认识刀库与机械手的结构资料
械手结构的设计和分析
机械手腕部的结构分析
机器手手腕的自由度数，应根据作业需要来设计。机器手手腕自由度数目愈多，各关节的运动角度愈大，则机器手腕部的灵活性愈高，机器手对对作业的适应能力也愈强。
机器手手腕要与末端执行器相联，因此，要有标准的联接法兰，结构上要便于装卸末端执行器。
机器手的手腕机构要有足够的强度和刚度，以保证力与运动的传递。
为了减轻机器手运动部分的惯量，提高机器手的控制精度，一般腰部回转运动部分的壳体是由比重较小的铝合金材料制成，而不运动的基座是用铸铁或铸钢材料制成。
腰部结构要便于安装、调整。
机械手腰座结构的设计要求分析
机械手腰座结构的具体采用方案
腰座回转的驱动形式要么是电机通过减速机构来实现，要么是通过摆动液压缸或液压马达来实现，目前的趋势是用前者。因为电动方式控制的精度能够很高，而且结构紧凑，不用设计另外的液压系统及其辅助元件。考虑到腰座是机器手的第一个回转关节，对机械手的最终精度影响大，故采用电机驱动来实现腰部的回转运动。一般电机都不能直接驱动，考虑到转速以及扭矩的具体要求，采用大传动比的齿轮传动系统进行减速和扭矩的放大。
直角坐标机器手结构
圆柱坐标机器手的空间运动是用一个回转运动及两个直线运动来实现的，这种机器手构造比较简单，精度还可以，常用于搬运作业。其工作空间是一个圆柱状的空间。
圆柱坐标机器手结构
球坐标机器手的空间运动是由两个回转运动和一个直线运动来实现的，这种机器手结构简单、成本较低，但精度不很高。主要应用于搬运作业。其工作空间是一个类球形的空间。
03
机械手腰座结构的分析
腰部的回转运动要有相应的驱动装置，它包括驱动器。驱动装置一般都带有速度与位置传感器，以及制动器。
腰座要有足够大的安装基面，以保证机器手在工作时整体安装的稳定性。
刀库知识培训
刀库的认知
圆盘式刀库
三.刀库的构成配件 刀库是涉及到一个机电一体的运行方式，通过系统的控制来进 行操作者想要的动作 刀库的基础配件： A.电机；B.刀套；C.气缸；D.感应开关；E.刀臂；F.ATC 配件的剖析： A.电机：圆盘式刀库有两个电机，分别是刀盘电机，ATC电机 刀盘电机：品牌：工机；功率：0.18KW；减速比：1:20
刀库的认知
斗笠式刀库
二.刀库构成形式 斗笠刀库与圆盘式刀库有着很大的区别，结构相对简单。主要 有刀盘，气缸。其换刀形式是：刀盘选刀，然后由气缸推动 刀盘移动，到指定位臵换刀。 主要结构是：刀盘、气缸、滑座本体、转盘座
刀库的认知
斗笠式刀库
三.刀库配件 基础配件是：A.气缸；B.刀夹；C.感应开关；D.电机 A.气缸：刀库上关键部件，推动刀库移动。台湾金器品牌，控 制着刀库的行程 B.刀夹：刀夹是工程复合塑料，夹刀力量稳定，包裹性佳，不 当换刀时可保护主轴与刀盘 C.感应开关：主要有接近开关、微动开关 D.电机：电机主要采用复合结构（电机，刹车，减速箱），刀 盘运行稳定。品牌：莉茗电机、功率：0.1KW
格 斗笠刀库与圆盘刀库相对应，只是表现出来的形式和换刀方式 不同而已，同样的是有BT30、BT40、BT50之分。 但是规格就有所不同：如下 刀库规格：12T-390/230、10T-390/190、16T-545/250 通常给定的一些数据我们确定了刀库的各个型号规格，和具体 的参数： 斗笠刀庫BT40-16T 545/250可以知道该刀库是：BT4016把刀的斗 笠刀库，刀盘直径是545mm，刀库行程是250mm。
刀库的认知
斗笠式刀库
四.斗笠刀库特点 1)夹刀爪为工程复合塑料，夹刀力量稳定包覆性佳，不当换刀 时可保护主轴与刀盘。 2)夹刀爪种类齐全且互换性高，提供客户多种选择。 3)内藏式双向油压缓冲专利设计，刀库往复行程单程（0.8秒） 4)刀盘驱动源为精密电动马达，邻刀快速选刀（0.6秒）。 5)刀盘运转有筒型凸轮及日内瓦轮式两款设计，运转顺畅、安 静、定位精准。
机械手刀库说明
预置值
