第四章__刀具自動(dòng)化

1、1第四章第四章 刀具自動(dòng)化刀具自動(dòng)化 刀具是金屬切削加工中不可缺少的工具之一，無(wú)刀具是金屬切削加工中不可缺少的工具之一，無(wú)論是普通機(jī)床，還是先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床、加工中心機(jī)論是普通機(jī)床，還是先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床、加工中心機(jī)床以及柔性制造系統(tǒng)，都必須通過刀具才能完成切床以及柔性制造系統(tǒng)，都必須通過刀具才能完成切削加工。削加工。 刀具自動(dòng)化：刀具自動(dòng)化：是加工設(shè)備在切削過程中是加工設(shè)備在切削過程中自動(dòng)完成自動(dòng)完成選刀、換刀、對(duì)刀、走刀選刀、換刀、對(duì)刀、走刀等工作過程。等工作過程。22.自動(dòng)化刀具的類型及選用自動(dòng)化刀具的類型及選用類型：類型：分為分為標(biāo)準(zhǔn)刀具標(biāo)準(zhǔn)刀具和和專用刀具專用刀具兩大類。兩大類。l 在以在

2、以自動(dòng)生產(chǎn)線自動(dòng)生產(chǎn)線為代表的為代表的剛性自動(dòng)化生產(chǎn)剛性自動(dòng)化生產(chǎn)中，應(yīng)盡中，應(yīng)盡可能可能提高刀具的專用化程度提高刀具的專用化程度，以取得最佳的效益。，以取得最佳的效益。l 在以在以數(shù)控機(jī)床、加工中心數(shù)控機(jī)床、加工中心為主體構(gòu)成的為主體構(gòu)成的柔性自動(dòng)柔性自動(dòng)化加工系統(tǒng)中化加工系統(tǒng)中，為了提高加工的適應(yīng)性，同時(shí)考慮，為了提高加工的適應(yīng)性，同時(shí)考慮到到加工設(shè)備的刀庫(kù)容量有限加工設(shè)備的刀庫(kù)容量有限，應(yīng)，應(yīng)盡量減少使用專用盡量減少使用專用刀具刀具，而，而選用通用標(biāo)準(zhǔn)刀具選用通用標(biāo)準(zhǔn)刀具、刀具標(biāo)準(zhǔn)組合件或模刀具標(biāo)準(zhǔn)組合件或模塊式刀具塊式刀具。3p常用的種類：常用的種類：可轉(zhuǎn)位車刀、高可轉(zhuǎn)位車刀、高速鋼麻

3、花鉆、機(jī)速鋼麻花鉆、機(jī)夾扁鉆、擴(kuò)孔鉆、夾扁鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、鏜刀、立鉸刀、鏜刀、立銑刀、面銑刀、銑刀、面銑刀、絲錐和各種復(fù)合絲錐和各種復(fù)合刀具等刀具等 4p刀具的選用要考慮的因素有：刀具的選用要考慮的因素有：l 刀具的使用條件；刀具的使用條件；l 被加工工件材料與尺寸；被加工工件材料與尺寸；l 刀具的斷屑情況；刀具的斷屑情況；l 刀具和刀片的生產(chǎn)供應(yīng)；刀具和刀片的生產(chǎn)供應(yīng)；l 刀具的結(jié)構(gòu)型式。刀具的結(jié)構(gòu)型式。5p刀具的選用原則如下：刀具的選用原則如下： 1）為了）為了提高刀具的耐用度和可靠性提高刀具的耐用度和可靠性，應(yīng)盡量選用應(yīng)盡量選用各種高性能、高效率、長(zhǎng)壽命的刀具材料制成的刀各種高性能、高

4、效率、長(zhǎng)壽命的刀具材料制成的刀具。具。 2）應(yīng)選用機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具的結(jié)構(gòu)應(yīng)選用機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具的結(jié)構(gòu)。 3）為了集中工序，為了集中工序，提高生產(chǎn)率及保證加工精度，提高生產(chǎn)率及保證加工精度，應(yīng)盡可能采用復(fù)合刀具。應(yīng)盡可能采用復(fù)合刀具。 4）應(yīng)盡量采用各種高效刀具。應(yīng)盡量采用各種高效刀具。 6二、自動(dòng)化刀具裝夾機(jī)構(gòu)二、自動(dòng)化刀具裝夾機(jī)構(gòu)p自動(dòng)化刀具裝夾機(jī)構(gòu)的作用：自動(dòng)化刀具裝夾機(jī)構(gòu)的作用： 充分發(fā)揮自動(dòng)化加工設(shè)備應(yīng)有的效率，實(shí)現(xiàn)快充分發(fā)揮自動(dòng)化加工設(shè)備應(yīng)有的效率，實(shí)現(xiàn)快速自動(dòng)換刀。速自動(dòng)換刀。p方法：方法：必須要配備一套標(biāo)準(zhǔn)的裝夾機(jī)構(gòu)，建立必須要配備一套標(biāo)準(zhǔn)的裝夾機(jī)構(gòu)，建立一套標(biāo)準(zhǔn)的一套標(biāo)準(zhǔn)的工具系統(tǒng)

