加工中心斗笠式刀庫ppt課件

1、1斗笠式刀庫刀庫的組成及工作原理 笠式刀庫的組成：單盤式刀庫俗稱斗笠式刀庫（像個(gè)大斗笠），由刀庫鼓輪、分度盤、定位法蘭、圓柱滾子等零部件組成。2一般只能存1624 把刀具。1 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(duì)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。刀庫具體動(dòng)作過程如下：斗笠式刀庫具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、易于控制和維護(hù)方便等特點(diǎn)，因此在中小型加工中心上得到了廣泛的應(yīng)用。但是，在我們使用中發(fā)現(xiàn)，往往會(huì)

2、出現(xiàn)亂刀現(xiàn)象，從而又引起撞刀。這對(duì)數(shù)控車床安全和精度構(gòu)成極大的危險(xiǎn)。3斗笠式刀庫的工作原理：斗笠式刀庫的換刀時(shí)間為57秒1.1 刀庫處于正常狀態(tài)，此時(shí)刀庫停留在遠(yuǎn)離主軸中心的位置。此位置一般安裝有信號(hào)傳感器（為了方便理解，定義為A），傳感器發(fā)送信號(hào)輸送到數(shù)控機(jī)床的PLC中，對(duì)刀庫狀態(tài)進(jìn)行確認(rèn)。1.2 數(shù)控系統(tǒng)對(duì)指令的目標(biāo)刀具號(hào)和當(dāng)前主軸的刀具號(hào)進(jìn)行分析。如果目標(biāo)刀具號(hào)和當(dāng)前主軸刀具號(hào)一致，直接發(fā)出換刀完成信號(hào)。如果目標(biāo)刀具號(hào)和當(dāng)前主軸刀具號(hào)不一致，啟動(dòng)換刀程序，進(jìn)入下一步。1.3 主軸沿Z方向移動(dòng)到安全位置。一般安全位置定義為Z軸第一參考點(diǎn)位置，同時(shí)主軸完成定位動(dòng)作，并保持定位狀態(tài)；主軸定位常

3、常通過檢測(cè)主軸所帶的位置編碼器一轉(zhuǎn)信號(hào)來完成。41.4 刀庫平行向主軸位置移動(dòng)。刀庫刀具中心和主軸中心線在一條直線上時(shí)為換刀位置，位置到達(dá)通過信號(hào)傳感器（B）反饋信號(hào)到數(shù)控系統(tǒng)PLC進(jìn)行確認(rèn)。1.5 主軸向下移動(dòng)到刀具交換位置。一般刀具交換位置定義為軸的第二參考點(diǎn)，在此位置將當(dāng)前主軸上的刀具還回到刀庫中。1.6 刀庫抓刀確認(rèn)后，主軸吹氣松刀。機(jī)床在主軸部分安裝松刀確認(rèn)傳感器（C），數(shù)控機(jī)床PLC接收到傳感器發(fā)送的反饋信號(hào)后，確認(rèn)本步動(dòng)作執(zhí)行完成，允許下一步動(dòng)作開始。1.7 主軸抬起到軸第一參考點(diǎn)位置。此操作目的是防止刀庫轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，刀庫和主軸發(fā)生干涉。1.8 刀庫旋轉(zhuǎn)使能。數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出刀庫電機(jī)正/

4、反轉(zhuǎn)啟動(dòng)信號(hào)，啟動(dòng)刀庫電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，找到指令要求更換的目標(biāo)刀具，并使此刀具位置的中心與主軸中心在一條直線上。51.9 主軸沿下移到Z軸的第二參考點(diǎn)位置，進(jìn)行抓刀動(dòng)作。1.10 主軸刀具加緊。加緊傳感器（D）發(fā)出確認(rèn)信號(hào)。1.11 刀庫向遠(yuǎn)離主軸中心位置側(cè)平移，直到PLC接收到傳感器A發(fā)出的反饋確認(rèn)信號(hào)。1.12 主軸定位解除，換刀操作完成。刀庫僅有以上四個(gè)傳感器是不夠的，為了保證數(shù)控機(jī)床的安全，保證刀庫的換刀順利完成，在斗笠式刀庫中一般還安裝刀庫轉(zhuǎn)動(dòng)到位確認(rèn)傳感器（E），保證刀庫轉(zhuǎn)動(dòng)停止時(shí)，刀具中心線位置和主軸中心線在一條直線上。不能太多，太多的話這個(gè)“斗笠”就太大了，放不下了。這種斗笠式刀庫在

