数控机床自动换刀PPT资料25页
合集下载
第4章 数控机床自动换刀装置
上一页 下一页 返回
4.2 刀库
统计了15000种工件，按成组技术分析，各种加工刀具所必需 的刀具数的结果是：4把刀的容量就可以完成95%左右的铣削 工艺，10把孔加工刀具可完成70%的钻削工艺，因此，14把刀 的容量就可完成70~以上的工件钻削工艺。如果从完成工件的
全部加工所需的刀具数目统计，所得结果是80%的工件完成全
上一页 下一页 返回
4.3 机械手
2. 刀库夹爪 刀库夹爪既起着刀套作用，又起着手爪的作用。如图4-19 所示为刀库夹爪图。
4.3.4 机械手结构原理
如图4-20所示，机械手结构及工作原理如下。 机械手有两对抓刀爪，分别由液压缸1驱动其动作。当液压 缸推动机械手抓刀爪外伸时，抓刀爪上的销轴3在支架上的 导向槽2向滑动，使抓刀绕销4摆动，抓刀爪合拢抓住刀具； 当液压缸间缩时，支架2上的导向槽迫使抓刀爪张开，放松 刀具。由于抓刀动作由机械机构实现，且能自锁，因此工作 安全可靠.
上一页 下一页 返回
4.3 机械手
4.3.5 机械手的驱动机构
如图4-21所示为机械手的驱动机构。汽缸1通过杆6带动机械 手臂升降。当机械手在上边位置时，液压缸4通过齿条2、齿 轮3、传动盘5、杆6带动机械手臂回转；当机械手在下边位置 时，汔缸7通过齿条9、齿轮8、传动盘5和杆6，带动手臂回转。 如图4-22所示为机械手臂和手爪结构图。手臂的两端各有一 手爪。刀具被带弹簧1的活动销4紧靠着固定爪5。锁紧销2被 弹簧3弹起，使活动销4被锁位，不能后退，这就保证了在机 械手运动过程中，手爪中的刀具不会被甩出。当手臂在上方 位置从裙位置转过750时锁昆锁2被挡块压下，活动锁4就可以 活动，使得机械手可以抓住主轴和刀套中的刀具。
第四章数控机床的自动换刀装置
PPT文档演模板
第四章数控机床的自动换刀装置
4.1.2刀具的选择方式
l 按数控装置的刀具选择指令，从刀库中 将所需要的刀具转换到取刀位置，称为 自动选刀。
l 在刀库中，选择刀具通常采用两种方法。 1. 顺序选刀 2. 任选刀具
PPT文档演模板
•上一页 •下一页 •返回
第四章数控机床的自动换刀装置
l 1. 顺序选刀
一个继电器相连，当编码环是大直径时与触针接触，
PPT文档演模继板 电器通电，其数码为“1”。
第四章数控机床的自动换刀装置
l 当各继电器读出的数码与所需刀具的 编码一致时，由控制装置发出信号， 使刀库停转，等待换刀。
l 接触式刀具识别装置的结构简单，但 由于触针有磨损，故寿命较短，可靠 性较差，且难于快速选刀。
l 编码环的直径相等，材料分别为导磁材料 （如软钢）和非导磁材料（如黄铜、塑料 等）制成，规定前者编码为“1”，后者编码 为“0”。
PPT文档演模板
第四章数控机床的自动换刀装置
l 右上图所示为一种用于刀具编码的磁性 识别装置。图中刀柄1上装有非导磁材料 编码环4和导磁材料编码环2，与编码环 相对应的有一组检测线圈6组成非接触式 识别装置3。
②刀座编码方式
③编码附件方式
PPT文档演模板
第四章数控机床的自动换刀装置
l 1）、刀具编码方式
这种方式是对每把刀具进行编码，由于每 把刀具都有自己的代码，因此，可以存放于 刀库的任一刀座中。
这样刀库中的刀具在不同的工序中也就 可重复使用，用过的刀具也不一定放回原刀 座中，避免了因刀具存放在刀库中的顺序差 错而造成的事故；
第四章数控机床的自动换刀装置
l 近年来，“图象识别”技术也开始用于刀具 识别，刀具不必编码，而在刀具识别位置上 利用光学系统将刀具的形状投影到许多光电 元件组成的屏板上，从而将刀具的形状变为 光电信号，经信号处理后存入记忆装置中。
数控机床自动换刀装置
02
数控机床自动换刀装置 的结构与设计
刀库设计
刀库容量
根据数控机床的加工需求， 合理设计刀库容量，确保 能够存放足够数量的刀具。
刀具存放方式
采用合适的刀具存放方式， 如刀具架、刀具套等，以 便于刀具的存取和管理。
刀库布局
根据数控机床的整体布局 和加工要求，合理布置刀 库的位置和方向，以提高 换刀效率和加工精度。