1（刀套里所装刀具号） 2（刀套里所装刀具号） 3（刀套里所装刀具号） 4（刀套里所装刀具号） 5（刀套里所装刀具号） 6（刀套里所装刀具号） 7（刀套里所装刀具号） 8（刀套里所装刀具号） 9（刀套里所装刀具号） 10（刀套里所装刀具号） 11（刀套里所装刀具号） 12（刀套里所装刀具号） 13（刀套里所装刀具号） 14（刀套里所装刀具号） 15（刀套里所装刀具号） 16（刀套里所装刀具号） 17（刀套里所装刀具号） 18（刀套里所装刀具号） 19（刀套里所装刀具号） 20（刀套里所装刀具号） 21（刀套里所装刀具号） 22（刀套里所装刀具号） 23（刀套里所装刀具号） 24（刀套里所装刀具号） 24
不使用 外接按钮 使用 使用
没有感应 无 常开型 常开型 常开型 常开型 无效 否 提示 不允许
使用 面板按钮 不使用 不使用
感应 有 常闭型 常闭型 常闭型 常闭型 有效 是 不提示 允许
机械手正在动作标志 刀库正在回零状态
KAPA 参数使用时的注意事项： 1、 系统处于正常运行时，请确保 K0000、K0001、K0002、K0003、K0004、 K0005、K0006、 K0007、K0052、K0107 的状态为 0，否则有可能导致意外 发生。 2、 修改了 K0010 参数必须重新启动系统后才生效，当 K0010=0(即：不使 用刀库)时 K0100、K0101、K0102、K0103、K0104、K0105、K0106、K0107、 K0110、K011 设置无效。 3、 当 K0010=1(即：刀库使用有效)时，K0082 设置无效。 4、 当 K0082=0(即：不使用刀具夹/紧装置)时，K0081 设置无效。 5、 K0060 设置时的注意事项：
预留
机械手的组成部分
机械手的组成2009-4-29 来源：阅读：495次我要收藏工业机械手由执行机构、驱动机构和控制机构三部分组成。
1.执行机构（1）手部既直接与工件接触的部分，一般是回转型或平动型（多为回转型，因其结构简单）。
手部多为两指（也有多指）；根据需要分为外抓式和内抓式两种；也可以用负压式或真空式的空气吸盘（主要用于吸冷的，光滑表面的零件或薄板零件）和电磁吸盘。
传力机构形式教多，常用的有：滑槽杠杆式、连杆杠杆式、斜槭杠杆式、齿轮齿条式、丝杠螺母式、弹簧式和重力式。
（2）腕部是连接手部和臂部的部件，并可用来调节被抓物体的方位，以扩大机械手的动作范围，并使机械手变的更灵巧，适应性更强。
手腕有独立的自由度。
有回转运动、上下摆动、左右摆动。
一般腕部设有回转运动再增加一个上下摆动即可满足工作要求，有些动作较为简单的专用机械手，为了简化结构，可以不设腕部，而直接用臂部运动驱动手部搬运工件。
目前，应用最为广泛的手腕回转运动机构为回转液压（气）缸，它的结构紧凑，灵巧但回转角度小（一般小于2700）,并且要求严格密封，否则就难保证稳定的输出扭距。
因此在要求较大回转角的情况下，采用齿条传动或链轮以及轮系结构。
（3）臂部手臂部件是机械手的重要握持部件。
它的作用是支撑腕部和手部（包括工作或夹具），并带动他们做空间运动。
臂部运动的目的：把手部送到空间运动范围内任意一点。
如果改变手部的姿态（方位），则用腕部的自由度加以实现。
因此，一般来说臂部具有三个自由度才能满足基本要求，即手臂的伸缩、左右旋转、升降（或俯仰）运动。
手臂的各种运动通常用驱动机构（如液压缸或者气缸）和各种传动机构来实现，从臂部的受力情况分析，它在工作中既受腕部、手部和工件的静、动载荷，而且自身运动较为多，受力复杂。
因此，它的结构、工作范围、灵活性以及抓重大小和定位精度直接影响机械手的工作性能。
（4）行走机构有的工业机械手带有行走机构，我国的正处于仿真阶段。
2.驱动机构驱动机构是工业机械手的重要组成部分。
认识刀库与机械手的结构
机械故障
所谓机械故障，就是指机械系统(零件、组件、部件、整台设备乃至一系列的设备组 合)因偏离其设计状态而丧失部分或全部功能的现象。数控机床机械故障的分类如表4—7所 示，其特点见表4—8
数控机床机械故障的分类
数控机床的特点
：数控机床常发生的故障为哪种？
任务巩固
一、填空题
1.无机械手换刀的方式是利用刀库与机床主轴的相对运动实现刀具交换。 2.刀库一般使用电动机或液压系统来提供转动动力，用刀具运动机构来保证换刀的可靠性，用定 位机构来保证更换的每一把刀具或刀套都能可靠地准停。 3.刀库的功能是储存加工工序所需的各种刀具，并按程序指令，把将要用的刀具准确地送到换刀 位置，并接受从主轴送来的已用刀具。 4.常见机械手的形式有单臂单爪回转式机械手、单臂双爪摆动式机械手、单臂双爪回转式机械手、 双机械手、双臂往复交叉式机械手及双臂端面夹紧机械手六种。
