刀庫及換刀裝置資料.ppt

1、3.4 刀庫及換刀裝置,1、簡(jiǎn)述數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌的基本要求？,答：三高“高導(dǎo)向精度”、“高剛度”、“耐磨性” 兩不“不振動(dòng)” “不爬行”。,知識(shí)回顧：,2、目前數(shù)控機(jī)床常用的導(dǎo)軌主要有哪三種？,答：塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌和液體靜壓導(dǎo)軌。,刀庫系統(tǒng)是提供自動(dòng)化加工過程中所需之儲(chǔ)刀及換刀需求的一種裝置；其自動(dòng)換刀機(jī)構(gòu)及可以儲(chǔ)放多把刀具的刀庫；改變了傳統(tǒng)以人為主的生產(chǎn)方式。由電腦程式的控制，可以完成各種不同的加工需求，如銑削、鉆孔、鏜孔、攻牙等。大幅縮短加工時(shí)程，降低生產(chǎn)成本；這是刀庫系統(tǒng)的最大特點(diǎn)。,3.4.1結(jié)構(gòu)特點(diǎn),新授：,刀庫主要是提供儲(chǔ)刀位置，并能依程式的控制，正確選擇刀具加以定位，以進(jìn)行刀具

2、交換；換刀機(jī)構(gòu)則是執(zhí)行刀具交換的動(dòng)作。,刀庫,換刀機(jī)構(gòu),同時(shí)存在,相輔相成,近年來刀庫的發(fā)展已超越其為工具機(jī)配件的角色，在其特有的技術(shù)領(lǐng)域中發(fā)展出符合工具機(jī)高精度、高效能、高可靠度及多工復(fù)合等概念之產(chǎn)品。其產(chǎn)品品質(zhì)的優(yōu)劣，關(guān)系到工具機(jī)的整體效能表現(xiàn)。,目前狀況：,刀庫的容量、布局，針對(duì)不同的工具機(jī)，其形式也有所不同，根據(jù)刀庫的容量、外型和取刀方式可概分為以下幾種：,分類：,1、斗笠式刀庫,2、 圓盤式刀庫,3、鏈條式刀庫,下一頁,1、斗笠式刀庫,一般只能存1624把刀具，斗笠式刀庫在換刀時(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

3、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。,返回,2、 圓盤式刀庫,圓盤式刀庫通常應(yīng)用在小型立式綜合加工機(jī)上。圓盤刀庫一般俗稱盤式刀庫，以便和斗笠式刀庫、鏈條式刀庫相區(qū)分。圓盤式的刀庫容量不大，頂多二、三十把刀。需搭配自動(dòng)換刀機(jī)構(gòu)ATC(AutoToolsChange)進(jìn)行刀具交換。,返回,3、鏈條式刀庫,鏈條式刀庫的特點(diǎn)是可儲(chǔ)放較多數(shù)量之刀具，一般都在20把以上，有些可儲(chǔ)放120把以上。它是由鏈條將要換的刀具傳到指定位置，由機(jī)械手將刀具裝到主軸上。換刀動(dòng)作均采用馬達(dá)加機(jī)加工中心使用的刀庫最常見的形式是圓盤式刀庫和機(jī)械手換刀刀庫。,返回,圓盤式刀庫應(yīng)該稱之為固定

4、地址換刀刀庫，即每個(gè)刀位上都有編號(hào)，一般從1編到12、18、20、24等，即為刀號(hào)地址。操作者把一把刀具安裝進(jìn)某一刀位后，不管該刀具更換多少次，總是在該刀位內(nèi)。,1、制造成本低。主要部件是刀庫體及分度盤，只要這兩樣零件加工精度得到保證即可，運(yùn)動(dòng)部件中刀庫的分度使用的是非常經(jīng)典的“馬氏機(jī)構(gòu)”，前后、上下運(yùn)動(dòng)主要選用氣缸。裝配調(diào)整比較方便，維護(hù)簡(jiