自动化制造系统-刀具自动化PPT课件

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过去的刀具编码采用在刀柄上安装编码环，使刀柄 结构复杂，而且编码数据不能太多。随着条形码技术 的应用，使复杂的刀具编码得以实现。
❖接触式编码刀柄
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刀具识别的条形码技术，是将刀具编码转换成条形码， 条码可在组装刀具时现场打印，然后粘贴在刀柄上，再由 条码阅读机扫描，直接将信息输入计算机。当刀柄再用于 组装新刀时，将原条码撕下，换上新条码即可。
送刀小车可以装载一组刀具，进行成批换刀，但它 向机床上送刀时，刀具的交换需要占用机床的加工时间， 这种送刀方式适用于加工准备时机床停机状态的成组换刀。
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二、高架机械手
在制造系统上方的空中设置高架轨道，一个换刀机械 手挂在上面，可沿轨道运送刀具。
机械手从刀具进出站抓住一把刀具，在高架轨道上行 走，将刀具送到指定的机床刀库或中央刀库，并且自动将 刀具装入刀库，然后从刀库拿下一把需要送出系统的刀 具，再送到进出站。
(1)刀具识别的条形码技术： 加工中心的自动选刀方式有顺序选刀、刀具编码方式和 刀座编码方式。 对于带有中央刀具库的刀具流系统，由于刀具不仅是在 机床的刀库上进行换刀加工，而且有机床刀库与中央刀库 之间的交换，刀具是靠输送设备自动装入刀座。因此，使 用刀具编码方式更容易对刀具进行识别和管理，刀具有了 自己的编码，不论在哪里都能找到，不易出错。
自动化刀具由刀具组装预调站、刀具进出站、刀具输 送装置和刀具库组成。
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1、刀具室
刀具室工作包括刀具组装和刀具预调，这些工作主要 由人来完成，负责对用过的刀具进行重磨，对废弃的刀具 进行处理，对新刀具进行刀具与刀柄组装、编码和登记 （向计算机输入信息）。
此外，刀具进入系统前要进行预调。实际上，刀具室 的工作是按刀具清单准备刀具，并将准备好的刀具放在刀 具进出站。
这种方式每次只能运送一把刀具，但它不仅有输送功 能，同时有装卸功能，可以自动装卸刀具，因此不占用机 床的运行时间，中央刀库也可以不设换刀装置。
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三、 刀具搬运机器人
用机器人运输刀具与高架机械手类似，不仅能运送 刀具，还能自动装卸刀具。并且运刀机器人的运行更为灵 活，不需要高架轨道。
刀具自动化
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刀具是金属切削加工中不可缺少的工具之一，无论是 普通机床，还是先进的数控机床、加工中心机床以及柔性 制造系统，都必须通过刀具才能完成切削加工。
所谓刀具自动化，就是加工设备在切削过程中自动完 成选刀、换刀、对刀、走刀等工作过程。
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第一节 自动化刀具的内容
一、自动化刀具的组成
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1)、刀具的组装
刀具组装包括机夹刀片与刀杆的装配，以及刀具与 标准刀柄的组装。
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拉钉
刀柄
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连接器
刀具
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(1)机夹刀片与刀杆的装配和组装
加工中心和数控机床大量使用的是可转位机夹刀 具，在刀具室，工作人员要根据刀具清单的要求，选定 所需要的刀杆和刀片类型，刀片装配到相应的刀杆上。
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2)、刀具的预调
组装好的刀具还需要进行调整工作，将刀具放在刀具 预调仪上，按刀具清单列出的参数进行调整。需要调整的 参数有：刀具几何参数，刀具角度，刀具尺寸和直径等等。 另外，还需要测量出刀具的补偿值。
3)、刀具的编码和识别
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刀具与工件一样，在自动运行的系统中也需要识别， 但刀具所需要识别的内容比工件要多，其编码系统比工件 编码更为复杂。
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刀具进出站的托架上设有接近开关或光电开关，采
用开关信号发令或光电信号输出，对刀座上有无刀具进
行识别。
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二、刀具进出识别
使用红绿灯指示来进行刀具进出的识别，需要进入 系统的刀具用绿灯显示，需要拿出系统的刀具用红灯显 示。
在刀具准备好时，首先用条形码阅读器向控制系统输 入刀具信息，然后将刀具放在进出站托架上，当系统判 断这把刀具合格，可以进入系统，托架指示灯显示绿灯； 如果系统认为此刀具有问题，则显示红灯。
有些刀具还需要与中间接杆相连接，用来转换刀柄 与刀具相连接的部分结构，（例如莫氏锥孔、弹簧夹头 等），根据需要正确选用和安装。
对于用过的刀具，则需要进行刀片转位或更换刀片。
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(2) 切削刀具与标准刀柄的组装
加工中心要实现自动换刀，需使用统一的标准刀
柄，标准刀柄与主轴的连接部分为标准结构，因此需要
将装配好的刀具与标准刀柄进行组装。
刀具经过装配、预调和编码后，首先放到刀具进出 站的刀具托架上，托架上装有刀具识别装置，可对刀具 进行“有无刀具”和“刀具进出”的识别。
一、有无刀具识别
工作人员将准备好的刀具放在进出站的托架上，刀 具流系统的输送装置会自动将刀具取走送入指定的刀具 库，还会自动将系统中需要处理的刀具放到进出站的托 架上。 因此，在刀具进出站里的托架有无刀具，要能 够由系统自动识别。
刀具的自动输送装置主要有： 刀具输送小车、高架机械手、刀具搬运机器人
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一、刀具输送小车
输送小车上带有刀具托架，可以同时输送多把刀具， 它在刀具进出站靠托架交换来装卸刀具，在进出站将车上 的托架卸下，再装上带有系统所需刀具的托架。 小车到达机床后，利用机床上的换刀机械手，将小车上的
刀具与机床刀库的刀具进行交换。小车到达中央 刀库，利用刀库的换刀机床械手，将小车上的刀具与刀库 的刀具进行交换。
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从系统中送出的刀具放在托架上时，指示灯也会显 示红灯，要求操作人员将刀具拿到刀具室进行处理。
刀具进出站的信号控制： 刀具进出站的信号由刀具计算机控制，内容包括刀 具识别、红绿灯控制和刀具条形码信息管理。
刀具进出站信号控制图
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第三节 刀具自动输送装置
刀具从刀具进出站进入自动运行的系统后，由刀具 输送装置将刀具送到各机床的刀具库中，或者送入中央刀 库。
刀具的编码系统采用分类编码的方式反映出刀具的特 征信息，分类编码的结构为：
[ 代码（表述刀具的标准结构类型） + 特性表（列出 刀具的特殊参数)]
例如，切削刀具的代码为8位，数字前6位反应刀具的 特性，后2位为指针数，指向特性表中的某一行，这一行 里规定了该刀具的其余参数。
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第二节 刀具的进出站