5、工具系統(tǒng)。p工具系統(tǒng)：工具系統(tǒng)： 是針對(duì)數(shù)控機(jī)床要求與之配套的是針對(duì)數(shù)控機(jī)床要求與之配套的刀具必須可快刀具必須可快換、高效切削換、高效切削而發(fā)展起來(lái)的，是而發(fā)展起來(lái)的，是刀具與機(jī)床的接刀具與機(jī)床的接口口。7工具系統(tǒng)的分類：工具系統(tǒng)的分類：l 鏜銑類數(shù)控機(jī)床用工具系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱鏜銑類數(shù)控機(jī)床用工具系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱”TSG”系統(tǒng)）系統(tǒng)）l 車床類數(shù)控機(jī)床用工具系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱車床類數(shù)控機(jī)床用工具系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱“BTS”系統(tǒng)）系統(tǒng)）l 可同時(shí)適應(yīng)數(shù)控車削和數(shù)控鏜銑加工的工具系統(tǒng)?？赏瑫r(shí)適應(yīng)數(shù)控車削和數(shù)控鏜銑加工的工具系統(tǒng)。8 數(shù)控銑床、加工中心用刀具數(shù)控銑床、加工中心用刀具p工具柄部工具柄部p自動(dòng)化刀具的組成：自動(dòng)化刀

6、具的組成：由與機(jī)床主軸孔相適應(yīng)的由與機(jī)床主軸孔相適應(yīng)的工具工具柄部柄部、與工具柄部、與工具柄部 相聯(lián)接的相聯(lián)接的工具裝夾部分工具裝夾部分和各種和各種刀刀具具部分組成部分組成 在數(shù)控銑床、加工中心類機(jī)床上一般都采用在數(shù)控銑床、加工中心類機(jī)床上一般都采用7:24圓錐柄工具。圓錐柄工具。 不自鎖，換刀比較方便，并且與直柄相比有較高不自鎖，換刀比較方便，并且與直柄相比有較高的定心精度和較高的剛性。的定心精度和較高的剛性。 對(duì)于有自動(dòng)換刀裝置的加工中心類機(jī)床，對(duì)于有自動(dòng)換刀裝置的加工中心類機(jī)床，在加工在加工工件時(shí)主軸上的工具要頻繁地更換，為了達(dá)到較高工件時(shí)主軸上的工具要頻繁地更換，為了達(dá)到較高的換刀精度

7、的換刀精度, 工具柄部必須有較高的制造精度工具柄部必須有較高的制造精度9p工具系統(tǒng)的組成：工具系統(tǒng)的組成： 主要由主要由刀具的柄部刀具的柄部（刀柄）、（刀柄）、接桿接桿（接柄）和（接柄）和夾頭夾頭等部分組成。等部分組成。 工具系統(tǒng)工具系統(tǒng)中規(guī)定了中規(guī)定了刀具刀具與與裝夾工具裝夾工具的的結(jié)構(gòu)、尺寸結(jié)構(gòu)、尺寸系列及其連接形式系列及其連接形式。p更完善的工具系統(tǒng)更完善的工具系統(tǒng)還包括還包括自動(dòng)換刀裝置自動(dòng)換刀裝置、刀庫(kù)、刀庫(kù)、刀具識(shí)別裝置刀具識(shí)別裝置和和刀具自動(dòng)檢測(cè)裝置刀具自動(dòng)檢測(cè)裝置等。等。101.數(shù)控車削加工的刀具裝夾結(jié)構(gòu)數(shù)控車削加工的刀具裝夾結(jié)構(gòu)p車削加工的工具系統(tǒng)的組成：車削加工的工具系統(tǒng)的

8、組成： 由機(jī)床由機(jī)床刀架、刀架、刀夾基座刀夾基座及其及其快換刀夾快換刀夾和和預(yù)調(diào)刀頭預(yù)調(diào)刀頭等組成。等組成。 111213u 柄式夾持柄式夾持( (軸向夾持軸向夾持) )1-1-活動(dòng)爪活動(dòng)爪 2-2-軸軸 3-3-擋銷擋銷 4-4-鎖緊銷鎖緊銷 5-5-調(diào)整螺栓調(diào)整螺栓 6-6-彈簧柱塞彈簧柱塞 7-7-固定爪固定爪2數(shù)控鏜銑加工工具系統(tǒng)數(shù)控鏜銑加工工具系統(tǒng) 刀具的夾持刀具的夾持141-1-拉桿，拉桿，2-2-刀柄刀柄 3-3-法蘭盤法蘭盤 4-4-帶洼形肩面帶洼形肩面u 法蘭盤式夾持法蘭盤式夾持15ISO 7388及及DIN 69871的的A型拉釘型拉釘 ISO 7388及及DIN 6987

9、1的的B型拉釘型拉釘 MAS BT拉釘拉釘拉釘：拉釘： 帶螺紋的零件，連接在各種工具柄的尾帶螺紋的零件，連接在各種工具柄的尾端，作為鏜銑主軸拉刀固定用。端，作為鏜銑主軸拉刀固定用。162數(shù)控鏜銑加工工具系統(tǒng)數(shù)控鏜銑加工工具系統(tǒng)p數(shù)控鏜銑加工工具系統(tǒng)數(shù)控鏜銑加工工具系統(tǒng)有有整體整體和和模塊模塊兩種不同的結(jié)兩種不同的結(jié)構(gòu)型式。構(gòu)型式。l 整體式結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：整體式結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：是是工具的柄部工具的柄部與與夾持夾持工具工具的的工工作部分作部分連成一體；因此連成一體；因此不同品種和規(guī)格的不同品種和規(guī)格的工作部分工作部分都必須加工出一個(gè)能都必須加工出一個(gè)能與機(jī)床連接與機(jī)床連接的的柄部柄部；l 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：致