JCS-018A刀库结构图
3.链式库的结构
方形链式刀库示意图
刀套的准停 1—定位插锁 2—定位盘 3—链轮 4—手爪
：数控机床上常用的刀库还有哪几种形式？其结构是怎样的？
二、机械手
1.机械手的形式与种类
常见机械手实物
单臂单爪回转式机械手
单臂双爪摆动式机械手
单臂双爪回转式机械手
双机械手
双臂端面夹紧机械手 机械手形式
D.校核
6.目前在数控机床的自动换刀装置中，机械手夹持刀具的方法应用最多的是（ A ）。
A.轴向夹持
B.径向夹持
C.法兰盘式夹持
7.加工中心刀具交换装置有（ C ）等类型。
A.无机械手换刀 B.机械手换刀 C.A、B均正确 D.A、B均不正确
8.不同的加工中心，其换刀程序是不同的，通常选刀和换刀（ D ）进行。
机械手基本认识
机械手基本认识什么是机械手？机械手（Robotic Arm），也叫机器人手臂，是一种能够模拟人类手臂动作并执行各种任务的自动化装置。
它由一系列的关节组成，可以进行多轴运动，并且通常配备有各种各样的工具，比如夹具、吸盘等。
机械手可以在工业生产线、医疗器械操作、仓储物流等领域中扮演重要角色。
它们具有精准、高效、重复性好等特点，能够完成繁重、危险或需要精细的工作任务，并且减轻了人力劳动的压力。
机械手的组成机械手通常由以下几个重要组成部分构成：1.底座（Base）：机械手的起始点，固定在工作平台上，提供了整个机械手的支撑点。
2.关节（Joint）：机械手的关节连接部分，一般由电机、减速器和传感器组成，用于控制机械手的运动。
3.连杆（Link）：机械手的连接部分，由金属或塑料材料构成，用于连接机械手的各个关节。
4.驱动系统（Drive System）：机械手的运动驱动装置，通常由电机、齿轮和皮带组成，用于提供机械手的动力。
5.末端执行器（End Effectors）：位于机械手末端的工具，可以是夹具、吸盘、喷枪等，用于完成具体的任务。
6.控制系统（Control System）：机械手的大脑，由控制器、传感器等组成，用于控制机械手的运动、感知外界环境并做出反应。
机械手的工作原理在机械手的工作过程中，控制系统会根据预先设定的程序和输入信号来控制关节的运动，从而带动机械手完成各种任务。
首先，控制系统会接收外部输入信号，比如传感器的反馈信号或者人机交互界面的操作指令。
然后，通过算法处理这些信号并生成控制指令。
接下来，控制指令会传递到驱动系统中，驱动电机开始工作，使机械手的各个关节开始运动。
每个关节的运动受到控制系统的精确控制，从而实现机械手的多轴运动。
最后，机械手的末端执行器会根据控制系统的指令完成具体的任务。
比如，夹具会夹取物件，吸盘会吸取物件并搬运等。
机械手的应用领域机械手的应用领域非常广泛，以下是一些常见的应用领域：1.工业自动化：机械手在工业制造中起到至关重要的作用，可以完成装配、搬运、焊接等各种任务，提高生产效率和产品质量。
毕业设计(论文)-加工中心机械换刀手结构设计
西南交通大学本科毕业设计(论文) 第 I 页本科毕业设计（论文）加工中心机械换刀手结构设计摘要机械手是自动换刀装置中交换刀具的主要工具，它担负着把刀库上的刀具送到主轴上，再把主轴上已用过的刀具返回刀库上的任务。
机械手的目的是为了使加工中心能够更快的的工作，使加工中心能够得到更加充分的利用，以实现其的价值所在；再者，由于使用了机械手，减少由于人工换刀带来的低生产效率和容易出事故的弊端。
加工中心的自动换刀装置，通常是由刀库和机械手组成，它是加工中心的象征。
因此各加工中心制造厂家都在下大力研制动作迅速、可靠性高的自动换刀装置，以求在激烈的竞争中取得好效益。
自动换刀装置是加工中心的核心内容，各厂家都在保密，极少公开有关资料，尤其机械手部分更是如此。
本次设计思路是利用机械手的运动来实现加工中心的换刀。
机械手的运动由三种运动组成即：旋转、升降和手爪的自锁。
机械手的旋转运动主要负责交换刀具，其驱动装置由两相互啮合的齿轮传动来实现，动力则由步进电机驱动提供，控制步进电机的每秒脉冲数，就可以准确的控制其位置。
