第一小組第五周第一次作業(yè)完整版

一.斗笠式刀庫一般只能存8～24把刀具，斗笠式刀庫在換刀時(shí)整個(gè)刀庫主軸移動(dòng)。當(dāng)主軸上的刀具進(jìn)入刀庫的卡槽時(shí)，主軸向上移動(dòng)脫離刀具，這時(shí)刀庫轉(zhuǎn)動(dòng)。但要換的刀具對正主軸正下方時(shí)主軸下移，使刀具進(jìn)入主軸錐孔內(nèi)，加緊刀具后，刀庫退回原來的位置。三維效果圖結(jié)構(gòu)圖斗笠式刀庫技術(shù)參數(shù)表主軸鼻端BT40

刀庫規(guī)格斗笠BT400刀具容量16

馬達(dá)規(guī)格M6IK200-A

刀具換刀時(shí)間8Sec

氣缸規(guī)格Φ63×290行程氣壓管線Φ8

氣動(dòng)壓力0.5~0.6Mpa

刀具最大長度250mm

刀具最大重量8Kg

刀具最大外徑Φ100mm（滿刀狀態(tài));φ150（臨空刀狀態(tài))BT40型斗笠式刀庫產(chǎn)品特點(diǎn)：刀庫配置高強(qiáng)度尼龍刀爪，互換性好，不傷刀柄和主軸；粉末冶金健塊定位，精度高；直線軸承支撐，滑動(dòng)順暢、平穩(wěn)，具有良好的自潤滑性；日內(nèi)瓦槽輪機(jī)構(gòu)分度，精度高。確保刀具與主軸的對中性；可調(diào)緩沖氣缸與油缸雙重緩沖，沖擊小，可實(shí)現(xiàn)快進(jìn)緩?fù)?；曲柄式自?dòng)防護(hù)門機(jī)構(gòu)，開閉靈活，噪音小，防護(hù)好。外形美觀；接近開關(guān)檢測刀位，確保不亂刀；功能部件名牌配置，性能更佳，可靠性更好；刀庫系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊合理，外形美觀，互換性好，安裝、調(diào)試、維修方便，適配機(jī)型面寬名稱單位參數(shù)刀柄規(guī)格BT40(orISONO.40)刀庫容量把10121620最大刀具直徑（滿刀）mmФ115Ф110Ф100Ф100最大刀具直徑（臨空刀）mmФ220Ф220Ф200Ф200最大刀具長度mm300300300300最大刀具重量kg8888換刀行程mm200250250、290250、290、300刀庫分度動(dòng)力3－380V/50Hz60W刀庫往復(fù)動(dòng)力MPa0.5~0.6往復(fù)移動(dòng)時(shí)間s2~3.5分度時(shí)間s0.7刀庫重量kg408095105性能參數(shù)

s斗笠式刀庫的動(dòng)作過程

斗笠式刀庫在換刀時(shí)整個(gè)刀庫向主軸平行移動(dòng)，首先，取下主軸上原有刀具，當(dāng)主軸上的刀具進(jìn)入刀庫的卡槽時(shí)，主軸向上移動(dòng)脫離刀具；其次主軸安裝新刀具，這時(shí)刀庫轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)目標(biāo)刀具對正主軸正下方時(shí)，主軸下移，使刀具進(jìn)入主軸錐孔內(nèi)，刀具夾緊后，刀庫退回原來的位置，換刀結(jié)束

