數(shù)控技術(shù)第5章54節(jié)

1、第5章 運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)與典型機(jī)構(gòu)5.1 概述5.2 數(shù)控機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)5.3 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)5.4 數(shù)控機(jī)床的換刀裝置及過(guò)程5.4 數(shù)控機(jī)床的換刀裝置及過(guò)程自動(dòng)換刀裝置要能儲(chǔ)備一定數(shù)量的刀具并完成刀具的自動(dòng)交換。應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足：1、換刀時(shí)間短；2、刀具重復(fù)定位精度高；3、足夠的刀具存儲(chǔ)量；4、結(jié)構(gòu)緊湊，安全可靠。5.4 數(shù)控機(jī)床的換刀運(yùn)動(dòng)5.4.1 自動(dòng)換刀裝置的形式1回轉(zhuǎn)刀架換刀回轉(zhuǎn)刀架換刀四方刀架圓盤(pán)式軸向裝刀刀架回轉(zhuǎn)刀架換刀過(guò)程5.4 數(shù)控機(jī)床的換刀運(yùn)動(dòng)21六角回轉(zhuǎn)刀架六角回轉(zhuǎn)刀架動(dòng)作順序：動(dòng)作順序：1）刀架抬起2）刀架轉(zhuǎn)位3）刀架壓緊4）轉(zhuǎn)位油缸復(fù)位5.4 數(shù)控機(jī)床的換刀運(yùn)動(dòng)2. 更換主抽換刀更

2、換主抽換刀脫開(kāi)主軸傳動(dòng)；脫開(kāi)主軸傳動(dòng)；轉(zhuǎn)塔頭抬起；轉(zhuǎn)塔頭抬起；轉(zhuǎn)塔頭轉(zhuǎn)位；轉(zhuǎn)塔頭轉(zhuǎn)位；轉(zhuǎn)塔頭定位壓緊；轉(zhuǎn)塔頭定位壓緊；主軸傳動(dòng)重新接通主軸傳動(dòng)重新接通。TK-5525型數(shù)控轉(zhuǎn)塔式鏜銑床型數(shù)控轉(zhuǎn)塔式鏜銑床 右圖中是八方形主軸頭，裝有八根主軸，每根主軸上裝有一把刀具。根據(jù)工序要求，按順序自動(dòng)將所需要的刀具的主軸轉(zhuǎn)到工作位置，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀，同時(shí)接通主傳動(dòng)，不在工作位置的主軸便于主傳動(dòng)脫開(kāi)。 轉(zhuǎn)塔頭的轉(zhuǎn)位由槽輪機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 這種機(jī)床的主軸頭就是一個(gè)轉(zhuǎn)塔式刀庫(kù)，有臥式和立式兩種。動(dòng)作順序：動(dòng)作順序：優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：換刀時(shí)間短，可靠性高。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：主軸部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不夠堅(jiān)實(shí)，影響主軸系統(tǒng)剛度；主軸數(shù)目

3、有限，只是適應(yīng)于工序較少，精度要求不太高的機(jī)床上。5.4 數(shù)控機(jī)床的換刀運(yùn)動(dòng)3. 更換主軸箱換刀更換主軸箱換刀待用主軸箱推至上小車(chē)I；空車(chē)運(yùn)行到更換位置（上）；小車(chē)I運(yùn)行到更換位置（下）；用過(guò)的主軸箱1從動(dòng)力頭上推上小車(chē)；待用主軸箱從小車(chē)I推上機(jī)床動(dòng)力頭，并定位夾緊；兩小車(chē)返回主軸箱庫(kù)，將下次待換的主軸箱推上小車(chē)I；已用主軸箱從小車(chē)推入主軸箱庫(kù)中的空位；等待下一次換箱。5 主要用于組合機(jī)床組合機(jī)床，機(jī)床立柱后面的主軸箱庫(kù)，吊掛幾個(gè)備用的主軸箱。兩側(cè)導(dǎo)軌上，裝有同步運(yùn)行的小車(chē)，他們?cè)谥鬏S箱庫(kù)和動(dòng)力頭之間進(jìn)行主軸箱的運(yùn)輸。5.4 數(shù)控機(jī)床的換刀運(yùn)動(dòng)4帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀系統(tǒng)帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀系統(tǒng)組成：組