机械手的升降运动主要负责拔刀、插刀，其驱动装置由齿轮齿条啮合把旋转运动变为直线运动，同样控制步进电机的每秒脉冲数和实现对三相中的任意一相一直保持通电以实现抱闸。
其手爪自锁主要利用电磁感应来实现，顶杆后面用弹簧连接用于在断电后能自由返回到原来的位置。
关键词：机械手；加工中心；电磁感应；刀具AbstractThe machine hand is the main tool in the install of automatic tool change,which shoulder carrying the knife onto the principal axis,then,put the have been used knife of the principal axis return to the tool. Purpose of the machine hand is in oder to making the central machining work more quickly and be used more fully.In other hand,using machine hand can improve the low produce efficiency and reducing the accident. The automatc tool change install of the central machining ,is usually composing of the machine hand and tool,which is the symbol of the central machining . So the central machining maker study the automatic tool change on the quickly move and good reliability .Vigorously, in oder to gain huge benefit in the intense competition market.The automatic tool change is the core content to the central machining, so allthe maker are all keeping secret and do not open,especially the machine hand.In my graduation design,the main thinking is using the machine hand to complete exchanging the knife.movement of the machine hand is make up by three kind movement.The whirling of the machine hand is in charge of exchanging the knife。
盘式刀库机构分析
盘式刀库机构分析1盘式刀库机构组成盘式刀库机构主要由动力传动装置，刀盘，机械手等主要部件组成。
1.1动力传动装置主要由交流伺服电机经过减速机构，带动齿圈，使之与齿圈通过螺栓连结的12个工位刀盘旋转。
可以通过数控系统对电机进行控制，实现需要的转速。
1.2刀盘设计刀盘通过螺栓与齿圈连接固定，由刀库的传动装置驱动齿圈，带动刀盘旋转，实现自动换刀过程的选刀和定位。
刀盘有12个工位，每个工位安装一组2个刀夹定位块，每组定位块上均可放置所需的刀夹，刀具。
1.3机械手设计机械手由机械手臂和手指2部分组成。
机械手臂在液压的控制下带动机械手指进行工作。
推拉油缸右端的送刀进油口来油时，推动活塞带动机械手手臂将刀架所需更换的刀夹从刀库中送出，此时左端的取刀进油口回油。
同时，液压油经导向杆内的油孔作用于机械手手臂的小活塞上，推动手指钩，完成勾住刀夹的动作。
推拉油缸左端的取刀进油口来油时，推动活塞带动机械手臂将刀架不需要的刀夹取回刀库，此时右端的送刀进油口回油。