10、使工具的規(guī)格、品種繁多，給生產(chǎn)、使用致使工具的規(guī)格、品種繁多，給生產(chǎn)、使用和管理都帶來(lái)不便。和管理都帶來(lái)不便。l 用途：用途：用于刀具裝配中用于刀具裝配中裝夾不改變裝夾不改變，或，或不宜使用模不宜使用模塊式刀柄塊式刀柄的場(chǎng)合。的場(chǎng)合。17鏜銑類整體式工具系統(tǒng)組成鏜銑類整體式工具系統(tǒng)組成18 柄桿與刀具的聯(lián)接柄桿與刀具的聯(lián)接19模塊式工具系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)特點(diǎn)：模塊式工具系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)特點(diǎn)：l 把把工具的柄部工具的柄部和和工作部分工作部分分割開來(lái)分割開來(lái)，制成各種，制成各種系列系列化的模塊化的模塊，然后經(jīng)過不同規(guī)格的，然后經(jīng)過不同規(guī)格的中間模塊中間模塊，可組，可組裝裝成成一套套不同規(guī)格的一套套不同規(guī)格的工具

11、工具。l 既既便于制造、使用與保管便于制造、使用與保管，又能以最，又能以最少工具庫(kù)存少工具庫(kù)存來(lái)來(lái)滿足不同零件滿足不同零件的加工要求，因而它代表了工具系統(tǒng)的加工要求，因而它代表了工具系統(tǒng)發(fā)展的發(fā)展的 總趨勢(shì)?？傏厔?shì)。 l各模塊的聯(lián)接采用短圓錐定位，中心螺釘拉緊。各模塊的聯(lián)接采用短圓錐定位，中心螺釘拉緊。 屬于這類工具系統(tǒng)的還有德國(guó)的屬于這類工具系統(tǒng)的還有德國(guó)的Komet公司的公司的ABS工具系統(tǒng)，瑞典工具系統(tǒng)，瑞典Sandvik公司的公司的Varilock工具系工具系統(tǒng)等。統(tǒng)等。 20鏜銑類模塊式工具系統(tǒng)組成鏜銑類模塊式工具系統(tǒng)組成21 模塊結(jié)構(gòu)的工具系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)的工具系統(tǒng)主柄主柄聯(lián)接桿聯(lián)接桿

12、工作頭工作頭22 通過將通過將基本刀柄基本刀柄、接桿接桿和和加長(zhǎng)桿加長(zhǎng)桿( (如如需要需要) )進(jìn)行進(jìn)行組合組合，能組成很多種類能組成很多種類的刀柄。的刀柄。2324TMG21工具系統(tǒng)工具系統(tǒng)25第二節(jié)自動(dòng)化換刀系統(tǒng)第二節(jié)自動(dòng)化換刀系統(tǒng)為了提高數(shù)控機(jī)床的加工效率，除了要提高切削速度，為了提高數(shù)控機(jī)床的加工效率，除了要提高切削速度，減少非切削時(shí)間也非常重要，減少非切削時(shí)間也非常重要，現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床正向著工現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床正向著工件在一臺(tái)機(jī)床上一次裝夾可完成多道工序或全部工序件在一臺(tái)機(jī)床上一次裝夾可完成多道工序或全部工序加工的方向發(fā)展，加工的方向發(fā)展，這些多工序加工的數(shù)控機(jī)床在加工這些多工序加工的數(shù)控機(jī)

13、床在加工過程中需過程中需使用多種刀具使用多種刀具，因此必須有，因此必須有自動(dòng)換刀裝置自動(dòng)換刀裝置，以便以便選用不同的刀具選用不同的刀具來(lái)完成不同工序的加工。來(lái)完成不同工序的加工。p能夠自動(dòng)地更換加工中所用刀具的裝置稱為自動(dòng)換能夠自動(dòng)地更換加工中所用刀具的裝置稱為自動(dòng)換刀裝置（刀裝置（Automatic Tool Changer,簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱ATC）。）。26 一、換刀裝置的類型和組成一、換刀裝置的類型和組成 1.主軸與刀庫(kù)合為一體的自動(dòng)換刀裝置主軸與刀庫(kù)合為一體的自動(dòng)換刀裝置 2.主軸與刀庫(kù)分離的自動(dòng)換刀裝置主軸與刀庫(kù)分離的自動(dòng)換刀裝置 二、刀庫(kù)二、刀庫(kù) 1.刀庫(kù)類型刀庫(kù)類型 2.刀具的選擇方式刀

