【正文】 若與給定的 T代碼不一樣，則刀庫仍繼續(xù)轉(zhuǎn)動，直到識刀器讀出的刀具或刀座編碼與 T 代碼一致時，發(fā)出選刀符合信號，說明已選中刀具； 11 此時刀庫減速、定位、停止，所選刀具停在等待換刀位置。 刀具編碼的識別裝置原理如圖 28 所示。利用感應(yīng)電壓的強弱，就能識別刀具的號碼。在檢測線圈 6 的一次線圈 5 中輸入交流電壓時，如編碼環(huán)為導磁材料，則磁感應(yīng)較強，在二次線圈 7 中產(chǎn)生較大的感應(yīng)電壓。圖 27 所示為一種用于刀具編碼的磁性識別裝置。 ①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磁感應(yīng)強弱不同，通過感應(yīng)線圈讀取代碼。 (2)非接觸式刀具識別裝置 非接觸式刀具識別裝置無機械接觸、無磨損、無噪聲、 壽命長、反應(yīng)速度快，適應(yīng)于高速且換刀頻繁的工作場合。當各繼電器讀出的 數(shù)碼與所需刀具的編碼一致時，由控制裝置發(fā)出信號，使刀庫停轉(zhuǎn)，等待換刀。在刀柄 1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，從中伸出幾個觸針 3，觸針數(shù)量與刀柄上的編碼環(huán)個數(shù)相等。 刀具 (刀座 )識別裝置 刀具 (刀座 )識別裝置是自動換刀系統(tǒng)中的重要組成部分，常用的有下列幾種。這樣刀具可以任意取、存，無需編碼元件，這種刀具任選 10 方式使換刀控制大為簡化。 ④計算機記憶式 高檔的數(shù)控加工中 心，可將刀具號和刀庫上存刀地址對應(yīng)地記憶在計算機存儲器內(nèi)或可編程控制器內(nèi)。當帶編碼附件的刀具插人刀庫中某一刀座時，該刀座便具有編碼附件指定的編碼。刀庫的刀座與刀具均無需編碼。其缺點是使刀具長度增加，制造田難，剛度降低，同時使機械手和刀庫的結(jié)構(gòu)也復雜化。避免了因刀具存放在刀庫中的順序差錯而造成的事故；同時也縮短了刀庫的運轉(zhuǎn)時間，簡化了自動換刀控制線 路。 ②刀具編碼式 這種萬式是直接對每把刀具進行編碼，由換刀裝置識別刀具上的編碼進行選刀，出于每把刀只都有自己的代碼，故可存放于刀庫的任一刀座中。由于鑰匙上每個凸凹部分旁邊均有相應(yīng)的碳刷，故可將鑰匙各個凸凹部分均識別出來，即識別出相應(yīng)的刀具。鑰匙沿著水平方向的鑰匙縫插人鑰匙孔座，然后順時針方向旋轉(zhuǎn) 90176。這樣就把鑰匙的號碼轉(zhuǎn)記到刀座中，給刀座編上了號碼。換刀時刀庫旋轉(zhuǎn)，使各個刀座依次經(jīng)過刀具識別器，直至找到規(guī)定的刀座，刀庫即刻停止旋轉(zhuǎn)。相同的刀具可重復使用，故刀具數(shù)量比順序選擇法的刀具可少一些，刀庫也相應(yīng)小一些。當某把刀具的代碼與數(shù)控指令的代碼相符合時，該把刀具被選中，刀庫將選中的刀具送至換刀位置，等待機械手來抓取。 （ 2）任意選擇刀具方式 這種方法根據(jù)程序指令的要求任意選擇所需要的刀具，刀具在刀庫中不必按照工件的加工順序排列，可任意存放。一 般用于刀具較少的中小型加工中心、加工批量較大但工件品種較少的加工中心、刀庫與主抽之間直接換刀的加工中心、有自動換刀庫的數(shù)控機床 (當加工小批量零件時 )。這種方法不需要刀具識別裝置，驅(qū)動控制也較簡單，工作可靠，但刀具不能重復使用。從刀庫中選擇刀具通常采用下述方式： （ 1）順序選擇方式 順序選擇方式是按零件加工的預定工序要求依次將所用刀具存入刀庫的刀座中，使用時按順序?qū)⑵滢D(zhuǎn)到取刀位置。如圖 25 所示。如圖 24 所示。 格子箱式刀庫 結(jié)構(gòu)緊湊，刀庫空間利用率高，換刀時間較長。 鏈式刀庫 此刀庫結(jié)構(gòu)緊湊，刀庫容量較大，鏈環(huán)的形狀可根據(jù)機床的布局制成各種形狀，也可將換刀位突出以便于換刀，能充分利用機床的占地空間，通常為軸向取刀，位置精度較低，造價也較高。此換刀裝置的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，換刀可靠性較好，缺點是換刀時間長，適用于刀庫容量較小的加工中心上采用。 刀庫的形式 根據(jù)刀庫 的容量和存取刀具的方式，刀庫可設(shè)計成多種形式。 6 表 21 加工中 心上的換刀裝置 形式 類別 特點 應(yīng)用范圍 轉(zhuǎn)塔式 垂直轉(zhuǎn)塔頭 1. 根據(jù)驅(qū)動方式不同，可分為順序選刀或任意選刀 2. 結(jié)構(gòu)緊湊簡單 3. 容納刀具數(shù)目少 用于鉆削中心 水平轉(zhuǎn)塔頭 刀庫式 無機械手換刀 1. 利用刀庫運動與主軸直接換刀，省去機械手 2. 結(jié)構(gòu)緊湊 3. 刀庫運動較多 小型加工中心 機械手換刀 1. 刀庫只做選刀運動，機械手換刀 2. 布局靈活，換刀速度快 各種加工中心 機械手和刀具運送器 1. 刀庫距機床主軸較遠時，用刀具運送器將刀具送至機械手 2. 結(jié)構(gòu)復雜 大型加工中心 成套更換方式 更換轉(zhuǎn)塔 1. 利用更換轉(zhuǎn)塔頭，增加換刀數(shù)目 2. 換刀時間基本不變 擴大加工工藝的鉆削中心 更換主軸箱 1. 利用更換主軸箱，擴大組合機床加工工藝范圍 2. 結(jié)構(gòu)比較復雜 擴大柔性的組合機床 更換刀庫 1. 擴大加工工藝，更換刀庫，另有刀庫存儲器 2. 充分提高機床利用率和自動化程度 3. 擴大加工中心的加工工藝范圍 加工復雜零件，需刀具很多的加工中心 7 刀庫及刀具交換裝置 刀庫的功能是儲存加工工序所需的各種刀具，并按程序指令，把即將要用的刀具迅速、準確地送到換刀位置，并接受從主軸送回的已用刀具。 