shè)計成多種形式。同時，影響換刀工作可靠性因素是也較多。 ? 采用這種自動換刀系統(tǒng)，需要增加刀具的自動夾緊、放松機(jī)構(gòu)、刀具運(yùn)動及定位機(jī)構(gòu)，常常還需要有清潔刀柄及刀孔、刀座的裝置，因而結(jié)構(gòu)復(fù)雜。刀庫中刀具的數(shù)目可根據(jù)工藝要求和機(jī)床的結(jié)構(gòu)布局而定，數(shù)量可較多以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜零件的多工序加工，從而提高了機(jī)床的適應(yīng)性和加工效率。換刀時根據(jù)選刀指令在刀庫誰選刀，由刀具交換裝置從刀庫和主軸上取出刀具，進(jìn)行刀具交換，然后將新刀具裝入主軸，將用過的刀放回刀庫。 如果 CNC系統(tǒng)存儲性能不足，能 自動更改召集和傳送程序的順序。
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