斗笠式刀庫的動(dòng)作過程

主軸刀號與目標(biāo)刀號是否一致否主軸上升至參考點(diǎn)主軸定位刀盤轉(zhuǎn)至主軸刀號刀庫推出主軸松刀主軸上升刀盤旋轉(zhuǎn)至目標(biāo)刀號主軸下移至換刀點(diǎn)主軸夾緊刀庫退回圖11.斗笠式刀庫控制中的幾個(gè)難點(diǎn)斗笠式刀庫在換刀過程中對主軸的定位精度要求是非常高的，這是由標(biāo)準(zhǔn)刀具和主軸的結(jié)構(gòu)決定的。標(biāo)準(zhǔn)刀具有兩個(gè)對稱的定位鍵槽，相應(yīng)主軸上有兩個(gè)配合鍵。這就要求主軸在換刀過程中始終定位到同一位置。只用ＰＬＣ控制是不能實(shí)現(xiàn)上述要求的，還需要主軸和ＮＣ程序的配合才能實(shí)現(xiàn)。當(dāng)系統(tǒng)檢測到該程序執(zhí)行Ｍ06ＴＸＸ信號時(shí)，ＮＣ程序發(fā)出換刀準(zhǔn)備和主軸定位信號，ＰＬＣ控制主軸變頻器使主軸定位，由主軸編碼器反饋主軸位置給ＮＣ程序，由ＮＣ程序檢測主軸是否定位到要求范圍內(nèi)，定位完成后ＮＣ程序發(fā)出換刀開始信號并傳輸給ＰＬＣ。2.Ｚ軸的定位精度Ｚ軸的定位精度指的是Ｚ軸準(zhǔn)確定位到圖1（c）和圖1（e）所示的位置，定位完成后接近開關(guān)的信號傳輸給ＰＬＣ，ＰＬＣ將順序執(zhí)行下一動(dòng)作。3.ＰＬＣ與ＮＣ程序的配合ＰＬＣ在整個(gè)換刀過程中主要控制刀庫的正/反轉(zhuǎn)、刀庫的前進(jìn)/后退、松刀/緊刀閥的動(dòng)作以及換刀動(dòng)作順序。主軸的上升、下降和定位都是由ＮＣ程序控制的,所以在整個(gè)換刀過程中ＰＬＣ與ＮＣ程序的配合是重點(diǎn)也是難點(diǎn)。斗笠式刀庫恢復(fù)方法

（針對在換刀換刀使用過程中出現(xiàn)中斷的現(xiàn)象處理）出現(xiàn)換刀過程中被強(qiáng)制中斷后，斷電，打開電柜，找到系統(tǒng)參數(shù)開關(guān)，并將開關(guān)打至ON位置，關(guān)上電柜門。系統(tǒng)重新上電后，同時(shí)按“取消”“復(fù)位”鍵取消100號報(bào)警設(shè)定PC參數(shù)3004為01000000，按“參數(shù)”“PC”“N3004”“輸入”“P01000000”“輸入”檢查刀具位置，如果刀具沒有鎖緊在主軸上時(shí)，需通過手輪移動(dòng)Z軸，將Z軸移動(dòng)到不產(chǎn)生干涉的安全位置。在MDI方式，執(zhí)行“M66”指令，將刀庫退到正常位置。在MDI方式，執(zhí)行“T1”指令，將刀盤旋轉(zhuǎn)到正常位置。設(shè)定刀盤號。檢查刀盤對應(yīng)的刀具號值，將該值設(shè)到PC參數(shù)2101上，例如當(dāng)前對應(yīng)的刀具號為3，按“參數(shù)”“PC”“N2101”“輸入”“P3”“輸入”設(shè)定PC參數(shù)3004為01000000，按“參數(shù)”“PC”“N3004”“輸入”“P00000000”“輸入”系統(tǒng)斷電，打開電柜關(guān)閉系統(tǒng)參數(shù)開關(guān)，將開關(guān)打至OFF位置系統(tǒng)重新上電回零后，如果主軸有刀必須手動(dòng)將主軸上的刀具拆下，再運(yùn)行下列程序既完成恢復(fù)：

O1234 #509=0 M6T5 M30二.槽輪機(jī)構(gòu)的工作原理槽輪機(jī)構(gòu)(又稱馬爾他機(jī)構(gòu))能把主動(dòng)軸的勻速連續(xù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為從動(dòng)軸的周期性間歇運(yùn)動(dòng),常用于各種分度轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)中。槽輪機(jī)構(gòu)有3種基本類型:外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)、內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu)和球面槽輪機(jī)構(gòu)。刀庫可采用外嚙合槽輪機(jī)構(gòu),也可采用內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu)。此處僅介紹外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)的工作原理如圖3所示1主動(dòng)曲柄2槽輪3拔銷4鎖止盤