2工作原理盘式刀库的工作主要由机械手臂的3个位置（1.机械手臂在刀盘旋转的时候的位置；2.从刀盘取刀到将刀具送回刀盘的位置；3.将刀具从车床上取出及将刀具送到车床的位置）和机械手指的放松和夹紧2种状态来实现的。
机械手臂的定位通过位置判断开关来实现，通过无触点式接近开关来控制机械手臂的移动。
换刀过程开关包括机械手初始位置判断开关，取刀到位判断开关，送刀到位判断开关3部分，选用无触点式接近开关。
3个开关通过调整用安装支架固定在刀库连接板上，因结构需要，共用1个感应块，感应块分3个感应区域，每个区域对应1个开关。
在结构上，把3个开关固定在与机身相连的滑轨上，以螺栓连接固定。
需要调整时只需将螺栓松开将开关在滑轨上移动后再固定就可以实现初始位置，取刀位置和送刀位置的调整。
而且在取，送刀的过程中直接利用无触点式接近开关直接发出信号，配合反应迅速的液压系统，可以实现取，送刀动作在控制上的精确执行，完成整个换刀过程。
机床结构图
主轴部件结构图7815型数控车床主轴部件结构图32型数控铣床主轴部件结构图THK6380加工中心主轴部件结构图主轴准停装置原理图进给传动部件结构图坐标轴进给传动系统结构布置形式电动机与丝杠直联式步进电动机与丝杠的联接向整法圆柱薄片齿轮周向弹簧错齿调整法简图圆柱薄片齿轮可调拉簧错齿调整法简图斜齿轮垫片、压簧调整锥齿轮弹簧调整法齿轮齿条啮合齿侧隙消除法结构简图滚珠丝杠结构螺纹滚道的结构形式简图垫片调整式的滚珠丝杠螺母副纹调整式的滚丝杠螺母副齿差调整式的滚珠丝杠螺母副导轨部件结构图直线滚动导轨副结构滚动导轨预加负载的方法直线滚动导轨副的固定滚动导轨块理轨理工作台部件结构图多齿盘分度工作台结构图带交换托盘的多齿盘分度工作台数控分度工作台加工中心回转工作台工作台夹紧构夹紧环联轴器结构图刀架和机械手部件结构图立式四方刀架结构回转刀架刀库种类链式刀库换刀位置各种链式刀库单臂单手式机械手手臂和手爪结构加工中心自动换刀装置向与向滑台回转立柱与机械手回转运动机械手臂结构图换刀装置各部分位置关系图检测装置结构图直线感应同步器结构。
认识刀库与机械手的结构资料课件
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
• 机械手的基本结构
• 刀库与机械手的维护与保养 • 刀库与机械手的发展趋势
01
刀库的基本结构
刀库的类型
圆盘式刀库
链式刀库
线性刀库
其他类型
刀具安装在圆盘上，通 过旋转圆盘来选择刀具。
刀具安装在链条上，通 过链条的移动来选择刀具。
01
刀库与机械手的配 合使用
刀库与机械手的连接方式
刚性连接
通过刚性连接件将刀库与机械手 牢固地连接在一起，保证两者之 间的相对位置精度。
柔性连接
采用弹性材料或柔性结构作为连 接件，允许刀库与机械手之间有 一定的相对运动。
刀库与机械手的协同工作
同步控制
通过精确的控制系统，确保刀库与机 械手在运动过程中保持同步，避免碰 撞和干扰。
01
02
03
刀库的清洁
定期清理刀库，确保没有 灰尘和杂物，以防止对刀 库的运行造成影响。
检查刀库转动
检查刀库的转动是否顺畅， 如果发现有卡滞或转动不 灵活的情况，应及时处理。
紧固螺丝
定期检查并紧固刀库的螺 丝，确保刀库的稳定性和 安全性。
机械手的维护与保养
润滑关节
定期对机械手的关节进行 润滑，以减少磨损和摩擦， 保持机械手的灵活性。
可能是由于润滑不足或关节部件磨损， 需要加注润滑油或更换磨损部件。
01
刀库与机械手的 发 展趋势
新型刀库的发展趋势
智能化
新型刀库趋向于智能化，通过引入传 感器、控制器等智能设备，实现刀库 的自动控制和智能管理。
高效化
为了提高加工效率，新型刀库通常采 用快速换刀、多刀位设计等技术，缩 短换刀时间和减少等待时间。
认识刀库与机械手的结构资料
刀库与机械手的常见故障及排除方法
刀库无法正确换刀
检查刀库的控制系统和传动系统是否正常，检查刀具是否正确安装， 同时检查机械手是否能够正确抓取刀具。
机械手运动不准确
检查机械手的控制系统和传动系统是否正常，检查各关节是否松动或 磨损，同时检查传感器是否正常工作。
刀库或机械手出现异常响声
可能是由于传动系统或控制系统出现故障，需要检查相关部件是否正 常工作，如轴承、链条等。
当需要更换刀具时，机械手会根 据程序指令从刀库中选取相应的 刀具，并将其安装到主轴上。