4、成： 刀庫(kù)、選刀機(jī)構(gòu)、刀具交換機(jī)構(gòu)及刀具在主軸上的刀庫(kù)、選刀機(jī)構(gòu)、刀具交換機(jī)構(gòu)及刀具在主軸上的自動(dòng)裝卸機(jī)構(gòu)組成自動(dòng)裝卸機(jī)構(gòu)組成.（刀庫(kù)可裝在立柱、主軸箱或工作臺(tái)上）（刀庫(kù)可裝在立柱、主軸箱或工作臺(tái)上）5.4 數(shù)控機(jī)床的換刀運(yùn)動(dòng)5.4.2 刀 庫(kù)1盤(pán)式刀庫(kù)盤(pán)式刀庫(kù)盤(pán)式的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，取刀也很方便，因此應(yīng)用廣泛存刀量可多達(dá)5060把。存刀量過(guò)多則結(jié)構(gòu)尺寸龐大，與機(jī)床布局不協(xié)調(diào)。有多圈、多層、多排分布。5.4 數(shù)控機(jī)床的換刀運(yùn)動(dòng)2. 鏈?zhǔn)降稁?kù)刀庫(kù)容量較大，增加刀庫(kù)容量，只需增加鏈條的長(zhǎng)度和支承鏈輪的數(shù)目即可。一般安裝在立柱的側(cè)面。5.4 數(shù)控機(jī)床的換刀運(yùn)動(dòng)5.4.3 刀具交換裝置實(shí)現(xiàn)刀庫(kù)與機(jī)床主軸裝卸和

5、傳遞刀具的裝置。實(shí)現(xiàn)刀庫(kù)與機(jī)床主軸裝卸和傳遞刀具的裝置。1.交換裝置的形式交換裝置的形式1）由刀庫(kù)和主軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)刀具交換）由刀庫(kù)和主軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)刀具交換 必須將主軸上用過(guò)的刀具送回刀庫(kù)，再?gòu)牡稁?kù)中取出新刀，兩個(gè)動(dòng)作不能同時(shí)進(jìn)行。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：換刀時(shí)間較長(zhǎng)；換刀動(dòng)作較多。(a)(b)(c)5.4 數(shù)控機(jī)床的換刀運(yùn)動(dòng)氣缸電機(jī)直線(xiàn)導(dǎo)軌主軸刀庫(kù)刀盤(pán)（a）(d)（b）(e)（c）(f)刀庫(kù)和主軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)刀具的過(guò)程示意圖刀庫(kù)和主軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)刀具的過(guò)程示意圖5.4 數(shù)控機(jī)床的換刀運(yùn)動(dòng)2）由機(jī)械手進(jìn)行刀具交換5.4 數(shù)控機(jī)床的換刀運(yùn)動(dòng)2）由機(jī)械手進(jìn)行刀具交換）由機(jī)械手進(jìn)行刀具交換鉤手，鉤手

6、，旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)抱手，抱手，手指旋轉(zhuǎn)手指旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)扠手，扠手，直線(xiàn)運(yùn)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)扠手，扠手，直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)5.4 數(shù)控機(jī)床的換刀運(yùn)動(dòng)機(jī)械手5.4 數(shù)控機(jī)床的換刀運(yùn)動(dòng)鉤刀機(jī)械手換刀過(guò)程： 抓刀拔刀換刀插刀復(fù)位刀庫(kù)油缸主軸換刀機(jī)械手(a)(b)(c)(d)5.4 數(shù)控機(jī)床的換刀運(yùn)動(dòng)2. 刀具的夾持 要求有適當(dāng)夾緊力，活動(dòng)爪有鎖緊裝要求有適當(dāng)夾緊力，活動(dòng)爪有鎖緊裝置，防止脫落或轉(zhuǎn)動(dòng)。置，防止脫落或轉(zhuǎn)動(dòng)。直柄和錐柄兩種。直柄和錐柄兩種。5.4 數(shù)控機(jī)床的換刀運(yùn)動(dòng) 柄式夾持柄式夾持(軸向夾持軸向夾持)1-活動(dòng)爪 2-軸 3-擋銷(xiāo) 4-鎖緊銷(xiāo) 5-調(diào)整螺栓 6-彈簧柱塞 7-固定爪16 活動(dòng)爪活動(dòng)爪1