例如，在发动机缸体的加工中，需要使用不同种类的刀具进行粗加工、半精加工和精加工。数控机床 自动换刀装置可以在加工过程中自动识别需要更换的刀具，并快速、准确地完成换刀操作，保证了加 工过程的连续性和稳定性。
应用案例二：航空航天业
航空航天业对零部件的加工精度和效率要求极高，数控机床自动换刀装置在航空 航天业中也有着广泛的应用。例如，在飞机机身和机翼的制造中，需要使用大型 五轴数控机床进行加工，而大型五轴数控机床的换刀时间较长，影响了加工效率 。
数控机床自动换刀装置的应用，可以大大缩短换刀时间，提高加工效率。同时， 由于航空航天业对零部件的加工精度要求极高，数控机床自动换刀装置的精确性 和稳定性也得到了充分验证，为航空航天业的发展提供了有力支持。
应用案例三：模具制造业
模具制造业是数控机床自动换刀装置的重要应用领域 之一。在模具的制造过程中，需要使用不同种类的刀 具进行粗加工、半精加工和精加工。数控机床自动换 刀装置的应用，可以大大提高模具的加工效率和精度 。
分类与比较
按换刀方式分类
数控机床自动换刀装置可分为机械手换刀和机器人换刀两种 方式。机械手换刀方式具有结构简单、成本低等优点，但换 刀速度较慢；机器人换刀方式具有换刀速度快、精度高等优 点，但结构复杂、成本较高。
按刀库类型分类
数控机床自动换刀装置可分为固定刀库和旋转刀库两种类型 。固定刀库具有容量大、换刀速度快等优点，但结构复杂、 成本较高；旋转刀库具有结构简单、成本低等优点，但容量 较小、换刀速度较慢。
数控机床自动换刀
•
安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20. 10.2406 :08:450 6:08Oc t-2024- Oct-20
•
加强交通建设管理，确保工程建设质 量。06:08:4506 :08:450 6:08Saturday , October 24, 2020
•
安全在于心细，事故出在麻痹。20.10. 2420.1 0.2406:08:4506 :08:45 October 24, 2020
四、刀具的选刀方式
① 顺序选择方式
刀具的顺序选择方式是将刀具按加工工序 的顺序，依次放入刀库的每一个刀座中。
特点：不需要刀具识别装置，结构简单， 工作可 靠，但刀库中刀具在不同工序中不能重复 使用，因此，刀具的数量的刀库的容量大。
四、刀具的选刀方式
② 刀具编码方式
四、刀具的选刀方式
接触式识别装置
刀柄
触针 刀具识别装置
编码环
特点：结构简单，寿命较短，可靠性较差，难于快速换刀
四、刀具的选刀方式
非接触式识别装置 1 10 10
特点：无磨损，无噪音，寿命长，反应速度快，适用于高 速，换刀频繁的场合。
四、刀具的选刀方式
光电识别装置
四、刀具的选刀方式
③ 刀座编码方式
永久性编码 临时性编码
刀座编码
四、刀具的选刀方式
刀座编码
四、刀具的选刀方式
识别码块
识别传感器 刀柄编码
四、刀具的选刀方式
临时性编码
五、刀具交换装置
1、无机械手换刀
第七节 数控机床典型机械结构
1、无机械手换刀
五、刀具交换装置
2、机械手换刀
机 械 手 形 式
六、回转工作台
第2章自动换刀装置
➢ 刀库可装在机床的工作台上、立柱上或主轴箱上，也 可作为一个独立部件装在机床之外。
➢ 这类换刀装置应用最广泛。
刀库装在机床的工作台上 ，这种换刀装置，直接利 用机床本身及刀库的运动 进行换刀。当某一刀具加 工完毕从工件退出后，即 开始进行自动换刀 。
现在的中小型加工中心，刀 库不是装在工作台上，而是 装在立柱上的一个托架上。 采用刀库在托架的导轨上平 行于X方向运动与主轴的上 下运动实现换刀。
2.为什么需要自动换刀装置：
• 缩短非切削时间，提高生产率，可使非切削时间减少到20
％～30％；
• “工序集中”，扩大数控机床工艺范围，减少设备占地面积； • 提高加工精度；
– 数控机床对ATC要求：
• 换刀时间尽可能短； • 刀具重复定位精度高； • 刀具储存量足够； • 结构紧凑，便于制造、维修、调整； • 布局应合理，使机床总布局美观大方； • 较好的刚性，避免冲击、振动及噪声，运转安全可靠； • 防屑、防尘装置。