在使用立式數(shù)控銑床加工工件時，只要充分利用數(shù)控銑床的各種功能，就可以加工許多普通銑床難加工的工件。由于加工中心上自動換刀次數(shù)比較頻繁，故對自動換刀裝置的技術(shù)要求十分嚴格．如要求定位精度高．動作平穩(wěn)，工作可靠以及精度保持性等。 5 圖 21 數(shù)控立式升降臺銑床的外觀圖 加工中心自動換刀裝置（ ATC）形式、特點及各自應(yīng)用范圍 由刀庫和機械手組成的自動換刀裝置 (Automatic Tool Changer,ATC)是加工中心的重要組成部分。設(shè)計成由由盤式刀庫和回轉(zhuǎn)式雙臂機械手組成。 加工精度 主軸錐孔 BT40 刀具最大直徑 ∮ 80mm 換刀時間（刀對刀） 4 秒 最大進給速度 5000m/min 確定其自動換刀裝置的形式 由于 LTCNC1000 數(shù)控立式升降臺銑床是一種使用范圍較廣的機床，且其可加工零件的精度要求也較高，比較上章介紹的幾種換刀形式，決定選用帶刀庫的自動換刀形式。 主要技術(shù)參數(shù)為： 工作范圍 X軸行程 1050mm Y 軸行程 650mm Z 軸行程 500mm 立柱最前端至主軸中心 650mm 工作臺加工面積（長 寬） 1400 320mm 工作臺承載重量 800kg 主軸最高轉(zhuǎn)速 8000rpm 快速進給速度 X軸 5m/min 快速進給速度 Y軸 5m/min 快速進給速度 Z軸 5m/min 刀 庫刀具數(shù) 20 把 定位精度 177。此外，多坐標數(shù)控銑床的主軸可以繞 X、Y或 Z 軸作數(shù)控擺動，擴大了主軸自身的運動范圍，但是主軸結(jié)構(gòu)更加復雜。有的采用變頻器調(diào)整，將轉(zhuǎn)速分為幾檔，編程時可任選一檔，在運轉(zhuǎn)中可通過控制面板上的旋鈕，在本檔范圍內(nèi)自由調(diào)節(jié)；有的則不分檔 ,編程時可在整個范圍內(nèi)無級調(diào)速。不同的機床其 變速功能與范圍也不同。如刀具長度補償功能、靠模加工功能、自動變換工作臺功能、自適應(yīng)功能、數(shù)控采集功能等。如點位控制功能、刀具半徑自動補償功能、鏡象加工功能、 固定循環(huán)功能等。 立式數(shù)控銑床的功能分為一般功能和特殊功能。 2 ） 工作臺縱、橫向移動，主軸升降。立式數(shù)控銑床一般為三坐標 （ X 、 Y 、 Z ）聯(lián)動 , 其各坐標的控制方式主要有以下兩種： 1 ）工作臺縱、橫向移 3 動并升降，主軸只完成主運動。為加速我國加工中心的發(fā)展，需進一步加強對加工中心的研究、設(shè)計、制造和應(yīng)用。隨著我國工業(yè)的不斷發(fā)展，推動了模具制造業(yè)、機械加工業(yè)的巨大發(fā)展，使得數(shù)控機床的使用越來越普遍，而加工中心更是以其高自 動化程度得到廣泛應(yīng)用。 未來加工中心的發(fā)展動向是高速化、進一步提高精度和愈發(fā)完善的機能。該產(chǎn)品出現(xiàn)后，銷路驚人，引起了日、德、美、英、法、意等先進工業(yè)國家的高度重視，競相開發(fā)生產(chǎn)，不斷擴大和完善機床的功 能，成為數(shù)控機床中發(fā)展最快、需求量最大的商品之一。 1958 年，美國卡尼，特雷克（ Kearneyamp。 任務(wù)分配 總體方案設(shè)計： 傳動系統(tǒng)設(shè)計： 動力電機系統(tǒng)設(shè)計： 控制電路設(shè)計： 軟件編程： 電力供電系統(tǒng)： 附上整體效果圖【圖片】 目錄 任務(wù)分配 ................................................................................................... 0 第 1 章 緒論 ............................................................................................. 2 設(shè)計背景 .......................................................................................... 2 立式數(shù)控銑床 .................................................................................. 2 第 2 章 方案設(shè)計 ..................................................................................... 4 課題內(nèi)容 .......................................................................................... 4 確定其自動換刀裝置的形式 ........................................................... 4 加工中心自動換刀裝置（ ATC）形式、特點及各自應(yīng)用范圍 ... 5 刀庫及刀具交換裝置 ....................................................................... 7 刀庫的形式 ...................................................................