7、可繞軸可繞軸2回轉(zhuǎn)，一端在彈簧柱塞回轉(zhuǎn)，一端在彈簧柱塞6的作用下，支靠在擋的作用下，支靠在擋銷(xiāo)銷(xiāo)3上，調(diào)整螺栓上，調(diào)整螺栓5以使手掌保持適當(dāng)?shù)膴A緊力；鎖緊銷(xiāo)以使手掌保持適當(dāng)?shù)膴A緊力；鎖緊銷(xiāo)4使活動(dòng)爪使活動(dòng)爪1牢固夾持刀柄，防止松脫。鎖緊銷(xiāo)牢固夾持刀柄，防止松脫。鎖緊銷(xiāo)4還可軸向移動(dòng)，放松活動(dòng)爪還可軸向移動(dòng)，放松活動(dòng)爪1，以便扠刀從刀柄以便扠刀從刀柄V型槽中退出。型槽中退出。5.4 數(shù)控機(jī)床的換刀運(yùn)動(dòng) 法蘭盤(pán)式夾持（徑向夾持或蝶形夾持）法蘭盤(pán)式夾持（徑向夾持或蝶形夾持）1-拉桿，2-刀柄 3-法蘭盤(pán) 4-帶洼形肩面采用法蘭盤(pán)夾持的突出優(yōu)點(diǎn)： 當(dāng)采用中間搬運(yùn)裝置時(shí)，可以很方便地從一個(gè)機(jī)械手過(guò)度到另

8、一個(gè)輔助機(jī)械手上去。5.4 數(shù)控機(jī)床的換刀運(yùn)動(dòng)5.4.4 帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀裝置實(shí)例THK 6370型數(shù)型數(shù)控臥式鏜銑床的控臥式鏜銑床的自動(dòng)換刀裝置。自動(dòng)換刀裝置。 由鏈?zhǔn)降稁?kù)和刀具交換裝置組成，并用微型計(jì)算機(jī)管理刀庫(kù)。 鏈?zhǔn)降稁?kù)至于機(jī)床左側(cè)，刀具容量為45把刀具。機(jī)械手安裝在主軸箱的前端面上，可隨主軸箱沿立柱導(dǎo)軌上、下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)任意位置換刀。5.4 數(shù)控機(jī)床的換刀運(yùn)動(dòng)1.自動(dòng)換刀裝置換刀過(guò)程：5.4 數(shù)控機(jī)床的換刀運(yùn)動(dòng)2刀具交換裝置刀具交換裝置一個(gè)雙臂機(jī)械手完成新舊刀具的運(yùn)輸及交換一個(gè)雙臂機(jī)械手完成新舊刀具的運(yùn)輸及交換5.4 數(shù)控機(jī)床的換刀運(yùn)動(dòng)本機(jī)械手的特點(diǎn)：本機(jī)械手的特點(diǎn)：能實(shí)現(xiàn)任意位置換刀能實(shí)現(xiàn)任意位置換刀，換刀時(shí)主軸箱不需要在換刀位，換刀時(shí)主軸箱不需要在換刀位置和加工位置之間來(lái)回移動(dòng)，置和加工位置之間來(lái)回移動(dòng)，節(jié)約了空程時(shí)間節(jié)約了空程時(shí)間，同時(shí)也，同時(shí)也減減少了導(dǎo)軌副的磨損及重復(fù)定位誤差少了導(dǎo)軌副的磨損及重復(fù)定位誤差，從而提高了鏜階梯孔，從而提高了鏜階梯孔的同心度；控制抓刀，拔、插刀油缸的四個(gè)電磁閥放在機(jī)的同心度；控制抓刀，拔、插刀油缸的四個(gè)電磁閥放在機(jī)械手本體上，并盡量采用構(gòu)件內(nèi)部配油，械手本體上，并盡量采