第2章第三节 数控机床的自动 换刀装置
内容提要
本节将讨论数控机床的自动刀具交换装置的形 式、刀库的类型、刀具系统及选刀方式，最后将介 绍一个自动刀具交换装置的实例。
一、概述
1.什么是自动换刀装置：
• 储备一定数量的刀具并完成刀具的自动交换功能的装置 • ATC：Automatic Tool Changer
当刀库的容量大、刀具较重或机床总体布局等原因， 刀库也可作为一个独立部件，装在机床之外
刀库远离主轴，常常要 附加运输装置，来完成 刀库与主轴之间刀具的 运输。
•为了缩短换刀时间，可采用带刀库的双
主轴或多主轴换刀系统
三、刀 库
• 1、刀库的形式
（1）盘式刀库
➢ 这类换刀装置应用最广泛。
刀库装在机床的工作台上 ，这种换刀装置，直接利 用机床本身及刀库的运动 进行换刀。当某一刀具加 工完毕从工件退出后，即 开始进行自动换刀 。
现在的中小型加工中心，刀 库不是装在工作台上，而是 装在立柱上的一个托架上。 采用刀库在托架的导轨上平 行于X方向运动与主轴的上 下运动实现换刀。
2.为什么需要自动换刀装置：
• 缩短非切削时间，提高生产率，可使非切削时间减少到20
％～30％；
• “工序集中”，扩大数控机床工艺范围，减少设备占地面积； • 提高加工精度；
– 数控机床对ATC要求：
• 换刀时间尽可能短； • 刀具重复定位精度高； • 刀具储存量足够； • 结构紧凑，便于制造、维修、调整； • 布局应合理，使机床总布局美观大方； • 较好的刚性，避免冲击、振动及噪声，运转安全可靠； • 防屑、防尘装置。
第2章第三节 数控机床的自动 换刀装置
内容提要
本节将讨论数控机床的自动刀具交换装置的形 式、刀库的类型、刀具系统及选刀方式，最后将介 绍一个自动刀具交换装置的实例。
一、概述
1.什么是自动换刀装置：
• 储备一定数量的刀具并完成刀具的自动交换功能的装置 • ATC：Automatic Tool Changer
当刀库的容量大、刀具较重或机床总体布局等原因， 刀库也可作为一个独立部件，装在机床之外
刀库远离主轴，常常要 附加运输装置，来完成 刀库与主轴之间刀具的 运输。
•为了缩短换刀时间，可采用带刀库的双
主轴或多主轴换刀系统
三、刀 库
• 1、刀库的形式
（1）盘式刀库
数控机床第三章自动换刀装置 PPT课件
箱下降，将主轴上用过的刀具3放回刀
库的空刀座中；
27
四、刀具交换装置
1、利用刀库与机床主轴的相对运动实现刀具交换
数控立式镗铣床
(4)主轴箱上升，接着刀库回转，将下 一工步需用的刀具对准主轴；
(5)主轴箱下降，将下一步所需的刀具
插入机床主轴，同时主轴内的刀具夹紧
装置夹紧刀具；
(6)主轴箱及主轴带着刀具上升；
刀具编码方式
刀具编码选刀方式是在刀具或刀套上安装用于识别的 编码条，一般都是根据二进制编码的原理进行编码。刀具 长度加长，制造困难，刚度降低，刀库和机械手结构复杂。
在刀柄1后端的拉杆4上套装 着等间隔的编码环2，由锁紧螺 母3固定。编码环直径有大小两 种，大直径的为二进制的“1”， 小直径的为“0”。通过两种圆环 的不同排列，可以得到一系列的 代码。
单臂双爪回转式机械手 两个夹爪有所分工，一个夹爪只执行
从主轴上取下“旧刀”送回刀库的任务； 另一个执行从刀库取“新刀”的任务。
换 刀时间较单爪回转式机械手要少。
32
双臂双爪回转式机械手 手臂两端各有一个夹爪，两个夹爪
可同时抓取刀库及主轴上的刀具，回转 180°后，又同时将刀具放回刀库及装 入主轴。是最常用的一种形式（钩手）
1、顺序选刀
在加工前，将加工零件所需刀具按照工艺要求依次插 入刀库的刀套中，加工时按顺序调刀称为顺序选刀。
2、任选刀具
刀具在刀库中任意存放，每把刀具（或刀座）都编有 代码，自动换刀时，刀库旋转，每把刀具都经过“刀具识 别装置”接受识别。当某刀具代码与数控指令代码相符时19
任选刀具有三种换刀方式（刀具编码、刀座编码、编码附件）
（5）复位 转动手臂，回到原始位置。
34
数控机床自动换刀系统
数控机床自动换刀系统一.概述要实现一次装夹多工序加工，在数控机床上必需具备自动换刀功能。
实现刀库与机床主轴之间刀具的装卸与传递功能的装置称为自动换刀系统。