14、具的選擇方式3.刀具運(yùn)送裝置刀具運(yùn)送裝置 4.刀具的識(shí)別刀具的識(shí)別三、自動(dòng)化換刀機(jī)構(gòu)三、自動(dòng)化換刀機(jī)構(gòu) 1回轉(zhuǎn)刀架回轉(zhuǎn)刀架 2.通過主軸換刀通過主軸換刀 3.利用機(jī)械手換刀利用機(jī)械手換刀27一、換刀裝置的類型和組成一、換刀裝置的類型和組成 常用的自動(dòng)換刀裝置有如下幾種形式：常用的自動(dòng)換刀裝置有如下幾種形式： 1.主軸與刀庫(kù)合為一體的自動(dòng)換刀裝置主軸與刀庫(kù)合為一體的自動(dòng)換刀裝置( (轉(zhuǎn)塔頭式換刀裝置轉(zhuǎn)塔頭式換刀裝置) 若干根主軸安裝在一個(gè)可以轉(zhuǎn)若干根主軸安裝在一個(gè)可以轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)塔頭上，每根主軸對(duì)應(yīng)動(dòng)的轉(zhuǎn)塔頭上，每根主軸對(duì)應(yīng)裝有一把可以旋轉(zhuǎn)的刀具。裝有一把可以旋轉(zhuǎn)的刀具。 根據(jù)加工要求可以依次將裝有

15、根據(jù)加工要求可以依次將裝有所需刀具的主軸轉(zhuǎn)到加工位置，所需刀具的主軸轉(zhuǎn)到加工位置，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀， 接通主運(yùn)動(dòng)，接通主運(yùn)動(dòng)，主軸帶動(dòng)刀具旋轉(zhuǎn)。主軸帶動(dòng)刀具旋轉(zhuǎn)。28 水平轉(zhuǎn)軸自動(dòng)換刀裝置水平轉(zhuǎn)軸自動(dòng)換刀裝置 其其工序工序?yàn)闉椋?粗車外圓，粗車外圓，2鉆孔，鉆孔，3精車外圓，精車外圓，4鏜孔，鏜孔，5外圓切槽，外圓切槽，6內(nèi)孔切槽，內(nèi)孔切槽，7車螺紋，車螺紋， 8精鏜孔精鏜孔 每道工序所使用的是通用每道工序所使用的是通用刀具。為實(shí)現(xiàn)刀具的預(yù)調(diào)和刀具。為實(shí)現(xiàn)刀具的預(yù)調(diào)和快速裝夾，應(yīng)具有專用刀夾快速裝夾，應(yīng)具有專用刀夾和刀夾與主軸的連接基礎(chǔ)。和刀夾與主軸的連接基礎(chǔ)。29 多主軸轉(zhuǎn)塔頭結(jié)構(gòu)

16、多主軸轉(zhuǎn)塔頭結(jié)構(gòu)8軸立式轉(zhuǎn)塔頭軸立式轉(zhuǎn)塔頭10工位車削中心轉(zhuǎn)塔頭工位車削中心轉(zhuǎn)塔頭30 特點(diǎn)：特點(diǎn)：l 主軸轉(zhuǎn)塔頭可看作是一個(gè)轉(zhuǎn)塔刀庫(kù)，它的結(jié)主軸轉(zhuǎn)塔頭可看作是一個(gè)轉(zhuǎn)塔刀庫(kù)，它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，換刀時(shí)間短，僅為構(gòu)簡(jiǎn)單，換刀時(shí)間短，僅為2s左右。左右。l 但由于受到空間位置的限制，主軸數(shù)目不能但由于受到空間位置的限制，主軸數(shù)目不能太多，主軸部件的結(jié)構(gòu)剛度也有所下降，太多，主軸部件的結(jié)構(gòu)剛度也有所下降，用途：用途： 只適用與工序較少，精度要求不太高的數(shù)控機(jī)只適用與工序較少，精度要求不太高的數(shù)控機(jī)床，如數(shù)控鉆床、數(shù)控銑床等。床，如數(shù)控鉆床、數(shù)控銑床等。312.主軸與刀庫(kù)分離的自動(dòng)換刀裝置主軸與刀庫(kù)分離的自

17、動(dòng)換刀裝置 刀庫(kù)式自動(dòng)換刀裝置刀庫(kù)式自動(dòng)換刀裝置組成：組成：刀庫(kù)、刀具交換裝置刀庫(kù)、刀具交換裝置以及以及主軸主軸等組成。等組成。 l 配備有獨(dú)立的刀庫(kù)，配備有獨(dú)立的刀庫(kù)，存放較多的刀具，以適應(yīng)復(fù)雜存放較多的刀具，以適應(yīng)復(fù)雜零件的多工序加工；零件的多工序加工；l 只有一根主軸，只有一根主軸，全部刀具都應(yīng)具有全部刀具都應(yīng)具有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)刀柄統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)刀柄，由由主軸上的刀具自動(dòng)裝卸機(jī)構(gòu)主軸上的刀具自動(dòng)裝卸機(jī)構(gòu)來(lái)保證來(lái)保證刀具的自動(dòng)更刀具的自動(dòng)更換換；l 當(dāng)當(dāng)需要某一刀具需要某一刀具進(jìn)行切削加工時(shí)，將該進(jìn)行切削加工時(shí)，將該刀具自動(dòng)從刀具自動(dòng)從刀庫(kù)交換到主軸上刀庫(kù)交換到主軸上，切削完畢后又將用過的刀具自，

