刀具自动化概述
自动化制造系统-刀具自动化
适合于高硬度材料的去毛刺。
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4、电化学法
由于加工设备中的切屑和冷却液是混合在一起的，而且一般都是利用冷却液的大流量冲刷将切屑带出加工区域，所以切屑和冷却液的处理往往一起考虑。
许多AMS有切屑排除、集中运输和切削液集中供给及处理系统。
切屑的处理包括三个方面的内容： 把切屑从加工区域清除出去； 把切屑输送到系统以外； 把切屑从冷却液中分离出去。
刀具自动化
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第一节 自动化刀具的内容
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。
自动化刀具的组成
刀具室工作包括刀具组装和刀具预调，这些工作主要
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由人来完成，负责对用过的刀具进行重磨，对废弃的刀具
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进行处理，对新刀具进行刀具与刀柄组装、编码和登记
交换。
中央刀具库：
中央刀库是整个系统刀具的存储区，一般刀具容量比
较大，采用链式刀库、鼓式刀库、排架式刀库等等，这些
刀库的容量都很大。
第四节 刀具的存储及刀具库
中央刀库一般自带换刀机械手，可使运输装置上 的刀具与刀库刀具进行自动交换。
链式中央刀库由链条连接各个刀位上的刀座夹，
由链轮带动链条转动，实现刀座换位来选刀换刀。
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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
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。
数控铣床自动换刀化改造(刀库式加工中心)
第一章绪论1.1 数控设备的发展历史>第一代数控系统：1952年至1959年，采川电子管元件。
>第二代数控系统：1959年开始，采刖晶体管元件。
>第三代数控系统：1965年开始，采川集成电路。
>第四代数控系统：1970年开始，采刖人规模集成电路及小型通用计算机。
>第五代数控系统：1974年开始，采用微处理机和微型计算机。
1.2 自动换刀系统的意义从换刀系统发展的历史米看，1956年日本富士通研究成功数控转塔式冲床，美国IBM公司同期也研制成功了“APT”（刀具程序控制装置）。
1958年美国K&T公司研制出带ATC(自动刀具交换装置)的加工中心。
1967年出现了FMS（柔性制造系统）。
1978年以后，加工中心迅速发展，带有ATC装置，可实现多种工序加工的机床，步入了机床发展的黄金时代。
1.1.1 加工中心加工中心机床的出现，加之CAD技术、信息技术、网络控制技术以及系统工程学的发展，为单机数控自动化向计算机控制的多机制造系统自动化方向发展，创造了必要的条件．计算机群控系统即直接数控(Direct NC-DNC)系统，就是这一发展趋向的具体体观。
DNC系统使用一台较大的计算机，控制与管理多台数控机床和数控加工中心，能进行多品种、多工序的加工。
加工中心机床配备有装载多把刀具的刀具库，有自动更换刀具的功能，一次装夹中可以完成钻、镗、铣、铰等工序，特别适用于箱体类零件的多面、多工序加工。
它能完成车削加工的同时，兼有铣、镗、钻孔、攻丝等功能。
1.1.2 柔性制造单元柔性制造单元(FMC)是由中心控制计算机、加工中心与自动交换工件(AWC，APC)装置所组成。
工件一次装夹后可在柔性制造单元中的加工中心上加工，使得加工的柔性（可编程性）、加工精度和生产效率更高。
在柔性制造单元中，中心控制计算机负责作业调度、自动检测与工况自动监控等功能。
工件装在自动交换工件装置（工作台）上在中心控制计算机控制下传送到加工中心上加工；加工中心接收中心控制计算机传送来的数控程序进行加工，并将工况数据送中心控制计算机处理，如工件尺寸自动检测和补偿，刀具损坏和寿命躲控等。
四川大学制造科学与工程学院本科课程《机械制造系统自动化
四川大学制造科学与工程学院本科课程《机械制造系统自动化》教学大纲课程编号：Course Code: 302081020302081020课程类型：Course Type:选修课Elective课程名称：Course Name: 机械制造系统自动化Mechanical Manufacturing Automation授课对象：Audience:本科三年级学生Junior学时/学分：CreditHours/Credits 32/232/2授课语言：Language ofInstruction中文ChineseMandarin先修课程：Prerequisite: 机械原理、机械设计、机械制造基础Mechanical Principles, Mechanical DesignFundamental of Mechanical Manufacturing开课院系：Course offered by:机械工程系Department ofMechanicalEng.适用专业：机械设计制造及其自动化专业Intended for: Mechanical Design, Manufacturing andAutomation大纲执笔人：Edited by: 徐雷Xu Lei大纲审核人：Inspected by:李翔龙Li Xianglong一、课程简介随着科技进步以及机电一体化技术、计算机辅助技术和信息技术的发展，当今世界机械制造业已进入自动化时代。
机械制造自动化是企业实现自动化生产、参与市场竞争的基础。
对机械制造过程各个环节自动化技术的了解，掌握现代机械制造的新手段、新方法、新技术，是适应现代工业企业对机械类专业人才培养需求以及自身适应能力增强的必然要求。
本课程围绕机械制造全过程，系统讲授各种自动化技术、方法和实际应用，包括设备、装置、手段、方式、过程和系统等内容。
通过该课程的学习，满足学生系统掌握有关机械制造自动化方面的基本原理，了解机械制造系统中各主要单元和系统的自动化方法，以及典型自动化装置的工作原理和特点，提高其应用管理能力的需求。
机械制造自动化技术复习资料
机械制造自动化技术复习资料一、单项选择题〔每题1分，共15题，总分15分〕1、自18世纪中叶瓦特创造蒸汽机而引发工业革命以来，自动化技术就伴随着机械化得到了迅速开展，大约经历了 C 开展阶段。
A 二个B 三个C 四个D 五个★2、 B 是零件整个机械加工工艺过程自动化的根本问题之一，是机械制造厂实现零件加工自动化的根底。
A 物流供输的自动化B 加工设备的自动化C 刀具的自动化D 检测过程的自动化★3、组合机床自动线是针对 D 零件的全部加工与加工工序，专门设计制成的由假设干台组合机床组成的自动生产线。
A 一组B 多组C 多个D 一个★4、柔性自动线是按照 A 加工对象确定工艺过程，选择适宜的数控加工设备与物料储运系统而组成的。
A 成组B 成套C 成型D 成双★5、在自动控制系统中，传递及转换装置的作用是将指令控制装置所发出的指令信息传送到 B 。
A 指令存储装置B 执行机构C 数控装置D 计算机6、在机械加工过程中，工件处于等待与传输状态的时间占A 。
A 95%B 50%C 5%D 25%7、小型旋转体零件〔如圆柱滚子〕在自动线上的输送方式常采用 D 。
A 搬运机械手输送B 有轨导向小车输送C 无轨导向小车输送D 料槽自重输送8、实现产品装配自动化的首要任务是 A 。
A 研究自动装配的构造工艺性B 研究自动装配的工艺过程C 设计自动装配设备D 制造自动装配设备★9、当执行制造过程的 C 均由机械〔机器〕来完成，那么可以认为这个制造过程是“自动化〞了。
A 根本动作B 控制动作C 根本动作及其控制机构的动作D 辅助动作10、不属于物料储运过程自动化技术范畴的技术是 C 。
A 工件储运自动化技术B 刀具储运自动化技术C 零部件供给自动化技术D 夹具储运自动化技术★11、加工中心是指具有 C 的数控加工设备。
A 刀具库B 刀具自动交换机构C 刀具库及刀具自动交换机构D 托盘交换器12、对于工件外表粗糙度的检测，目前生产中并非广泛使用的方法 A 。
自动化制造系统复习题库及答案一
自动化制造系统复习题库及答案一、名词解释由相互联系、相互作用和相互制约的各个要素组成且具有一定功能的整体。
系统本身能够随着环境条件或结构的不可预计的变化，自行调整或修改系统参量的控制系统。
3.顺序控制按照预先设定好的顺序使控制动作逐次进行的控制。
是一种最有效模仿人在自然环境中的视、听、动等行为的高级人机交互技术。
在计算机统一控制下，有自动装卸与运输系统将假设干台数控机床或加工中心连接起来构成的一种适合多品种，中小批量生产的先进制造系统。
对工件、工具和配套装置及材料进行移动与存储的系统，主要完成物料的存储、输送、装卸、管理等功能。
系统能经济而迅速地转向生产新产品的能力，及转产能力。
如果计算机能够不断地根据受控对象运行结果积累经验，自行改变和完善控制规律，使控制效果愈来愈好，这样的控制系统即为自学习控制系统。
9. AGV一种有蓄电池驱动，装有非接触导向装置，在计算机控制下，自动完成运输任务的物料运载工具。
指在设备运行、生产不停顿的情况下，对设备和加工过程运行状态的信息数据进行采集的方式11. 自动化制造系统在较少人工直接或间接干预下，将原材料加工成零件并组装成产品，在加工过程和装配过程中实现工艺过程自动化。
如果计算机控制系统是按照预先编制的固定程序进行自动控制，那么这种控制称之为程序控制。
利用各种自动化检测装置，自动检测被测量对象的有关参数，不断提供各种有价值的信息和数据。
系统的输出信号对系统的控制作用具有直接影响的控制方式指产品和零件在保证使用的前提下，力求能够采用生产率高，劳动量小，材料消耗少和生产本钱低的方法制造处理。
二、单项选择题1.FMS中，完成制造任务的执行系统为( )。
B.物流系统C.控制系统D.管理系统2.以小型旋转体零件为加工对象自动线，常采用的工件输送装置为( )。
A.机器人B.输送机 D.运输小车3.刚性自动生产线上，被加工零件顺序地通过各个工作位置，要按照一定的( )。
A .生产节拍 B. 工序时间C. 加工时间D. 辅助时间4.把机床按工艺顺序依次排列，用自动运输装置及其他辅助装置连接起来，用控制系统将各局部的动作联系起来，按规定的程序自动进行工作的这种机床系统为( )。
关于加工中心刀库的基本知识知识
刀库-概述刀库刀库系统是提供自动化加工过程中所需之储刀及换刀需求的一种装置；其自动换刀机构及可以储放多把刀具的刀库；改变了传统以人为主的生产方式。
藉由电脑程式的控制，可以完成各种不同的加工需求，如铣削、钻孔、镗孔、攻牙等。
大幅缩短加工时程，降低生产成本；这是刀库系统的最大特点。
近年来刀库的发展已超越其为工具机配件的角色，在其特有的技术领域中发展出符合工具机高精度、高效能、高可靠度及多工复合等概念之产品。
其产品品质的优劣，关系到工具机的整体效能表现。
刀库-主要构件刀库主要是提供储刀位置，并能依程式的控制，正确选择刀具加以定位，以进行刀具交换；换刀机构则是执行刀具交换的动作。
刀库必须与换刀机构同时存在，若无刀库则加工所需刀具无法事先储备；若无换刀机构，则加工所需刀具无法自刀库依序更换，而失去降低非切削时间的目的。
此二者在功能及运用上相辅相成缺一不可。
刀库-分类刀库的容量、布局，针对不同的工具机，其形式也有所不同，根据刀库的容量、外型和取刀方式可概分为以下几种：1、斗笠式刀库一般只能存16~24把刀具，斗笠式刀库在换刀时整个刀库向主轴移动。
当主轴上的刀具进入刀库的卡槽时，主轴向上移动脱离刀具，这时刀库转动。
当要换的刀具对正主轴正下方时主轴下移，使刀具进入主轴锥孔内，夹紧刀具后，刀库退回原来的位置。
2、圆盘式刀库圆盘式刀库通常应用在小型立式综合加工机上。
"圆盘刀库"一般俗称"盘式刀库"，以便和"斗笠式刀库"、"链条式刀库"相区分。
圆盘式的刀库容量不大，顶多二、三十把刀。
需搭配自动换刀机构ATC(Auto Tools Change)进行刀具交换。
3、链条式刀库链条式刀库的特点是可储放较多数量之刀具，一般都在20把以上，有些可储放120把以上。
它是藉由链条将要换的刀具传到指定位置，由机械手将刀具装到主轴上。
换刀动作均采用马达加机加工中心使用的刀库最常见的形式是圆盘式刀库和机械手换刀刀库。
机械数控加工过程刀具高效使用及优化措施分析
机械数控加工过程刀具高效使用及优化措施分析摘要：机床在加工精度、生产效率和加工产品的稳定性等方面具有普通机床无法比拟的生产加工优势。
数控加工具有越来越广泛的应用前景。
本文研究了数控加工过程中刀具的合理使用控制。
分析了钻井原理、工具的特点和工具的控制技术在加工中的应用，并讨论了数控加工过程中刀具的控制技术和措施，从而大大提高数控加工的工作效率。
关键词：机械数控加工；工具；使用控制1、数控刀具概述数控刀具是制造中切削工具的一种，是在机械制造业中用来进行切削工艺的工具类型，其效率与普通刀具相比更高，数控刀具的结构包括切削所用的刀片、固定刀具的刀柄以及刀杆。
数控技术的逐渐成熟，使其在机械自动化中的应用变得越来越广泛，数控刀具就是在这种背景下产生的。
数控刀具与传统的切削刀具相比，刀刃的可靠程度与质量有了相当大的进步，并且数控刀具可以根据切削的具体需求，通过自动换刀装置来变换切削刀具的类型，可以提高切削作业的效率和精度。
数控刀具的使用使得加工企业可以与刀具生产商进行直接的需求沟通，提供给生产商具体的切削数值、切削类型等数据，这样刀具生产商就可以根据刀具需求方的实际需求来提供专门的刀具类型和问题解决方案，从而促进了刀具的生产和销售的发展。
但是数控刀具的使用条件较传统刀具相比较为复杂，这在一定程度上限制了数控刀具的使用范围的扩大。
2、机械数控加工过程刀具高效使用方法数控刀具的选择是否合理，会对数控加工质量带来很大影响。
其中最主要的影响表现为工艺加工的精确度存在差异。
另外还会对数控刀具造成严重损坏，导致数控刀具出现不同程度的磨损，造成数控刀具的耐用性和精确度受到影响，最终无法有效确保数控加工的质量。
因此选择刀具时，相关工作人员应该充分考虑到刀具选择对数控加工工艺各方面的影响因素，根据具体的加工情况选择刀具，确保选择的数控刀具满足加工的基本要求。
2.1选择合适的工具在数控加工中，选择合适的刀具是非常重要的。
不同的零件和材料具有不同的切削性能，所选用的刀具也不同。
自动化概念
1.自动化概念：指采用自动开停，调节、检测、加工和控制的机器、设备进行各种作业，以代替人力来直接操作的措施2.自动化内容：机械加工自动化技术、物料储存过程自动化技术、装配自动化技术、质量控制自动化技术3.自动化的作用：提高生产率、缩短生产周期、提高产品质量、提高经济效益、降低劳动强度、有利于产品更新、提高劳动者素质、带动相关技术的发展4.自动化的类型：5.自动化的分类：按控制过程分、按设备分、按控制方式分6.自动化控制的构成：指令存储装置、指令控制装置、执行机构、传递及转换装置7.加工设备自动化的意义：提高加工设备生产率主要有效途径之一是缩短其辅助时间，加工设备自动化可以缩短辅助时间，改善工人的劳动条件和减轻工人的劳动强度8.单台加工设备自动化：能较好地满足零件加工过程中某个或几个工序的加工半自动化和自动化的需要，为多机床管理创造了条件，是建立自动生产线和过渡到全盘自动化的必要前提，是机械制造业更进一步向前发展的基础9.加工设备自动化主要内容：10.加工设备自动化实现途径：1对半自动加工设备通过配置自动上下料装置以实现加工设备的完全自动化2对通用加工设备运用电气控制技术、数控技术等进行自动化改造3根据加工工件的特点和工艺要求设计专用的自动化加工设备4采用数控加工设备11.自动化加工设备分类：全（半）自动单机、组合机床、自动线、一般数控机床、加工中心、柔性制造单位12.切削加工自动化的根本目的：提高零件切削加工精度、切削加工效率、节材、节能和降低零件的加工成本13.物流系统的基本要求：1应实现可靠、无损伤和快速的物料流动2应具有一定的柔性3实现零库存生产目标4采用有效的计算机管理，提高物流系统的效率，减少建设投资5物流系统应具有可扩展性、人性化和智能化14.为什么设置二次定向机构：有些外形复杂的工件，不可能在料斗内一次定向完成，一次需要在料斗外的输料槽中进行二次定向15.传动滚筒可以增加摩擦因数、改向滚筒用来改变输送带的运行方向和增加输送带在传动滚筒上的包角、电动滚筒为输送带提供动力16.FMS物流输送系统输送形式及特点：1直线型输送形式（线内储存量小，长需配合中央仓库及缓冲站）2环形输送形式（便于实现随机存取，具有非常好的灵活性）3网络型输送形式（线内储存量小，一般需要设置中央仓库和托盘自动交换器）4以机器人为中心的输送形式（适用于加工各类回转类零件的FMS）17.