自动换刀已广泛地用于镗铣床、铣床、钻床、车床、组合机床和其它机床。
使用自动换刀系统，协作精密的数控转台，不仅扩大了数控机床的使用范围，削减了生产面积，还可使机加工时间提高到70% ～80%，显著提高了生产率。
由于零件在一次安装中完成多工序加工，大大削减了零件安装的定位次数，从而进一步提高了加工精度。
自动换刀系统应当满意换刀时间短，刀具重复定位精度高，刀具储存数量足够，结构紧凑，便于制造、修理、调整，应有防屑、防尘装置，布局应合理等要求。
同时也应具有较好的刚性，冲击、振动及噪声小，运转平安牢靠等特点。
自动换刀系统的形式和详细结构对数控机床的总体布局、生产率和工作牢靠性都有直接的影响。
二.组成及其形式自动换刀系统由刀库、选刀机构、刀具交换机构(如机械手)、刀具在主轴上的自动装卸机构等部分组成。
自动换刀系统的形式是多种多样的，换刀的原理及结构的简单程度也不同，但一般可分为以下两大类：由刀库和主轴的相对运动实现刀具交换。
用这种形式交换刀具时，主轴上用过的刀具送回刀库和从刀库中取出新刀，这两个动作不能同时进行，选刀和换刀由数控定位系统来完成，因此换刀时间长，换刀动作也较多。
由机械手进行刀具交换。
由于刀库及刀具交换方式的不同，换刀机械手也有多种形式。
图1 换刀机械手的形式图1（a），（b），（c）为双臂回转机械手，能同时抓取和装卸刀库和主轴（或中间搬运装置）上的刀具，动作简洁，换刀时间短。
图（d）虽然不是同时抓取刀库和主轴上的刀具，但换刀预备时间及将刀具还回刀库的时间与机加工时间重复，因而换刀时间也很短。
抓刀运动可以是旋转运动，也可以是直线运动。
图1（a）为钩手，抓刀运动为旋转运动;图（b）为抱手，抓刀运动为两个手指旋转；（c）和（d）为叉手，抓刀运动为直线运动。
数控机床第三章自动换刀装置
§3.4 数控机床的自动换刀装置
一、自动换刀装置的型式——转塔头式换刀装置
转塔头式换刀装置是带有旋转刀具的数控机床上常用 的一种换刀装置，这种换刀装置的转塔头上装有多个主 轴，每个主轴上装一把刀具，加工中，通过转塔头自动 转位实现自动换刀。
一、自动换刀装置的型式——转塔头式换刀装置
八方形转塔头上装有八根主轴， 每根主轴上装有一把刀具。根据 工序的要求按顺序自动地将装有 所需刀具的主轴转到工作位置， 以此实现自动换刀，同时接通主 传动，不处在工作位置的主轴便 与主传动脱开。转塔头的转位 (即换刀)由槽轮机构来实现。 数控转塔式镗铣床的外观图
二、刀库——刀库的类型
刀库的功能是储存加工工序所需要的各种刀具，并按程序 指令把将要用的刀具准确地送到换刀位置上，并接受从主轴 送来的已用刀具。储存量一般在8-64把范围内，多的可达 100-200把。
鼓（盘）式刀库
链式刀库 格子盒式刀库
鼓（盘）式刀库
盘式刀库的刀具轴线与鼓(圆盘)轴线平行，刀具环形排 列，分径向、轴向两种取刀方式，其刀座（刀套）结构不 同。（结构简单，应用较多，适用于刀库容量较小的情况） 为增加刀库空间利用率，可采用双环或多环排列刀具的 形式，但会增大圆盘直径，转动惯量也增大，选刀时间变长。
§3.4 数控机床的自动换刀装置
三、刀具的选择装置
按数控装置的刀具选择指令，从刀库中将所需要的刀具转 换到取刀位置，称为自动选刀。
格子盒式刀库
固定型格子盒式刀库 刀具分几排直线排列，由纵横向移动的取刀机械手 完成选刀运动，将选取的刀具送到固定的换刀位置上，由 换刀机械手交换刀具。 由于刀具排列紧密，空间利用率高，刀库容量大。
非固定型格子盒式刀库 可换主轴箱的加工中心刀库由多个刀匣组成，可直 线运动，刀匣可以从刀库中垂直提出。
数控车床基本操作PPT课件
按操作软件
按扩展+键
按下M-卡
按扩展+键
F:CF卡程序号 O:输到CNC中的程序号
按列表软键 按设备软键 按输入软件
第11页/共36页
练习：
第12页/共36页
数控车床操作
自动循环方式
工作方式选择旋钮旋至自动循环后，此时显示 器小窗口下角显示“MEM”字样。
程序预先存储在存储器中，当选择了程序表中 的一个程序，并按下机床主操作面板上的循环起 动按钮后，启动自动运行，并且点亮循环启动指 示LED。