同时，机械手会将使用过的刀具 取回并放回刀库，以备后续使用 。
04
刀库与机械手的应用场景
刀库的应用场景
01
自动化生产线
刀库常用于自动化生产线中，为 机床提供各种刀具，实现高效、 精准的加工。
数控机床
02
03
加工中心
05
刀库与机械手的维护与保养
刀库的维护与保养
日常保养
定期清理刀库表面，检查刀库是否有磨损或损坏的零件，确保刀库 的稳定性和安全性。
定期保养
根据使用情况，定期对刀库进行全面检查，包括刀库的传动系统、 控制系统和刀具夹持系统等，确保刀库的正常运行。
更换易损件
定期检查并更换刀库中的易损件，如轴承、密封圈等，以延长刀库 的使用寿命。
刀库或机械手出现温度过高
可能是由于长时间高负荷工作或散热系统出现故障，需要检查散热系 统是否正常工作，同时注意控制工作时间和负载。
THANKS
机械手的维护与保养
日常保养
定期清理机械手表面，检查 机械手是否有磨损或损坏的 零件，确保机械手的稳定性
和ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ全性。
定期保养
机器人手部结构详解
2．手部是末端操作器：
可以具有手指，也可以不具有手指； 可以有手爪，也可以是专用工具。ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
末端操作器图例（1）：
每个手指有三个或 四个关节。技术关 键是手指之间的协 调控制。
末端操作器图例（2）：
3．手部是一个独立的部件：
工业机器人通常分为三个大的部件： 机身、手臂（含手腕）、手部。手部 对整个机器人完成任务的好坏起着关 键的作用，它直接关系着夹持工件时 的定位精度、夹持力的大小等。
4．手部的通用性比较差：
工业机器人的手部通常是专用装置：一 种手爪往往只能抓住一种或几种在形状、 尺寸、重量等方面相近的工件；一种工 具只能执行一种作业任务。
二、手部的设计要求
具有足够的夹持力。 保证适当的夹持精度：
手指应能顺应被夹持工件的形状，应对被夹持工件形 成所要求的约束。 主要是根据作业对象的大小、形状、位置、姿态、重 量、硬度和表面质量等来综合考虑。 由于感知手爪和物体之间的接触状态、物体表面状况 和夹持力的大小等，以便根据实际工况进行调整等。
应用：
喷气式吸盘图例：
7．挤气式吸盘：
主要构成：
吸盘架、压盖、 密封垫、吸盘
工作原理：
挤气式吸盘工作原理图：
六、手部结构的应用实例
1．平行指手爪机构：
工作原理：
回转动力源1和6 驱动构件2和5顺 时针或逆时针旋 转，通过平行四 边形机构带动手 指3和4作平动， 夹紧或释放工件。
齿轮齿条式手爪
拨杆杠杆式手爪
滑槽式手爪
重力式手爪
2．电磁吸盘(1)：
电磁吸盘的结构：
机械手刀库说明
Y 轴的 K0061 和 K0071，Z 轴的 K0062 和 K0072，4TH 轴的 K0063 和 K0073 的设置与 X 轴相同。 7、 K0052=1 时，所有的报警互琐解除，系统进入调试模式，仅供系统在 测试时候使用，正使用时必须将此参数设置为 0，否则将导致意外的发生。 8、 K0100=1 时，刀库进入调整模式，机械手运行的限制条件全部取消，
毁。 （10） 请先以手动方式进行换刀，以检查刀套倒刀、换刀机械运转换
刀、主轴抓松刀等等动作之配合无误后，再开始进行 CNC 自 动顺序程式控制。 （11） 在调试过程中，只需修改梯形图程序中的输入输出信号 X、Y， 就可完成调试要求。在没有把握的情况下，切勿修改其它，以 免发生意外。
二． PMC 输入输出信号定义：
主轴换档异常 机械手不在原点位置刀库不可旋转 机械手不在原点位置不可循环启动 刀库旋转到位检测异常 刀库旋转电机检测异常 刀库回零检测异常 刀库原点位置丢失需重新回零 刀库调整模式谨慎操作 刀库调整模式不可循环启动 超出安全位置 调试模式不可循环启动 主轴未定向机械手不能动作 主轴没有返回第二参考点 机械手持刀检测异常 刀套未垂直机械手不能动作 机械手不在原点位置不能启动 刀套未水平刀库不可旋转 刀库回零异常中止 机械手动作异常中止 刀套垂直检测异常 刀套水平检测异常 主轴刀具松开状态机械手不能动作 主轴刀具夹紧状态机械手不能动作 刀库零点位置设置有效 换刀异常停止确保刀库正常 刀具表中无 T 刀号或刀号重复 刀库异常需要重新回零 机械手不在原点不可倒刀 机械手不在原点不可回刀 机械手不在原点刀盘不可旋转