5、換刀時(shí)整個(gè)刀庫向主軸移動(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)。當(dāng)要換的刀具對(duì)正主軸正下方時(shí)主軸下移，使刀具進(jìn)入主軸錐孔內(nèi)，夾緊刀具后，刀庫退回原來的位置。6斗笠式刀庫的分度裝置是利用了外嚙合槽輪機(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)原理設(shè)計(jì)的一種分度轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)。斗笠式刀庫選刀時(shí)，首先由刀庫回轉(zhuǎn)電機(jī)得到旋轉(zhuǎn)指令，輸入軸通過聯(lián)軸器帶動(dòng)定位法蘭旋轉(zhuǎn)，從而使在定位法蘭上的圓柱滾子回繞法蘭中心轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)圓柱滾子轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，進(jìn)入分度盤的分度槽中，撥動(dòng)分度盤開始作轉(zhuǎn)位運(yùn)動(dòng)；當(dāng)分度盤轉(zhuǎn)過一定的角度后，圓柱滾子從分度槽中脫出，刀庫鼓輪盤（分度盤通過螺釘與刀庫鼓輪連

6、在一起轉(zhuǎn)動(dòng)見圖1）即靜止不動(dòng)，并由定位法蘭的鎖止半軸定位。71 12 2o1o281 122 2941265310 t2/2/1 1 k=td / t221 1222 2td2 21 1/1 1=21 1/2909021 1=2 22 2=(2(2/z)/z)= = 2(z-2)/2z 2(z-2)/2z代入上式1 12 211 k=n(1/2-1/z)1/2-1/z) k1 k1 槽輪的槽數(shù)槽輪的槽數(shù) z3 z3 得：得：n2z/2z/ (z -2)z -2)k =1/2-1/z =1/2-1/z 121 11 1BOABtg2cos1sin1tgR2 22 21 12 2o1 O2ABco

7、ssinRLRL1 1-1 1。k=n(1/21/z) = 0.52 2-2 21312dtd221cos21)(cosi 21222dtd12cos21)(cos212212)cos21 (sin) 1(2212)cos21 (sin) 1(k14k k= =2 2/ / 2 21 1i21z=3z=3z=4z=6z=4z=615z=4161 Rsd1d2rhLr0b17數(shù)控車床中四方回轉(zhuǎn)刀架的組成及工作原理 四方回轉(zhuǎn)刀架的工作過程為： 刀架抬起 刀架轉(zhuǎn)位 刀架定位 夾緊刀架181-直流伺服電機(jī)；2-聯(lián)軸器；3-蝸桿軸；4-渦輪絲杠；5-刀架底座；6-粗定位盤；7-刀架體；8-球頭銷；9-轉(zhuǎn)

8、位套；10-電刷座；11-發(fā)信體；12-螺母；1314-電刷；15-粗定位銷19（1）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。 （2）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1

9、60，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。20（3）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(hào)時(shí)，粗定位銷15在彈簧力的作用下進(jìn)入粗位盤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。 （4）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)。譯碼裝置由發(fā)信體1314組成，電刷13負(fù)責(zé)發(fā)信號(hào)，電刷14負(fù)責(zé)位置判斷當(dāng)?shù)都芏ㄎ怀霈F(xiàn)過位或不到位時(shí)，可松開螺母12，調(diào)好發(fā)信體11與電刷14的相對(duì)位置。刀架在正向旋轉(zhuǎn)的過程中不停的對(duì)刀位輸入信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，每把刀具各有一個(gè)霍爾位置檢測(cè)開關(guān)。各刀具按順序依次經(jīng)過發(fā)磁體位置產(chǎn)生相應(yīng)的刀位信號(hào)。當(dāng)產(chǎn)生的刀位信號(hào)和目的刀位寄存器中的刀位相一致的時(shí)候，PLC認(rèn)為所選刀具已到位。