程序段，在“固定循环”操作中此按钮按下且灯亮时，控 制系统在循环的每步执行完了都停止轴的运动，直到再次 按循环启动键。
2.选择停止
此按钮按下且灯亮时有效，当系统读到M01时，停止 自动方式下的程序执行（相当于暂停功能），再次按下 循环启动键将继续执行程序。 如果选择程序段停止按钮没有被按下，自动执行程序 时，即使在程序段里有“M01”符号，程序也不会被停止 执行。
换刀启动按钮只有在手动状态joghnd下才有效先将及手动刀位号旋钮旋转到所须刀位然后按换刀启动按钮1在机床机操作面板上旋转工作方式选择旋钮到手动数据输入方式mdi输入换刀程序后按循环启动按钮2在机床机操作面板上旋转工作方式选择旋钮到程序编辑方式edit输入换刀程序后旋转工作方式选择旋钮到自动运行方式auto按循环启动按钮执行换刀程序
第34页/共36页
数控机床操作
三色灯
机床三色灯更加一目了然的显示机床当前工作状态： 1）红灯亮时，说明机床正处于报警状态，没有执行 程序； 2）黄灯亮时，说明机床正处于待料状态，没有执行 程序； 3）绿灯亮时，说明机床正处于运行状态，执行程序 未完；
第35页/共36页
感谢您的观看。
第九章数控机床 第四节 自动换刀系统
第四节自动换刀系统数控机床是一种高柔性的机床。
“高柔性”的具体体现是数控机床对频繁变换加工对象的高度适应性，当然，数控机床具有较大的加工范围。
数控机床是一种高效率的机床。
“高效率”一是体现在变换加工对象时的快捷（主要是准备工作时间大幅度减少）；再就是工件在一次装夹下可完成多达数十个表面的加工，而具有自动换刀系统的加工中心的出现，使其效率达到极致。
大的加工范围以及高效率的要求，使自动换刀成为越来越多的数控机床中的必须。
目前，自动换刀系统已在加工中心和其它一些数控机床中得到广泛地使用。
在能够自动换刀的数控机床中：有些是刀具仅仅做进给运动，如数控车床，数控车床上的回转刀架是一种最简单的自动换刀系统；而大多数则是刀具的旋转作为主运动，如加工中心，加工中心的自动换刀系统包括贮存刀具的刀库，以及能够将刀具在刀库和主轴间进行交换的装置。
“刀库”、“刀具交换装置”和“主轴”三者是自动换刀系统的主要构成。
一、自动换刀系统的常见形式1．数控车床的回转刀架（1）松开刀架液压缸6的右腔进油，将中心轴2和刀盘1左移，并使鼠牙盘12和11分离；（2）刀架转位液压马达驱动凸轮5旋转，凸轮5拨动回转盘3上的柱销4，使回转盘带动中心轴和刀盘旋转。
回转盘上均布着八个柱销4，凸轮每转一周，拨过一个柱销，使刀盘转过一个刀位；（3）刀架夹紧液压缸6的左腔进油，将中心轴2和刀盘1右移，两鼠牙盘啮合实现精确定位，同时刀架被夹紧。
此时盘7压下开关8，发出回转结束信号。
若该回转刀架上面的刀具较多，且有若干把刀具可做旋转运动，这样的数控车床称为“车削中心”。
回转部件的定位有插销定位、反靠定位、以及鼠牙盘定位等。
其中鼠牙盘定位的定位精度最高，但制造成本很高；反靠定位相对简单。
具体可参考本教材“回转工作台”。
2．主轴与刀库合为一体的自动换刀系统如图9-1所示，在主运动为刀具转动的数控机床中，这是一种比较简单的换刀方式。
若干根主轴（一般为6 ~ 12轴）安装在一个可以转动的转塔头上，每根主轴对应一把刀具。
数控机床的自动换刀装置
01
02
03
04
提升换刀速度
通过改进换刀机构和优化换刀 程序，缩短换刀时间，提高生
产效率。
提高刀具定位精度
采用高精度传感器和优化算法 ，确保刀具快速、准确地安装
到机床主轴上。
加强刀具管理
建立完善的刀具管理系统，实 现刀具的快速识别、选择和调
度，提高生产效率。
降低故障率
加强设备维护和保养，定期检 查自动换刀装置的各部件，确
数控机床自动换刀装置 的类型与结构
回转刀架式自动换刀装置
总结词
结构简单、操作方便、换刀时间短
详细描述
回转刀架式自动换刀装置通常由刀架、定位销、转位机构等组成，通过电机驱 动刀架旋转，实现刀具的快速更换。这种装置结构简单，操作方便，换刀时间 短，适用于中小型数控机床。
转塔式自动换刀装置
总结词
换刀速度快、刀具容量大、精度高
详细描述