18、切削完畢后又將用過的刀具自動(dòng)地從主軸上取下放回刀庫(kù)動(dòng)地從主軸上取下放回刀庫(kù) 裝夾裝置321.刀庫(kù)刀庫(kù) 2.自動(dòng)換刀裝置自動(dòng)換刀裝置 3.刀具傳送裝置刀具傳送裝置4.識(shí)刀裝置識(shí)刀裝置 自動(dòng)換刀系統(tǒng)的組成：自動(dòng)換刀系統(tǒng)的組成：33刀庫(kù)是自動(dòng)換刀系統(tǒng)中最主要的裝置之一刀庫(kù)是自動(dòng)換刀系統(tǒng)中最主要的裝置之一 p 功能：功能：l 貯存各種加工工序所需的刀具；貯存各種加工工序所需的刀具；l 按程序指令，快速、準(zhǔn)確地將按程序指令，快速、準(zhǔn)確地將刀庫(kù)中的空刀位刀庫(kù)中的空刀位和和待用刀具待用刀具送到預(yù)定位置送到預(yù)定位置；l 接受主軸換下的刀具和便于刀具交換裝置進(jìn)行換接受主軸換下的刀具和便于刀具交換裝置進(jìn)行換刀。刀

19、。p刀庫(kù)的容量、布局以及具體結(jié)構(gòu)刀庫(kù)的容量、布局以及具體結(jié)構(gòu)對(duì)數(shù)控機(jī)床的對(duì)數(shù)控機(jī)床的總總體布局體布局和和性能性能有很大影響。有很大影響。 二、刀庫(kù)二、刀庫(kù)主軸換刀341.刀庫(kù)類型刀庫(kù)類型 常用刀庫(kù)有常用刀庫(kù)有 盤式刀庫(kù)盤式刀庫(kù) 鏈?zhǔn)降稁?kù)鏈?zhǔn)降稁?kù) 格子式刀庫(kù)格子式刀庫(kù)35l 盤形刀庫(kù)盤形刀庫(kù) l 盤式刀庫(kù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、盤式刀庫(kù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，在鉆削中心上應(yīng)緊湊，在鉆削中心上應(yīng)用較多。一般存放刀具用較多。一般存放刀具數(shù)目較少。數(shù)目較少。l有徑向取刀式和有徑向取刀式和 軸向軸向取刀式取刀式36 各種鏈?zhǔn)降稁?kù)各種鏈?zhǔn)降稁?kù)a）單環(huán)鏈?zhǔn)剑﹩苇h(huán)鏈?zhǔn)?（b）多環(huán)鏈?zhǔn)剑┒喹h(huán)鏈?zhǔn)?（c）折疊鏈?zhǔn)剑┱郫B鏈?zhǔn)?鏈?zhǔn)降稁?kù)鏈

20、式刀庫(kù)37 鏈?zhǔn)降稁?kù)鏈?zhǔn)降稁?kù) 鏈?zhǔn)降稁?kù)是在環(huán)形鏈條上裝有許多刀座，刀鏈?zhǔn)降稁?kù)是在環(huán)形鏈條上裝有許多刀座，刀座的孔中裝夾各種刀具，鏈條由鏈輪驅(qū)動(dòng)。座的孔中裝夾各種刀具，鏈條由鏈輪驅(qū)動(dòng)。鏈?zhǔn)降稁?kù)有單環(huán)鏈?zhǔn)胶投喹h(huán)鏈?zhǔn)降葞追N。鏈?zhǔn)降稁?kù)有單環(huán)鏈?zhǔn)胶投喹h(huán)鏈?zhǔn)降葞追N。 當(dāng)鏈條較長(zhǎng)時(shí)，可以增加支承鏈輪的數(shù)目，使鏈當(dāng)鏈條較長(zhǎng)時(shí)，可以增加支承鏈輪的數(shù)目，使鏈條折疊回繞，提高空間利用率。條折疊回繞，提高空間利用率。 38格子盒式刀庫(kù) 刀具分幾排直線排列，由縱、橫向移動(dòng)的取刀機(jī)械手完成選刀具分幾排直線排列，由縱、橫向移動(dòng)的取刀機(jī)械手完成選刀運(yùn)動(dòng)，將選取的刀具送到固定的換刀位置刀座上，有換刀運(yùn)動(dòng)，將選取的刀具送到固定的

21、換刀位置刀座上，有換刀機(jī)械手交換刀具。這種形式刀具排列密集，空間利用率刀機(jī)械手交換刀具。這種形式刀具排列密集，空間利用率高，刀庫(kù)容量大。高，刀庫(kù)容量大。 固定型格子盒式刀庫(kù)固定型格子盒式刀庫(kù)39 2.刀具的選擇刀具的選擇 方式方式 按數(shù)控裝置的刀具選擇指令，從刀庫(kù)中挑按數(shù)控裝置的刀具選擇指令，從刀庫(kù)中挑選各工序所需要的刀具的操作稱為選各工序所需要的刀具的操作稱為自動(dòng)選自動(dòng)選刀刀。 常用的選刀方式：常用的選刀方式： 有順序選刀有順序選刀 任意選刀任意選刀 40（1）順序選刀）順序選刀 將刀具按加工工序的順序，一次放入刀庫(kù)的每將刀具按加工工序的順序，一次放入刀庫(kù)的每一個(gè)刀座內(nèi)，刀具順序不能搞錯(cuò)。一