刀具自动化：加工设备在切削过程中自动完成选刀、换刀、对刀、进给等工作过程18.自动化刀具的特点：1刀具的切削性能必须稳定可靠，应具有高的耐用性和可靠性2刀具应可靠地断屑或卷屑3刀具应具有较高的精度4刀具结构应保证其能快速或自动更换和调整5刀具应配有其工作状态的在线监测与报警装置6应尽可能的采用标准化、系列化和通用化的刀具，以便于刀具的自动化管理19.自动化刀具的类型：标准刀具和专用刀具20.自动化刀具的选用原则：1为了提高刀具的耐用性和可靠性，应尽量选用各种高性能、高效率、长寿命的刀具材料制成刀具2应选用机夹可转位刀具的结构3为了集中工序，提高生产率及保证加工精度，应尽可能采用复合刀具4应尽量采用各种高效刀具21.刀库的功能：储存各种加工工序所需的刀具，并按程序指令，快速准确地将刀库中的空到刀位和待用刀具送到预定位置，以便接受主轴换下的刀具和便于刀具交换装置进行换刀22.刀库的类型：盘式刀库、链式刀库、格子式刀库23.刀库选刀方式：顺序选刀方式、任意选择方式24.刀具识别方法及特点：刀具编码法、软件记忆法25.制造过程中的检测技术：采用人工或自动的检测手段，通过各种检测工具或自动化监测装置，为控制加工过程、产品质量等提供必要的参数和数据（参数和数据可以是几何的工艺的或物理的）26.5-227.自动化检测方法：产品精度检测、工艺过程精度检测28.实现工件尺寸自动测量的机构：专用自动测量装置、三坐标测量机、三维测头的应用、激光测径仪、机器人辅助测量29.自动加工测试系统的组成：信号检测、特征提取、状态识别、决策与控制30.装配自动化的基本要求：1生产纲领稳定，且年生产量大、批量大，零部件的标准化、通用化程度较高2产品具有较好的自动装配工艺性3实现装配自动化以后，经济上合理、生产成本降低31.装配自动化的内容：包括零部件的自动给料、自动传送以及自动装配32.自动装配条件下结构工艺性符合原则：1便于自动给料2有利于零件自动传送3有利于自动装配作业33.装配件在自动装配时为何要定位？定位精度对定位机构的要求有何影响原因：基础件、配合件和联接件等必须要停止在精确的位置，才能顺利的完成装配工作。
刀具自动化管理系统的设计与实现
工 ｌ ｌ 物 Ｉ 程 Ｎ管 理 Ｄ Ｉ ＡＧＥＭＥ ＮＴ Ｌ Ｇ Ｔ Ｃ ＮＧ ＥＥＲ Ｇ ＡＮ ＭＡＮ Ｏ ｌ ｌ Ｓ Ｅ Ｎ Ｓ
…～… 经济 与管理
ｄ ：０ ３ ６ ／ ． ｓ ｎ １ ７ — ９ ３ ２ １ ． ３ ０ ４ ｏｉ １ ． ９ ９ ｊ ｉｓ ． ６ ４ ４ ９ ． ０ ０ ． ５ １
具 管理 软件 的设 计 ，并 对设 计过 程 中所遇 到 的 问题进 行 解 决 ，使 客 户的刀 具 管理 更加 信 息化 、规 范化 和 明 了化 。
【 关键 词 】 自动货 柜 ；刀 具 管理 ；刀 具 自动化 管理 系统
【 图分 类号 】Ｔ２ 中 Ｐ３
【 献标 识码 】 Ｂ 文
【 ｙｗｏ ｄ ］ａ ｔｍａｅ ｒｅ ｏ ｓ；ｏ ｌ ｎ ｇ ｍｅ ｔｔｅａ ｔ ｏ ｎ ｇ ｍｅ ｔｙ ｔｍ Ｋｅ ｒ ｓ ｕｏ ｔｄｗａ ｈ ｕ ｅ ｔｏ ａ ｅ ｎ；ｈ ｕｏｔ ｌ ｍａ ｏ ｍａ ａ ｅ ｎ ｓｅ ｓ
１ 前言
刀 具 自动 化立 体库 具有 占地 面 积小 、空 间利 用率 高 等显 著 优 点 ，通 过 计算 机 控制 系 统 ，能 够实 现 物 品的 自动存 储及
ａ ｔ ｏ ｌ ｎ ｇ ｍｅ ｔ ｙ ｔｍ ｎ ｏｖ ｓｔ ｅｐ ｏ ｌｍｓｄ ｒ ｇ ｔ ｅｄ ｓｇ ｒ ｃ ｓ ． ｍｂ ｎ ｄ ｗｉ ｅａ ｔ ｍａｅ ｒ ｈ ｕ ｅ ｕ ｏｔ ｏ ｍａ ａ ｅ ｎ ｓ ｓ ｅ ａ ｄｓ ｌｅ ｒ ｂ ｅ ｕ ｉ ｅ ｉｎ ｐ ｏ ｅ ｓ Ｃｏ ｉ ｅ ｔ ｔ ｕ ｏ ｔｄ ｗａｅ ｏ ｓ ， ｈ ｎ ｈ ｈ ｈ
存取 、 刀具 准备 时 间和利 用率 的问题 。
浅析数控刀具信息的智能化
通过这 种基础的计算机语言能够 比较稳定 的实
现计 算机间的通信 。在应用 ＶＣ编程 时也考虑 到刀具 本身的一些辅助信息 ，如刀具材料 、生 产 日期、货号 等，在 ＶＣ的界面上都有所体现 ， 但是 ＶＣ的文本式编程对于许多 工业控 制应用 并不方 便，所 要调 试的步骤也 比较繁琐 ，所 以 在控 制类应用上也采取了其他的方式来解决 。 当前应用较 多的是 Ｌ ａ ｂ ｖ ｉ ｅ ｗ这种工业控制类软 件 ，它 是图形 化编程 并且软件附带许多工业用
３ 软 件 的 开 发 与 应 用
作为数控技术 的一个重要环节 ，实现其信 息智 能化传输有着对智能化制造体现重要的意义。
有 了 良好 的硬 件环 境就 需要 一定 的软件 套智能化传输设备 ，在此基 础上 针对 刀具 耐用
支持 ，可 以通过几种不 同的软件最 终达 到本文 度做 出～个计算模 型，并且通过软 件的编写，
以建立一套刀具 自动化系统是非常有必要 的。
形成一个刀具 自动化系统分为硬件设备 管理和
２ 数 控 机 床 网 络 化
哈尔滨量 具刃具集团在这方面也有过前 瞻性研
究 ，也 参与过国家重大专项课题的研究并取得 了一定成 果，今后也是着重 向着这种智能化 、 科 技化 制造发展 这种制造手段分为几个部分 实施 ，机 床联 网部分 、射频信息传输部分和计 算机处理 部分 ，三者既可分开各 自应用也可共 同结合 ， 这也体现 了这种技术终将趋于成熟化 。
市场上 许多类似的应用都需要互相依托 ，互相 载体 ，而这种技术手段正好避免互相 依赖 的缺 点 ，使得各项应用都 能独立 完成加工任务 ，增
机械制造自动化技术课程学习要点-扬州大学机械工程学院