转塔式自动换刀装置由主轴和多个刀套组成，通过旋转塔体来更换刀具。这种装 置换刀速度快，刀具容量大，精度高，适用于大型数控机床。
机械手式自动换刀装置
总结词
自动化程度高、灵活性好、适应性强
详细描述
机械手式自动换刀装置由机械手、夹爪、传动机构等组成，通过机械手的伸缩、旋转和升降等动作来更换刀具。 这种装置自动化程度高，灵活性好，适应性强，适用于各种类型的数控机床。
数控机床的自动换刀 装置
目录
• 数控机床自动换刀装置概述 • 数控机床自动换刀装置的工作原理 • 数控机床自动换刀装置的类型与结构 • 数控机床自动换刀装置的应用与优化
01
数控机床自动换刀装置 概述
定义与特点
定义
数控机床的自动换刀装置是指在 加工过程中能够自动更换刀具的 装置，是数控机床的重要组成部 分。详细描述
第五次课-数控机床的自动换刀装置
特点：
优点：省去自动松夹、卸刀、装刀、夹紧、刀具搬 运等一系列操作，缩短换刀时间，并提高了换刀的 可靠性。
缺点：由于空间限制，主轴刚度有限，为提高主轴 刚度，必须对主轴数目加以限制。
适用情况：工序少、精度要求不太高的机床，如数控钻 床、铣床等。
6
转塔
图3 更换主轴换刀
Exit
第五讲：数控机床的自动换刀装置
→ 抬刀架起 → 刀架转位 → 刀架压紧 → 转位液压缸复位
卧式车床回转刀架
特点：刀具数量有限，但结构简单、维修方便。
5
第五讲：数控机床的自动换刀装置
一、自动换刀装置的形式
✓ 3、更换主轴换刀
➢ 在带有旋转刀具的数控机床中，主轴头上是转塔 刀库。在转塔的各个主轴头上，预先安装有各个 工序所需的旋转刀具，当发出换刀指令时，主轴 头转到加工位置，并接通主轴进行工作。
15
第五讲：数控机床的自动换刀装置
2、刀库的种类
1）鼓轮（盘）式刀库简介
a、b刀具轴向布置，可实现径向和轴向 取刀； c刀具径向布置，占用空间较大，刀库 位置受限制，一般安装在机床立柱上 端，换刀时间较短，整个换刀装置比 较简单； d刀具与刀库轴心线成一定角度，呈伞 状布置，可根据机床的总体布局要求 安排刀库的位置，多斜放于立柱上端， 刀库容量不宜过大。
刀库的容量一般取10~40把刀。
14
可加工工件工艺比率(%)
100
80
钻削
60
40
车削
铣削 20
O
5 10 15 20 25 30
刀具数
图8 加工工件所需刀具数量的统计曲线
Exit
第五讲：数控机床的自动换刀装置
二、刀库
2、刀库的种类 根据刀库容量和取刀方式的不同： 1）鼓轮（盘）式刀库、 2）链式刀库： 单环链式、多环链式 3）格子盒式刀库：单面式、多面式
优点：省去自动松夹、卸刀、装刀、夹紧、刀具搬 运等一系列操作，缩短换刀时间，并提高了换刀的 可靠性。
缺点：由于空间限制，主轴刚度有限，为提高主轴 刚度，必须对主轴数目加以限制。
适用情况：工序少、精度要求不太高的机床，如数控钻 床、铣床等。
6
转塔
图3 更换主轴换刀
Exit
第五讲：数控机床的自动换刀装置
→ 抬刀架起 → 刀架转位 → 刀架压紧 → 转位液压缸复位
卧式车床回转刀架
特点：刀具数量有限，但结构简单、维修方便。
5
第五讲：数控机床的自动换刀装置
一、自动换刀装置的形式
✓ 3、更换主轴换刀
➢ 在带有旋转刀具的数控机床中，主轴头上是转塔 刀库。在转塔的各个主轴头上，预先安装有各个 工序所需的旋转刀具，当发出换刀指令时，主轴 头转到加工位置，并接通主轴进行工作。
15
第五讲：数控机床的自动换刀装置
2、刀库的种类
1）鼓轮（盘）式刀库简介
a、b刀具轴向布置，可实现径向和轴向 取刀； c刀具径向布置，占用空间较大，刀库 位置受限制，一般安装在机床立柱上 端，换刀时间较短，整个换刀装置比 较简单； d刀具与刀库轴心线成一定角度，呈伞 状布置，可根据机床的总体布局要求 安排刀库的位置，多斜放于立柱上端， 刀库容量不宜过大。
刀库的容量一般取10~40把刀。
14
可加工工件工艺比率(%)
100
80
钻削
60
40
车削
铣削 20
O
5 10 15 20 25 30
刀具数
图8 加工工件所需刀具数量的统计曲线
Exit
第五讲：数控机床的自动换刀装置
二、刀库