22、個(gè)刀座內(nèi)，刀具順序不能搞錯(cuò)。使用時(shí)按加工順使用時(shí)按加工順序指令一一取用。序指令一一取用。 當(dāng)加工工件改變時(shí)，刀具在刀庫(kù)上的排列順序當(dāng)加工工件改變時(shí)，刀具在刀庫(kù)上的排列順序也要改變。也要改變。l 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：同一工件上的同一工件上的相同刀具不能重復(fù)使用相同刀具不能重復(fù)使用，因此，因此刀具的數(shù)量增加，降低了刀具和刀庫(kù)的利用率，刀具的數(shù)量增加，降低了刀具和刀庫(kù)的利用率，l 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：它的它的控制以及刀庫(kù)的運(yùn)動(dòng)控制以及刀庫(kù)的運(yùn)動(dòng)等比較簡(jiǎn)單。等比較簡(jiǎn)單。41（2）任意選刀）任意選刀 預(yù)先把刀庫(kù)中每把刀具（或刀座）都編上預(yù)先把刀庫(kù)中每把刀具（或刀座）都編上代碼，按照編碼選刀。代碼，按照編碼選刀。加工時(shí)加

23、工時(shí)，根據(jù)程序指令的要根據(jù)程序指令的要求任意選擇所需要的刀具，刀具在刀庫(kù)中可以不按加工求任意選擇所需要的刀具，刀具在刀庫(kù)中可以不按加工順序而任意存放，利用控制系統(tǒng)來(lái)識(shí)別、記憶所有的刀順序而任意存放，利用控制系統(tǒng)來(lái)識(shí)別、記憶所有的刀具和刀座。具和刀座。 通用性較強(qiáng)，相同的刀具在工件一次裝夾中可通用性較強(qiáng)，相同的刀具在工件一次裝夾中可重復(fù)使用重復(fù)使用 。423.刀具運(yùn)送裝置刀具運(yùn)送裝置 當(dāng)?shù)稁?kù)容量較大，布置得離機(jī)床主軸較當(dāng)?shù)稁?kù)容量較大，布置得離機(jī)床主軸較遠(yuǎn)時(shí)，就需要安排兩只機(jī)械手和刀具運(yùn)送裝遠(yuǎn)時(shí)，就需要安排兩只機(jī)械手和刀具運(yùn)送裝置來(lái)完成新舊刀具的交換工作。一只機(jī)械手置來(lái)完成新舊刀具的交換工作。一只

24、機(jī)械手靠近刀庫(kù)，稱后機(jī)械手，完成拔刀和插刀的靠近刀庫(kù)，稱后機(jī)械手，完成拔刀和插刀的動(dòng)作；另一只機(jī)械手靠近主軸，稱前機(jī)械手，動(dòng)作；另一只機(jī)械手靠近主軸，稱前機(jī)械手，也完成拔刀和插刀的動(dòng)作。也完成拔刀和插刀的動(dòng)作。 434.刀具的識(shí)別刀具的識(shí)別 刀具的識(shí)別是指自動(dòng)換刀裝置對(duì)刀具的識(shí)別，刀具的識(shí)別是指自動(dòng)換刀裝置對(duì)刀具的識(shí)別，通?？刹捎玫毒呔幋a法和軟件記憶法。通?？刹捎玫毒呔幋a法和軟件記憶法。（1）刀具編碼法）刀具編碼法 采用了一種特殊的刀柄結(jié)構(gòu)，并對(duì)每把刀具進(jìn)行采用了一種特殊的刀柄結(jié)構(gòu)，并對(duì)每把刀具進(jìn)行編碼。換刀時(shí)通過編碼識(shí)別裝置，根據(jù)換刀指令代編碼。換刀時(shí)通過編碼識(shí)別裝置，根據(jù)換刀指令代碼，在刀

25、庫(kù)中尋找所需要的刀具。碼，在刀庫(kù)中尋找所需要的刀具。44 l在刀柄尾部的拉緊螺桿在刀柄尾部的拉緊螺桿1上套裝著一組等間隔的編上套裝著一組等間隔的編碼環(huán)碼環(huán)3，并由鎖緊螺母，并由鎖緊螺母2將它們固定。將它們固定。l編碼環(huán)的編碼環(huán)的外徑有大小外徑有大小兩種不同的規(guī)格兩種不同的規(guī)格，每個(gè)編碼，每個(gè)編碼環(huán)的環(huán)的大小分大小分別表示二進(jìn)制數(shù)的別表示二進(jìn)制數(shù)的“1”和和“0”。l通過對(duì)兩種圓環(huán)的不同排列，可以得到一系列的通過對(duì)兩種圓環(huán)的不同排列，可以得到一系列的代碼。例如圖中的代碼。例如圖中的7個(gè)編碼環(huán)，就能夠區(qū)別出個(gè)編碼環(huán)，就能夠區(qū)別出127種種刀具（刀具（27-1）。）。45 編碼刀柄示意圖編碼刀柄示意

26、圖1-1-編碼環(huán)編碼環(huán) 2-2-鎖緊螺母鎖緊螺母 3-3-拉緊螺拉緊螺 每把刀具上都帶有專用的編碼系統(tǒng)，每把刀具上都帶有專用的編碼系統(tǒng)， 刀具長(zhǎng)度加刀具長(zhǎng)度加長(zhǎng)，制造困難，剛度降低，刀庫(kù)和機(jī)械手的結(jié)構(gòu)變復(fù)長(zhǎng)，制造困難，剛度降低，刀庫(kù)和機(jī)械手的結(jié)構(gòu)變復(fù)雜。雜。4647（2）軟件記憶法）軟件記憶法 由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展可以利用軟件選刀它由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展可以利用軟件選刀它代替了傳統(tǒng)的編碼環(huán)和識(shí)刀器。代替了傳統(tǒng)的編碼環(huán)和識(shí)刀器。p 在這種選刀與換刀的方式中，在這種選刀與換刀的方式中，刀庫(kù)上的刀具能與刀庫(kù)上的刀具能與主軸上的刀具任意地直接交換主軸上的刀具任意地直接交換，即隨機(jī)換刀。，即隨機(jī)換刀。p主