外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)的主動(dòng)曲柄回轉(zhuǎn)軸線與槽輪回轉(zhuǎn)軸線平行,通常主動(dòng)曲柄作等速回轉(zhuǎn),當(dāng)主動(dòng)曲柄上的撥銷進(jìn)入槽中,就撥動(dòng)槽輪作反向轉(zhuǎn)位運(yùn)動(dòng),當(dāng)撥銷從槽中脫出,槽輪即靜止不動(dòng),并由鎖止盤定位。當(dāng)只有一個(gè)撥銷時(shí),主動(dòng)曲柄轉(zhuǎn)一周,槽輪作轉(zhuǎn)一個(gè)角度的步進(jìn)運(yùn)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)位、分度和定位。槽輪機(jī)構(gòu)參數(shù)計(jì)算1槽數(shù)Z槽輪槽數(shù)根據(jù)刀庫容量選取,但不同槽數(shù)時(shí),外嚙合槽輪的角速度和角加速度的變化不同,如圖4所示。由圖可以看出,槽數(shù)越小,則角加速度的變化越大,由此產(chǎn)生的沖擊和磨損也就越大。因此在用外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)作為刀庫轉(zhuǎn)動(dòng)定位機(jī)構(gòu)時(shí),槽數(shù)不應(yīng)小于8,即刀庫容量最好不小于8把刀。2)槽間角2φ22φ2=360°/Z3）槽輪每次轉(zhuǎn)位時(shí)曲柄的轉(zhuǎn)角2φ12φ1=180°-2φ24)槽輪與鎖止盤間的中心距L選用時(shí)考慮轉(zhuǎn)位定位機(jī)構(gòu)強(qiáng)度和剛度,并使其結(jié)構(gòu)緊湊。5)主動(dòng)曲柄長度R1R1=Lsinφ2

6)槽輪半徑R2R2=Lcosφ27)圓銷半徑rr=R1/68)槽底高bb=L-(R1+r)-(3～5)9)槽深hh=R2-b10)鎖止弧RXRX=R1-r-e式中,e=(0.6～0.8)r,且必須大于3mm～5mm,取e=7mm。根據(jù)以上參數(shù)可設(shè)計(jì)出槽輪和鎖止盤的尺寸。三.數(shù)控車床四方回轉(zhuǎn)刀架組成及其工作原理四方回轉(zhuǎn)刀架的組成零件直流伺服電機(jī)蝸桿軸刀架底座刀架體轉(zhuǎn)位套發(fā)信體電刷聯(lián)軸器渦輪絲杠粗定位盤球頭銷電刷座螺母粗定位銷四方刀架的主要構(gòu)成部分

101-直流伺服電機(jī)；2-聯(lián)軸器；3-蝸桿軸；4-蝸輪絲杠；5-刀架底座；6-粗定位盤；7-刀架體；8-球頭銷；9-轉(zhuǎn)位套；10-電刷座；11-發(fā)信體；12-螺母；13﹑14-電刷；15-粗定位銷四方回轉(zhuǎn)刀架的工作過程上圖所示為四方刀架零件圖。其工作過程為：刀架抬起-刀架轉(zhuǎn)位-刀架定位-夾緊刀架。刀架抬起當(dāng)數(shù)控裝置發(fā)出換刀指令后，電動(dòng)機(jī)1啟動(dòng)正常，通過套筒聯(lián)軸器2使蝸桿軸3轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)渦輪絲杠4轉(zhuǎn)動(dòng)。刀架體7的內(nèi)孔加工有螺紋，與螺紋絲杠旋合，渦輪與絲杠為整體結(jié)構(gòu)。渦輪絲杠內(nèi)孔與刀架中心軸式間隙配合，在轉(zhuǎn)位換刀時(shí)，中心軸固定不動(dòng)，渦輪絲杠繞中心軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)渦輪開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于刀架底座5和刀架體7上的端面齒處在嚙合狀態(tài)，且渦輪絲杠軸向固定，因此刀架體7抬起。

刀架轉(zhuǎn)位

當(dāng)?shù)都荏w抬至一定距離后，刀架底座5和刀架體7的端面體脫開，轉(zhuǎn)位套9用銷釘與渦輪絲杠4聯(lián)接，隨渦輪絲杠一同轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)端面齒完全脫開時(shí)轉(zhuǎn)位套正好轉(zhuǎn)過160°，球頭銷8在彈簧力的作用下進(jìn)入轉(zhuǎn)位套9的槽中，帶動(dòng)刀架體轉(zhuǎn)位。刀架定位刀架體7轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)著電刷座10轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)到程序指定的刀號時(shí)，粗定位銷15在彈簧力的作用下進(jìn)入粗定位盤6的槽中進(jìn)行粗定位，同時(shí)電刷13接觸導(dǎo)體使電動(dòng)機(jī)1翻轉(zhuǎn)。由于粗定位槽的限制，刀架體7不能轉(zhuǎn)動(dòng)，使其在該位置垂直落下，刀架體7和刀架底座5上的端面齒嚙合實(shí)現(xiàn)精確定位。夾緊刀架電動(dòng)機(jī)繼續(xù)反轉(zhuǎn)，此時(shí)渦輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸桿軸3自身轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)兩端面齒增加到一定夾緊力時(shí)，電動(dòng)機(jī)1停止轉(zhuǎn)動(dòng)。譯碼