《机械制造自动化技术》课程教学大纲(Mechanical Manufacturing Automation Technology Curriculum Outline)课程编号：10124009总学时：32学时总学分：2学分其中实验学分：0课程性质：专业核心课适用专业：机械设计制造及其自动化先修课程：机械设计、机械制造技术、微机原理及应用、液压与气压传动、测试技术、控制工程基础、机电传动控制、数控技术、机械CAD/CAM技术后续课程：其它专业课程、课程设计、毕业设计主讲教师：周骥平博士、教授，研究方向为机械制造及其自动化装备，jpzhou@ 魏孝斌博士、讲师，研究方向为机械制造自动化与信息化，xbwei@ 一、教学目的与要求《机械制造自动化技术》是机械设计制造及其自动化专业的主要专业课程，通过学习，系统的掌握有关机械制造自动化方面的基本原理，了解机械制造中各主要单元和系统的自动化方法以及各种自动化装置的结构原理和特点，并提高其应用管理能力的需要。
设置本课程的具体要求是：使学习者掌握机械制造自动化的基本知识和理论，包括自动化的基本概念、作用和主要内容，自动化的主要技术构成和基本要求，主要自动化装置的原理和实现手段与方法。
初步掌握在机械制造各过程方面的自动化技术的方法和实际应用。
了解机械制造装备的自动化技术现状和发展趋势。
二、课程内容与学时安排第一章概述[目的要求] 了解机械制造自动化技术的基本概念、内容与要求。
[教学内容] 机械制造自动化的基本概念、作用和主要内容；机械制造自动化系统的构成、分类和特点；设备自动化的控制方式、基本要求；自动化发展及趋势。
[重点难点] 识记有关自动化的基本概念；自动化的功能、模式、特点与分类；自动控制的构成、基本要求、方式以及机械、液压、气动、电气和计算机控制的基本概念。
领会各种自动化控制方式的优缺点及比较，自动化与生产率的关系。
[教学方法] 课堂讲授、观看影像资料。
刀具加工工艺知识点总结
刀具加工工艺知识点总结一、刀具加工工艺基础知识1.1 刀具加工工艺概述刀具加工工艺是指对刀具材料进行切削、研磨、淬火等工艺加工步骤，使刀具达到一定的形状和尺寸精度及表面质量要求的加工过程。
刀具加工工艺直接影响着刀具的使用寿命和加工质量，是刀具制造的重要环节。
1.2 刀具加工工艺的原理刀具加工工艺的原理主要包括刀具材料的选择、刃磨工艺、淬火工艺等。
在刀具加工工艺中，需要根据刀具的用途和工艺要求选择合适的刀具材料，然后根据刀具的结构和工件加工要求设计合理的刃磨工艺和淬火工艺，从而确保刀具具有良好的使用性能和寿命。
1.3 刀具加工工艺的分类刀具加工工艺根据刀具的材料和加工过程的不同可以分为切削加工工艺、研磨加工工艺、淬火工艺等。
切削加工工艺主要包括车削、铣削、钻削等，用于对刀具的原料进行初步加工。
研磨加工工艺主要包括平面研磨、外圆研磨、内孔研磨等，用于对刀具进行精加工。
淬火工艺主要用于对刀具进行硬化处理，提高刀具的硬度和耐磨性。
1.4 刀具加工工艺的发展趋势随着工业化程度的提高和现代制造技术的不断发展，刀具加工工艺也在不断革新和进步。
未来刀具加工工艺将更加注重刀具的精密化、高效化和自动化，采用先进的加工设备和工艺技术，提升刀具的质量和性能。
二、刀具材料的选用与加工工艺2.1 刀具材料的选用刀具材料是刀具加工工艺的基础，直接影响着刀具的使用性能和寿命。
常见的刀具材料包括高速钢、硬质合金、陶瓷、超硬合金等，各种刀具材料具有不同的特性和适用范围，需要根据刀具的用途和工艺要求进行选择。
2.2 刀具材料的加工工艺对不同材料的刀具进行加工时，需要选用不同的加工工艺。
对高速钢刀具的加工工艺包括热处理、研磨等；对硬质合金刀具的加工工艺包括热处理、研磨、CVD涂层等；对陶瓷刀具的加工工艺包括成型、烧结、精加工等。
不同的刀具材料需要采用不同的加工工艺，以确保刀具具有良好的使用性能。
2.3 刀具材料加工工艺的前沿技术随着材料科学和加工技术的不断进步，刀具材料加工工艺也在不断革新和发展。
机械加工自动换刀的工作原理
机械加工自动换刀的工作原理机械加工中，自动换刀系统的使用可以大幅度提高生产效率和降低操作风险。
通过自动换刀系统，机床可以实现自动完成工件加工过程中所需要的刀具更换操作，而无需人工干预。
本文将介绍机械加工自动换刀的工作原理。
1. 自动换刀系统的组成机械加工自动换刀系统一般包括以下几个主要部分：- 刀库：用于存放各种类型的刀具；- 刀柄：刀柄与刀具连接，用于固定刀具的位置；- 自动换刀装置：通过控制系统，实现刀具的自动更换；- 控制系统：用于控制自动换刀装置的运行。
2. 工作原理机械加工自动换刀系统的工作原理可以分为以下几个步骤：步骤一：刀具选择根据加工要求，通过控制系统选择合适的刀具。
控制系统中存储了各类刀具的信息，可以根据加工要求进行刀具的选择。
步骤二：刀具传递控制系统将选定的刀具信息传递给自动换刀装置。
自动换刀装置根据接收到的指令，通过刀库和刀柄将相应的刀具传递到机床的刀具安装位置。
步骤三：刀柄固定刀柄将刀具固定在机床上的刀具位置。
刀柄通常通过夹紧等方式，确保刀具在加工过程中的稳定性。
步骤四：加工操作一旦刀具安装完成，机床可以进行加工操作。
自动换刀系统不会影响机床的正常工作，它只是在需要更换刀具时提供自动化的支持。
步骤五：刀具退回当刀具不再需要使用时，控制系统会发送退回信号。
自动换刀装置会将刀具退回到刀库中的相应位置，以备下次使用。
3. 自动换刀系统的优势自动换刀系统在机械加工中具有以下几个优势：- 提高生产效率：自动换刀系统可以在加工过程中快速、准确地更换刀具，节省了手动换刀的时间，提高了加工效率。
- 降低操作风险：自动换刀系统减少了人工干预的需求，降低了因操作错误而引起的风险，提高了操作安全性。