2、刀库的种类 根据刀库容量和取刀方式的不同： 1）鼓轮（盘）式刀库、 2）链式刀库： 单环链式、多环链式 3）格子盒式刀库：单面式、多面式
培训课件：数控机床的自动换刀装置和数控工作台82页PPT
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
培训课件：数控机床的自动换刀装Байду номын сангаас和数 控工作台
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
《数控加工设备》教学课件—项目四数控机床自动换刀装置结构与维护
二、维护盘形自动回转刀架
•1．每次上下班清扫散落在刀架表面上的灰尘和切屑。 •2．及时清理刀架体上的异物，保证刀架换位的顺畅无阻，利于刀 架回转精度的保持。 •3．避免超负荷使用刀架。 •4．避免撞击、挤压通往刀架的连线。 •5．减少刀架被间断撞击的机会。 •6．保持刀架的润滑良好。 •7．尽可能减少腐蚀性液体的喷溅，下班后应及时擦拭涂油。 •8．注意刀架预紧力的大小要调节适度。 •9．定期检查刀架内部机械配合是否松动。 •10．定期检查刀架内部蜗轮蜗杆、齿轮传动间隙。
任
务
一、拆装维护电动方刀架
实
施
1.四工位电动方刀架拆装与维护的要求
•
• （1）看懂刀架的结构再动手拆卸。 • （2）拆卸装配件之前先看清楚组合方向、排列顺序，以免装配时出错。 • （3）拆卸下来的零件要按拆下的先后顺序摆放整齐，注意避免零件掉落。 • （4）拆卸零件时不能用用铁锤猛砸，拆不下或装不上时，应分析原因。
目四 数控机床自动换刀装置结构与
任务二 加工中心自动换刀系统结构与维护
知
识 储
一、刀库的类型
备
(a)
(b)
A
A向
(d)
(e)
(f)
(c)
1.直线刀库
2.圆盘刀具
(g)
3.链式刀库
4.其它刀库
(h)
(i)
(j)
(k)
圆盘式刀库的结构
圆盘13上均匀分布40个 刀座9。当圆盘13转动时，刀 座号板8依次经过刀座号读取 装置，并读出各刀座的编号， 当找到所要求的刀座号时， 即发出信号，液压缸6右腔进 入高压油，使端齿离合器2和 3脱开，使圆盘13处于浮动状 态。液压缸12的活塞杆带着 定位V形块14使圆盘13定位， 以便换刀装置换刀。
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
► 转塔头绕水平轴转动，只 有处于最下端的主轴才能 与机床主传动系统接通进 行切削加工。该工步加工 完毕后，由指令控制转塔 头转过一个或几个位置， 实现自动换刀，转入下一 工步。这种换刀装置结构 简单，换刀迅速；但每把 刀具都需一根主轴，所以 储存刀具数量较少(一般为 6—8把)，因此仅适用于简 单工件加工。
► 带刀库的自动换刀装置应用最广泛，它由刀库和刀具交换机 构组成。刀库用于存储刀具，类型很多；实现刀具在刀库与 机床主轴间传送和装卸的机构称为刀具交换机构，它分为无 机械手换刀、机械手换刀、机械手与刀具运送器换刀三种方 式。无机械手换刀是刀库与主轴直接换刀，省去机械手，其 结构简单，但刀库运动较多，主要用于小型加工中心；机械 手换刀方式是刀库只作选刀运动，由机械手更换刀具，特点 是布局灵活．换刀速度快，适用于各种加工中心；机械手和 刀具运送器方式是当刀库距主轴较远时，用刀具运送器将刀 具送至机械手，结构复杂，一般用于大型加工中心。
1.2.2.2 链式刀库的工作原理
考虑凸轮式自动换刀装置较之他方式的换刀装 置，具有换刀速度快、可靠性好、控制简便、维修方 便等优点，选用机械手的动作由联动的凸轮驱动，刀 库的选刀分度也采用弧面分度凸轮机构，可提高定位 精度和可靠度，也使控制简单。根据需要的自动换刀
装置换刀顺序，初步拟定的传动方案，如图 103。此方案中，采用弧面凸轮完成机械手臂的回转 动作(回转抓刀，180~回转交换刀具，回转归位)， 并和其他凸轮协同动作完成拔插刀等动作。巧妙合理 的各凸轮曲线配合使换刀中各动作协调进行，从而提 高换刀速度。刀库的传动系统选普通电动机+减速装 置+间歇运动机构+齿轮传动+链传动，间歇运动机 构选弧面分度凸轮机构，刀库的转位分度由弧面分度 凸轮机构实现，并且也可由弧面分度凸轮机构本身的 结构准停定位。因此，要求间歇蘑动机构以后的齿轮 传动必须消隙预紧。。另外，选择合理的凸轮线使 得动作平稳。在此方案中，是把刀套的翻转从凸轮联 动驱动中分离出来，主要考虑翻刀可以在主轴箱移向 (或离开)换刀位置的过程中进行，从而可使机械手