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钳形机械手手爪
数控机床机械系统装调与维修一体化教程
2.刀库夹爪 刀库夹爪既起着刀套作用，又起着手爪的作用。
刀库夹爪 1—锁销2—顶销 3—弹簧4—支点轴5—手爪6—挡销
：数控机床上常用的机械爪还有哪几种形式？其结构是怎样的？
数控机床机械系统装调与维修一体化教程
任务拓展 机械故障
所谓机械故障，就是指机械系统(零件、组件、部件、整台设 备乃至一系列的设备组合)因偏离其设计状态而丧失部分或全部功能 的现象。数控机床机械故障的分类如表4—7所示，其特点见表4—8
刀具轴线与鼓(盘)轴线夹角为直角的刀库
数控机床机械系统装调与维修一体化教程
3)剪式手爪的回转式单臂双手机械手
取刀
送刀
剪式机械手换刀链式刀库
1—刀库：2—剪式手抓；3—机床主轴；4—伸缩臂；5—伸缩与回转机构；6—手臂摆动机构
数控机床机械系统装调与维修一体化教程
(3)两手互相垂直的回转式单臂双手机械手
数控机床机械系统装调与维修一体化教程
主编：韩鸿鸾
数控机床机械系统装调与维修一体化教程
模块四 自动换刀装置装调与维修 任务二 认识刀库与机械手的结构
数控机床机械系统装调与维修一体化教程
1
任务引入
2
任务目标
3
任务实施
4
知识内容
5
任务拓展
6
任务巩固
数控机床机械系统装调与维修一体化教程
数控加工刀具的交换，除用刀架外，还可以用刀库换刀。 刀库的动力：用电动机或液压系统来提供转动动力，用定位机构来 保证更换的每一把刀具或刀套都能可靠地准停。 刀库的功能：储存加工工序所需的各种刀具，并按程序指令，把将 要用的刀具准确地送到换刀位置，并接受从主轴送来的已用刀具。 刀库的储存量：一般在8～64把范围内，多的可达100～200把，甚 至更多，刀库的容量首先要考虑加工工艺的需要。
换刀过程
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2.机械手换刀
换刀分解动作示意图
：各种刀具交换方式各有什么特点？无机械手换刀与机构手 换刀从换刀动作来看还有哪些不同的形式？
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二、刀库的结构
1.斗立式刀库的结构 2.圆盘式刀库的结构
斗立式刀库的结构
l-直流伺服电动机 2-十字联轴器 3-蜗轮4-蜗杆 5-气缸6-活塞杆 7-拨叉8-螺杆 9-位置开关10-定位开关 11-滚子12-销轴 13-刀套14-刀盘
数控机床机械故障的分类 数控机床的特点
：数控机床常发生的故障为哪种？
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任务巩固
一、填空题
1.无机械手换刀的方式是利用刀库与机床主轴的相对运动实现刀具交换。 2.刀库一般使用电动机或液压系统来提供转动动力，用刀具运动机构来 保证换刀的可靠性，用定位机构来保证更换的每一把刀具或刀套都能可 靠地准停。 3.刀库的功能是储存加工工序所需的各种刀具，并按程序指令，把将要 用的刀具准确地送到换刀位置，并接受从主轴送来的已用刀具。 4.常见机械手的形式有单臂单爪回转式机械手、单臂双爪摆动式机械手、 单臂双爪回转式机械手、双机械手、双臂往复交叉式机械手及双臂端面 夹紧机械手六种。
1-刀库2-齿条 3-齿轮4-抓刀活塞 5-手臂托架6-机床主轴 7-抓刀动块8-销子 9-抓刀定块 10、12-小齿轮 11-弹簧13、14-小齿条
两手互相垂直的回转式单臂双手机械手
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(4)两手平行的回转式单臂双手机械手
1-液压缸 2-导向槽 3-销子 4-销轴
常见刀库实物图
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任务目标