- 多样化加工：自动换刀系统可以容纳多种类型的刀具，机床可以根据加工要求自由切换不同的刀具，实现多样化的加工操作。
总结：机械加工自动换刀系统通过控制系统的指令，实现刀具的选择、传递、固定和退回。
它的工作原理简单明了，优势明显。
自动化加工中的刀具管理
自动化加工中的刀具管理摘要：随着自动化技术的飞速崛起，自动化加工中刀具技术起到了关键的作用，因此自动化加工需要对刀具进行合理的管理。
关键词：自动化加工刀具管理我国经过30多年改革开放，制造技术与制造业得到了长足发展，形成了一定技术基础的机械工业体系。
我国制造业充分利各方面的技术资源，有计划地推进企业的技术改革，使制造技术发生了显著的变化，推动国民经济的发展做出了很大的贡献。
随着自动化技术的飞速崛起，自动化加工中刀具技术起到了关键的作用，因此自动化加工需要对刀具进行合理的管理。
一、自动化加工对刀具的要求1.刀具的可靠性要高自动化加工中刀具要有很高的可靠性和尺寸耐用度，刀具的切削性能稳定可靠，加工中不会发生意外的损坏，同一批刀具的切削性能和可靠耐用度不得有较大差异。
2.刀具切削性能要好为了提高生产效率，现代各种数控机床均向着高速度、高刚度和大功率方向发展。
为充分发挥数控机床的效能，其上所使用的刀具必须具有能承受高速切削和较大进给的性能。
3.尽量减少刀具品种规格在自动化加工中，各种复合刀具（如钻—扩、扩—铰、扩—镗等复合刀具）及模块化组合式刀具获得了广泛应用，大大减少了刀具的品种数量，提高了生产效率，并减小了刀具管理难度。
4.要求发展刀具管理系统如一个具有5—8台机床的fms（柔性制造系统），刀具数量可达1000把以上。
要将如此众多的刀具以及有关信息（如刀具识别编码、刀具尺寸规格、刀具所在位置、刀具累计使用时间和剩余寿命等）管理好，必须具有一个完善的计算机管理系统。
二、刀具管理系统1.刀具管理的准则与管理过程刀具管理的根本任务就是及时而准确地为指定的机床提供适用的刀具，以便在维持较高的设备利用率的情况下，生产出所需数量的合格零件。
因此，刀具管理最重要的准则是：刀具供应及时，通过时间短，刀具储存量少以及组织费用少。
柔性制造系统运行的刀具管理过程是这样的：刀具、辅具由供应部门提供后，分别按刀具、辅具的品种规格编码，存放于预调室内的刀库中，并将刀具、辅具的信息（如规格、型号、尺寸、名称、库存位号等）输入微机数据库；工艺室按所编工艺进行刀具的选配和分派后，将计算机打印的刀具组装卡交预调室；预调室将刀具和辅具组装并预调到所要求的尺寸，再将计算机打印出的组装好的刀具信息条装在每把刀具的信息袋中，用于分派和上线时人工识别刀具，然后用手推车或自动引导小车按刀具分派表送至每台机床的缓冲库内；操作者将缓冲库中的刀具按在线刀具使用单，装入机床刀库中；下线的刀具也由手推车送回预调室经检查后，或拆卸，或装入中央刀库，或送磨，或报废，并打印相应的刀具返回单、刀具送磨单、刀具报废单等。
刀具自动监控原理_概述及解释说明
刀具自动监控原理概述及解释说明引言部分：1.1 概述：本文主要介绍刀具自动监控原理，包括其基本概念、工作流程、关键技术与方法以及应用前景等内容。
通过对刀具自动监控原理的概述和解释说明，旨在让读者深入了解刀具监控领域的重要性和发展趋势。
1.2 文章结构：本文共分为五个部分，分别是引言、刀具自动监控原理的基本概念、工作流程、关键技术与方法以及结论与展望。
每一部分都会从不同的角度详细介绍刀具自动监控原理，并提供相关的实例和案例进行说明。
1.3 目的：本文的目的是为读者提供一个清晰而全面的关于刀具自动监控原理的解释和说明。
通过了解刀具自动监控原理，读者可以有效地进行刀具使用情况的监测和管理，从而提高生产效率和降低成本。
以上是引言部分内容，请根据需要进行调整和完善。
2. 刀具自动监控原理的基本概念:2.1 刀具监控的定义:刀具监控是指通过采集和分析刀具的运行数据和状态信息，以实时监测和评估刀具的使用情况，并及时发现异常状况或故障，从而确保刀具运行的安全性、稳定性和可靠性。
刀具监控旨在对刀具的使用寿命、工作状态、磨损情况等进行全面监测，为企业提供精确的数据支持和准确的决策依据。
2.2 刀具监控的意义：刀具是加工中不可或缺的重要工具，在各种生产加工领域都扮演着关键角色。
因此，正确而有效地管理和监控刀具可以显著提高生产效率、优化加工质量、降低成本并延长刀具使用寿命。
通过实施刀具自动监控原理，可以快速检测和诊断刀具故障，防止由于失效或损坏导致的生产事故发生。
此外，它还能及时预测维修维护需求、优化加工参数以及改进设备使用方式，提高生产线的整体效率和经济效益。
2.3 刀具自动监控的优势：刀具自动监控相比传统手工监控具有许多优势。
首先，它可以实现对刀具状态信息的实时获取和精确记录，消除了人为监控中可能存在的主观误差和遗漏。
其次，基于大数据分析技术，可以通过对刀具历史数据的挖掘，建立刀具使用模型，并实现对异常行为和预测性维护需求的准确预测。
金属切削原理与刀具 课题43 自动化刀具
课题四十三 自动化刀具
自动化刀具的类型及选用
可径向走刀的组合刀具
课题四十三 自动化刀具
自动化刀具的类型及选用
刀体标准的组合刀具
课题四十三 自动化刀具
选用原则
1. 为了提高刀具的耐用度和可靠性，应 尽量选用各种高性能、高效率、长寿 命的刀具材料制成的刀具。
2. 应选用机夹可转位刀具的结构。 3. 为了集中工序，提高生产率及保证加
金属切削原理 与刀具
自动化刀具
自动化刀具的特点
课题四十三 自动化刀具
1. 刀具的切削性能必须稳定可靠，应具有高的耐用度和可靠性； 2. 刀具应能可靠地断屑或卷屑； 3. 刀具应具有较高的精度； 4. 刀具结构应保证其能快速或自动更换和调整； 5. 刀具应配有其工作状态的在线检测与报警装置； 6. 应尽可能地采用标准化、系列化和通用化的刀具，以便于刀具的自