27、軸上換來(lái)的新刀號(hào)及還回刀庫(kù)上的刀具號(hào)，均在主軸上換來(lái)的新刀號(hào)及還回刀庫(kù)上的刀具號(hào)，均在PLC內(nèi)部相應(yīng)地存儲(chǔ)單元記憶內(nèi)部相應(yīng)地存儲(chǔ)單元記憶。p隨機(jī)換刀控制方式需要在隨機(jī)換刀控制方式需要在PLC內(nèi)部設(shè)置一個(gè)內(nèi)部設(shè)置一個(gè)模擬刀模擬刀庫(kù)的數(shù)據(jù)表庫(kù)的數(shù)據(jù)表，其長(zhǎng)度和表內(nèi)設(shè)置的數(shù)據(jù)與刀庫(kù)的位，其長(zhǎng)度和表內(nèi)設(shè)置的數(shù)據(jù)與刀庫(kù)的位置數(shù)和刀具號(hào)相對(duì)應(yīng)。置數(shù)和刀具號(hào)相對(duì)應(yīng)。48（2）軟件記憶法）軟件記憶法l 將刀庫(kù)上的各個(gè)將刀庫(kù)上的各個(gè)刀座編號(hào)刀座編號(hào)，得到各個(gè)，得到各個(gè)刀座的地址刀座的地址；l 將刀庫(kù)中的各個(gè)刀具再編一個(gè)將刀庫(kù)中的各個(gè)刀具再編一個(gè)刀具號(hào)刀具號(hào)；l 然后在控制系統(tǒng)內(nèi)部建立一個(gè)然后在控制系統(tǒng)內(nèi)部建立一

28、個(gè)刀具數(shù)據(jù)表刀具數(shù)據(jù)表，將原始將原始狀態(tài)刀具在刀庫(kù)中的地址一一填入狀態(tài)刀具在刀庫(kù)中的地址一一填入，并不得再隨意，并不得再隨意變動(dòng)。變動(dòng)。l 刀庫(kù)上裝有檢測(cè)裝置，可以讀出刀庫(kù)在換刀位置的刀庫(kù)上裝有檢測(cè)裝置，可以讀出刀庫(kù)在換刀位置的地址。地址。l 取刀時(shí)，控制系統(tǒng)根據(jù)刀具號(hào)在取刀時(shí)，控制系統(tǒng)根據(jù)刀具號(hào)在刀具數(shù)據(jù)表刀具數(shù)據(jù)表中中找到找到該刀具地址該刀具地址，按，按優(yōu)化原則優(yōu)化原則轉(zhuǎn)動(dòng)刀庫(kù)，當(dāng)?shù)稁?kù)的檢測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)刀庫(kù)，當(dāng)?shù)稁?kù)的檢測(cè)裝置讀出裝置讀出地址與取刀地址相一致時(shí)地址與取刀地址相一致時(shí)，刀具便停在換，刀具便停在換刀位置，等待換刀；刀位置，等待換刀；49l 若欲將換下的刀具送回刀庫(kù)，也不必尋找刀具原位，若

29、欲將換下的刀具送回刀庫(kù)，也不必尋找刀具原位，只要按優(yōu)化原則送到任一空位即可，控制系統(tǒng)將根只要按優(yōu)化原則送到任一空位即可，控制系統(tǒng)將根據(jù)此時(shí)換刀位置的地址更新刀具數(shù)據(jù)庫(kù)，并記住刀據(jù)此時(shí)換刀位置的地址更新刀具數(shù)據(jù)庫(kù)，并記住刀具在刀庫(kù)中新的位置地址。具在刀庫(kù)中新的位置地址。 優(yōu)化原則：優(yōu)化原則：在刀庫(kù)機(jī)構(gòu)中通常設(shè)有刀庫(kù)零位，執(zhí)行自在刀庫(kù)機(jī)構(gòu)中通常設(shè)有刀庫(kù)零位，執(zhí)行自動(dòng)選刀時(shí)，刀庫(kù)可以正反方向旋轉(zhuǎn)，每次選刀式刀動(dòng)選刀時(shí)，刀庫(kù)可以正反方向旋轉(zhuǎn)，每次選刀式刀庫(kù)轉(zhuǎn)動(dòng)不會(huì)超過一圈的庫(kù)轉(zhuǎn)動(dòng)不會(huì)超過一圈的1/2。50 三、自動(dòng)化換刀機(jī)構(gòu)三、自動(dòng)化換刀機(jī)構(gòu)( (刀具交換裝置刀具交換裝置) 數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀裝置中，