1 会看刀库与机械手装配图 2 掌握机械手换刀与无机械手换刀的工作过程 3 掌握常用刀库、机械手的工作原理
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任务实施
在教师的带领下到工厂中参观。详细观察常见刀库与 机械手的种类；机械手换刀与无机械手换刀的工作过程。
l、3、7、9、13、14-位置开关 2、6、12-挡环 4、11-齿轮 5-连接盘8-销子 10-传动盘 15、18、20-液压缸 16-轴17、19-齿条 2l-机械手
JCS-018A机械手传动结构示意图
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1-齿轮 2-轴 3-连接盘 4、6-销子 5-传动盘 7-齿条 8-活塞杆
机械手传动结构局部视图
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2)机械手抓刀部分的结构
机械手臂和手爪 l-手臂2、4-弹簧3-锁紧销5-活动销6-锥销7-手爪8-长销
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1—刀套 2—十字轴 3—电动机 4—圆柱槽凸轮(手臂上下) 5—杠杆 6—锥齿轮 7—凸轮滚子(平臂旋转) 8—主轴箱 9—换刀手臂
凸轮式换刀机械手
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(2)两手呈180°的回转式单臂双爪机械手 1)两手不伸缩的回转式单臂双爪机械手
l-刀库 2-换刀位置的刀座 3-机械手 4-机床主轴
两手不伸缩的回转式单臂双手机械手
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2)两手伸缩的回转式单臂双爪机械手
1—机床主轴 2—主轴中刀具 3—刀库中刀具 4—刀库 5—机械手
JCS-018A刀库结构简图
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1-弹簧 2-螺纹套 3-球头销钉 4-刀套 5、7-滚子 6-销轴
JCS-018A刀库结构图
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3.链式库的结构
方形链式刀库示意图
刀套的准停 1—定位插锁 2—定位盘 3—链轮 4—手爪
：数控机床上常用的刀库还有哪几种形式？其结构是怎样的？
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二、机械手
1.机械手的形式与种类 常见机械手实物
单臂单爪回转式机械手
单臂双爪摆动式机械手
单臂双爪回转式机械手
双机械手
双臂端面夹紧机械手
双臂往复交叉式机械手
机械手形式
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2.常用换刀机械手的结构 (1)单臂双爪式机械手 1)机械手的结构与动作过程
一、刀具交换
1.无机械手换刀 无机械手换刀的方式是利用刀库与机床主轴的相对运动实现刀
具交换。XH754型卧式加工中心就是采用这类刀具交换装置的实例。
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ห้องสมุดไป่ตู้
特点： 1.结构简单、紧凑，不 会影响加工精度，影响 机床的生产率。 2.因刀库尺寸限制，装 刀数量不能太多。常用 于小型加工中心。
机械手手爪结构
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3.机械手的驱动机构
1—升降气缸 2—齿条 3—齿轮 4—液压缸 5—传动盘 6—杆7—转动气缸 8—齿轮9—齿条
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数控机床上常用的机械手还有哪几种形式？其结构是怎样的？
三、机械爪
1.钳形机械手手爪
1—手臂 2—锁销 3—止退销 4—弹簧 5—支点轴 6—手爪 7—键 8—螺钉