课题四十三 自动化刀具
自动化刀具常用的种类 有：可转位车刀、高速钢麻 花钻、机夹扁钻、扩孔钻、 铰刀、镗刀、立铣刀、面铣 刀、丝锥和各种复合刀具等。
自动化刀具的类型及选用
模块化组合刀具 组成 由钻头、倒角刀和刀体模块组成。
课题四十三 自动化刀具
自动化刀具的类型及ຫໍສະໝຸດ 用加工连杆孔组合刀具课题四十三 自动化刀具
工精度，应尽可能采用复合刀具。 4. 应尽量采用各种高效刀具。
课题四十三 自动化刀具
知识小结
课题四十三 自动化刀具
1. 自动化刀具介绍 2. 自动化刀具选用原则
谢谢观看
THANKS
自动化刀具的类型及选用
刀片位置可调组合刀具
课题四十三 自动化刀具
自动化刀具的类型及选用
扩—铣组合刀具
机械自动化概述
第一章概述制造自动化是人类在长期的社会生产实践中不断追求的主要目标。
随着科学技术的不断进步，自动化制造的水平也愈来愈高。
采用自动化技术，不仅可以大大降低劳动强度，而且还可以提高产品质量，改善制造系统适应市场变化的能力，从而提高企业的市场竞争能力机械制造自动化是制造自动化的主要组成部分，它主要控制机械运动（如刀具、工件、毛坯等的运动）及可能变化的制造工艺，使整个生产处于优化状态。
以机械加工和装配为主要代表的机械制造业要实现自动化，比之其它制造业来要困难得多，主要就表现在自动化机构上这是因为机械制造中所使用的材料、加工手段等较为复杂，对制造对象要求高精密、高准确的定向、定位，可靠的识别装置、握持装置等。
因此，需要各种各样的装料、卸料、定向整理、夹紧握持、运送、识别、测量等自动化机构。
机械制造自动化就是在机械制造过程的所有环节采用自动化技术，实现机械制造全过程的自动化本书将侧重于机械制造过程的主要环节包括加工、物料传输、检测与控制、刀具、装配等采用的自动化技术第一节、机械制造自动化的基本概念；一、自动化的基本概念任何制造过程都是由若干个工序组成的。
而在一个工序中，又包含着若干种基本动作。
如传动动作、上下料动作、换刀动作、切削动作以及检验动作等此外，还有操纵和管理这些基本动作的操纵动作，如开动和关闭传动机构的动作等。
这些动作可以用手动来完成，也可以用机器来完成当执行制造过程的基本动作是由机器（机械）代替人力劳动来完成时这就是机械化。
若操纵这些机构的动作也是由机器来完成，则就可以认为这个制造过程是“自动化”了。
自动化的原意就是设计一种控制设备来取代人力操作机械的动作，以达到各种机械自动、半自动运行的目的。
在一个工序中，如果所有的基本动作都机械化了，并且使若干个辅助动作也自动化起来，而工人所要做的工作只是对这一工序作总的操纵和监督，就称为工序自动化。
一个工艺过程（如加工工艺过程）通常包括着若干个工序，如果不仅每一个工序都自动化了，并且把它们有机地联系起来，使得整个工艺过程（包括加工、下序间的检验和输拱）都自动讲行．而工人仅只是对这一整个工艺过程作总纵和监督，这时就形成了某一种加工工艺的自动生产线，通常称为工艺过程自动化。
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加工系统中，为了提高加工的适应性，同时考虑到 加工设备的刀库容量有限，应尽量减少使用专用刀 具，而选用通用标准刀具、刀具标准组合件或模块 式刀具。
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一、刀具的自动装夹
自动化刀具的类型及选用
选用刀具的原则： 1）为了提高刀具的耐用度和可靠性，应尽量选用各 种高性能、高效率、长寿命的刀具材料制成的刀具； 2）应选用机夹可转位刀具的结构； 3）带沉孔、带后角刀片的刀具可优先作为自动化加 工刀具； 4）为了集中工序，提高生产率及保证加工精度，应 尽可能采用复合刀具。
采用具有一定锥度的锥套（弹簧 夹头）作为夹紧单元，利用拉杆 或螺母使套锥内径缩小而夹紧刀 具。
图5—10 弹簧夹头
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刀柄与刀具连接
高速切削的刀柄和刀具的连接方式主要有高精度弹簧夹头、 热缩夹头、高精度液压膨胀夹头。
利用夹头热胀冷缩的物理原理夹 紧刀具，结构简单，夹紧力大， 动平衡度和回转精度高。
标准刀具—又包含通用标准刀具、刀具标准组合件（图5-1）
和模块式刀具等三种形式。
组合成 刀具
组合车刀的优点
a刀体可稳固的固定在刀柄 底部的支撑面上；
b刀头伸出长度短，提高其 刚度；
c能和其它刀具夹头相配、 实现刀具自动更换
图5—1 新型组合车刀
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一、刀具的自动装夹
自动化刀具的类型及选用
选用： 在以自动生产线为代表的刚性自动化生产中，应尽
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自动换刀装置的类型与特点：
1.主轴与刀库合为一体的自动换刀装置
———(多主轴转塔头式换刀装பைடு நூலகம்)
若干根主轴（6~8）安装在一个 可以转动的转塔头上，每根主轴对应
转塔头即 为刀库
装有一把可以旋转的刀具。 根据加
特点：切削刃多，效率高。
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一、刀具的自动装夹
自动化刀具的类型及选用
带沉孔、带后刀角刀片的刀具：
断屑可靠、切屑流出不受阻碍。
图5—3 带沉孔带后角刀片的钻头
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一、刀具的自动装夹