30、數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀裝置中，實(shí)現(xiàn)刀庫(kù)與機(jī)實(shí)現(xiàn)刀庫(kù)與機(jī)床主軸之間刀具傳遞和刀具裝卸的裝置床主軸之間刀具傳遞和刀具裝卸的裝置稱為稱為自動(dòng)自動(dòng)化換刀機(jī)構(gòu)化換刀機(jī)構(gòu)( (刀具交換裝置刀具交換裝置)。 自動(dòng)換刀的刀具可固緊在專用刀夾內(nèi)，每次自動(dòng)換刀的刀具可固緊在專用刀夾內(nèi)，每次換刀時(shí)將刀夾直接裝入主軸。換刀時(shí)將刀夾直接裝入主軸。 刀具的交換方式通常分為刀具的交換方式通常分為回轉(zhuǎn)刀架回轉(zhuǎn)刀架、通過主軸通過主軸換刀、利用機(jī)械手換刀換刀、利用機(jī)械手換刀。511回轉(zhuǎn)刀架回轉(zhuǎn)刀架常用于常用于數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床，利用，利用轉(zhuǎn)塔頭各刀座來(lái)安裝或夾持轉(zhuǎn)塔頭各刀座來(lái)安裝或夾持各種不同的刀具各種不同的刀具，通過，通過轉(zhuǎn)塔頭的旋

31、轉(zhuǎn)分度轉(zhuǎn)塔頭的旋轉(zhuǎn)分度來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)床自動(dòng)換刀動(dòng)作；床自動(dòng)換刀動(dòng)作；可分為可分為立軸式立軸式（四方或六方刀架）和（四方或六方刀架）和臥軸式臥軸式（圓盤（圓盤式回轉(zhuǎn)刀架）式回轉(zhuǎn)刀架）定位可靠、重復(fù)定位精度高、分度準(zhǔn)確、轉(zhuǎn)位速度定位可靠、重復(fù)定位精度高、分度準(zhǔn)確、轉(zhuǎn)位速度快、夾緊剛性好，能保證數(shù)控機(jī)床的高精度和高效快、夾緊剛性好，能保證數(shù)控機(jī)床的高精度和高效率。率。三、自動(dòng)化換刀機(jī)構(gòu)三、自動(dòng)化換刀機(jī)構(gòu)52回轉(zhuǎn)刀架動(dòng)作：回轉(zhuǎn)刀架動(dòng)作：根據(jù)數(shù)控指令進(jìn)行，由液壓系統(tǒng)通根據(jù)數(shù)控指令進(jìn)行，由液壓系統(tǒng)通過電磁換向閥和順序閥進(jìn)行控制，其動(dòng)作過程分為過電磁換向閥和順序閥進(jìn)行控制，其動(dòng)作過程分為如下四個(gè)步驟：如下

32、四個(gè)步驟： (1)刀架抬起刀架抬起 (2)刀架轉(zhuǎn)位刀架轉(zhuǎn)位 (3)刀架壓緊刀架壓緊 (4)轉(zhuǎn)位液壓缸復(fù)位轉(zhuǎn)位液壓缸復(fù)位 53 在如今的小型在如今的小型FMS中，通常利用機(jī)床主軸作為中，通常利用機(jī)床主軸作為過渡裝置，將容納少量刀具（過渡裝置，將容納少量刀具（5-10把）的裝載刀把）的裝載刀架設(shè)計(jì)得便于主軸的抓取，先由刀具運(yùn)載工具將架設(shè)計(jì)得便于主軸的抓取，先由刀具運(yùn)載工具將該裝載刀架送到機(jī)床工作臺(tái)上，該裝載刀架送到機(jī)床工作臺(tái)上，然后利用主軸和然后利用主軸和工作臺(tái)的相對(duì)移動(dòng)，將刀具裝入機(jī)床主軸，工作臺(tái)的相對(duì)移動(dòng)，將刀具裝入機(jī)床主軸，再通再通過機(jī)床自身的自動(dòng)換刀裝置，將刀具一個(gè)個(gè)地裝過機(jī)床自身的自動(dòng)換

33、刀裝置，將刀具一個(gè)個(gè)地裝入機(jī)床刀庫(kù)。入機(jī)床刀庫(kù)。這種方法簡(jiǎn)單易行，但換刀時(shí)間較這種方法簡(jiǎn)單易行，但換刀時(shí)間較長(zhǎng)，且要占用機(jī)床工時(shí)。長(zhǎng)，且要占用機(jī)床工時(shí)。 2.通過主軸換刀通過主軸換刀主軸裝刀54特點(diǎn)：特點(diǎn)：換刀機(jī)械手因具有換刀機(jī)械手因具有靈活性大靈活性大、換刀換刀時(shí)間短的時(shí)間短的，所以應(yīng)用最為廣泛。，所以應(yīng)用最為廣泛。換刀機(jī)械手按刀具夾持器的數(shù)量，又可分：換刀機(jī)械手按刀具夾持器的數(shù)量，又可分：為為單臂式機(jī)械手和雙臂式機(jī)械手單臂式機(jī)械手和雙臂式機(jī)械手。這些機(jī)械手能夠完成這些機(jī)械手能夠完成抓刀、拔刀、回轉(zhuǎn)、抓刀、拔刀、回轉(zhuǎn)、換刀以及返回?fù)Q刀以及返回等全部動(dòng)作過程。等全部動(dòng)作過程。 機(jī)械手換刀3.利用機(jī)械手換刀利用機(jī)械手換刀5556 類型類型特點(diǎn)特點(diǎn)適用范圍適用范圍轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)塔塔刀刀架架 回轉(zhuǎn)刀架回轉(zhuǎn)刀架 回