1.2 加工中心的自动换刀装置
各种加工中心的自动换刀系统的类型和结构取决于 机床的型式、工艺范围以及刀具的类型和数量，主 要形式有转塔头式和刀库式，此外还有成套更换式 等。
1.2.1转塔头式
转塔头式实际是一种更换主轴的换刀方式， 其主轴头就是一个转塔刀库。有卧式和立式 两种。如下图所示为一种立式转塔头，共有8 根主轴，每根主轴上装一把刀。
1.1数控车床刀架系统 数控车床的刀架是机床的重要组成部分。刀架用于夹持切削 用的刀具，因此其结构直接影响机床的切削性能和切削效率， 在一定程度上，刀架的结构和性能体现了机床的设计和制造 技术水平。随着数控车床的不断发展，刀具结构形式也在不 断翻新。 刀架是直接完成切削加工的执行部件，所以，刀架在结构上 必须具有良好的强度和刚度，以承受加工时的切削抗力；由 于切削加工精度在很大程度上取决于刀具位置，故要求数控 车床的刀架要选择可靠的定位方案和合理的定位结构，以保 证有较高的重复定位精度(一般为0.001~0.005mm)。此外， 还应满足换刀时间短、结构紧凑、安全可靠等。 按换刀方式，数控车床的刀架系统主要有回转刀架和回转刀 盘等。
► 刀类型
► 刀库的类型很多，其中典型的有鼓轮式刀库、链式刀库、 格子箱式刀库和直线式刀库等.
1.2.2.1 链式刀库的结构与换刀 位置 链式刀库由主动链轮、导向轮、 带有刀套的链条和回零碰块等 组成，右图为方形链式刀库的 典型结构示意图。主动链轮由 伺服电动机通过蜗轮减速机构 驱动(根据结构需要亦可增加齿 轮副传动)，导向轮一般做成光 轮，圆周表面硬化处理。左侧 两个导向轮兼作张紧轮。调整 回零开关的位置，可使刀套准 确地停在机械手抓刀位置上， 回零撞块可装在锈条上，便于 调整到任意位置上。刀库可以 逆时针回零，也可以顺时针回 零，但一种刀库只能从一个方 向回零。从刀套的定位刚性考 虑，链式刀库的换刀位置应设 在主动链轮上．或者尽可能靠 近主动链轮的刀套处。
1.2.2 刀库式
带刀库的自动换刀装置应用最广泛，它由刀库和刀具交换机 构组成。刀库用于存储刀具，类型很多；实现刀具在刀库与 机床主轴间传送和装卸的机构称为刀具交换机构，它分为无 机械手换刀、机械手换刀、机械手与刀具运送器换刀三种方 式。无机械手换刀是刀库与主轴直接换刀，省去机械手，其 结构简单，但刀库运动较多，主要用于小型加工中心；机械 手换刀方式是刀库只作选刀运动，由机械手更换刀具，特点 是布局灵活．换刀速度快，适用于各种加工中心；机械手和 刀具运送器方式是当刀库距主轴较远时，用刀具运送器将刀 具送至机械手，结构复杂，一般用于大型加工中心。
的动作进一步加快。
► 1)主轴箱向换刀位置移动，同时刀套下翻90。到 ► 位，主轴准停。 ’ ► 2)确认第一步完成后，起动机械手电动机。 ► 3)机械手转动抓刀。 ► 4)主轴松刀，同时刀套打开锁刀。 ► 5)在确认主轴松刀和刀套打开锁刀完成后，机 ► 械手电动机继续转动使机械手向下拔刀，同时机械手 ► 锁刀。 ► 6)机械手旋转180~换刀。 ► 7)机械手向上插刀，同时机械手打开锁刀。 ► 8)主轴紧刀，同时刀套锁刀。 ► 9)机械手回位。 ► 10)主轴箱离开换刀区进行加工，同时刀套向上 ► 翻转90~回位。 ► 11)在加工的同时，刀库确认刀套翻转回位后， ► 选下一道工序刀具。
1.实验目的与要求： 对照实物了解加工中心自动换刀机构的
数控机床自动换刀装置及刀 具测量仪的原理和应用
1.自动换刀装置
数控机床自动换刀装置按其功能特征可分为数控车 床的自动换刀装置或刀架系统，和各类加工中心 （主要是铣镗加工中心和车削中心）的自动换刀系 统等两大类型；在车削中心的刀具中，除了普通刀 具外，还有自驱动力刀具等。此外，数控磨床（或 磨削中心）的自动换砂轮系统，冲压机床（转塔冲 或冲压加工中心）的自动换模具系统等，也在逐渐 增多。