自动化刀具的类型及选用
复合刀具：多个工序的刀具（同类或不同类）组合到一把 刀上，可以同时加工（一次成型）或按先后顺序加工两个或两 个以上的表面，也可以完成一个表面的多道工步或多道工序加 工。 减少换刀次数，加工效率高
图5—4 侧铣和面铣复合加工刀具
图5—5 钻镗复合的加工刀具
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自动化刀具的装夹机构
作用：充分发挥自动化加工设备应有的效率，实现 快速自动换刀。 实现刀具与机床的连接
方法：必须要配备一套标准的装夹机构，建立一套 标准的工具系统。 工具系统由刀柄、接杆和夹头组成。
工具系统：是刀具与机床的接口，并力求刀具的刀 柄与接杆实现标准化、系列化、通用化。
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自动化刀具的装夹机构
数控工具系统的结构形式：整体式、模块式
主要看刀柄 与工作部分 是否分开的
刀柄与各种工作部分组装成不同规 格的工具，以最少的工具库满足不 同零件加工要求。
不同品种和规格的工作部分都必须 加工出一个能与机床连接的柄部， 使得工具品种繁多、管理不便
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自动化刀具的装夹机构
工具系统的结构形式：整体式、模块式
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一、刀具的自动装夹
自动化刀具的类型及选用
可转位刀具：
a) 可转位面铣刀 b) 可转位立铣刀 图5—2 可转位刀具结构
将带有若干个切削刃口及具 有一定几何参数的多边形刀 片，用机械夹固方法加紧在 刀体上的一种刀具。当在使 用过程中一个切削刃磨钝了 后，只要将刀片的夹紧松开 ，转位或更换刀片，使新的 切削刃进入工作位置，再经 夹紧就可以继续使用。
刀柄：刀具与机床的连接 接杆：刀柄与夹头的连接
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自动化刀具的装夹机构
工具系统的分类：
• 镗铣类数控机床用工具系统（简称”TSG”系统） • 车床类数控机床用工具系统（简称“BTS”系统） 它们都是由与机床主轴孔相适应的工具柄部（刀
柄）、与工具柄部 相联接的工具装夹部分（接杆） 和各种刀具部分组成（夹头）
图5—11 热缩夹头 17
刀柄与刀具连接
高速切削的刀柄和刀具的连接方式主要有高精度弹簧夹头、 热缩夹头、高精度液压膨胀夹头。
1拧活塞夹紧螺钉
3套筒内孔收缩夹紧刀具
2套筒腔内压力增加
液压夹头
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二、自动化换刀系统
自动换刀系统一般由刀库、自动换刀装置、刀 具传送装置、刀具识别装置等部分组成。
一、换刀装置（ATC）的类型和组成 1.主轴与刀库合为一体的自动换刀装置 2.主轴与刀库分离的自动换刀装置 二、刀库 1.刀库类型 2.刀具的选择方式 3.刀具运送装置 4.刀具的识别 三、自动化换刀机构 1．回转刀架 2.通过主轴换刀 3.利用机械手换刀
HSK刀柄采用了锥度1:10的空心短锥柄结构 ，在拉紧力的作用下，中空刀柄弹性变形， 实现锥面（径向）和法兰端面（轴向）双面 定位。
BIG-PLUS刀柄是锥度为7:24的双面定位刀
柄。通过拉杆与拉钉，使主轴锥孔弹性
扩张，实现双面定位。
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刀柄与刀具连接
高速切削的刀柄和刀具的连接方式主要有高精度弹簧夹头、 热缩夹头、高精度液压膨胀夹头。
刀具自动化
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刀具作为机械工艺装备的重要组成部分之一，刀具的自 动化程度将影响整个机械制造系统的先进性。
刀具自动化：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。
第一节 刀具的自动装夹 第二节 自动化换刀系统 第三节 排屑自动化
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一、刀具的自动装夹
自动化刀具的类型及选用
类型：分为标准刀具和专用刀具两大类。
优点二，只需将锥角加工 到高精度即可保证配合定 心精度高，成本较低，使 用可靠。
缺点，在高速旋转时定位 精度降低，运行不稳定。
实心长刀柄，重量大
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刀柄与机床主轴连接
为了克服BT刀柄仅靠单面定位导致的不利因素，宜采用双面
约束过定位——除了刀柄锥面定位，还增加端面定位。
高速切削刀柄
➢HSK刀柄（德国标准） ➢BIG-PLUS刀柄（日本标准）
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自动化加工设备的刀具和机床的联接，必须要由与机床主 轴孔相适应的工具柄部、与工具柄部相联接的工具装夹部分和 各种刀具部分来实现。
刀柄与机床主轴连接 刀柄与刀具相连
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刀柄与机床主轴连接
优点一，不自锁，拆卸方便
➢BT刀柄（日本标准）：锥度7:24，仅依靠锥面（单面）定位，
通过拉钉和主轴内的拉刀装置固定在主轴上。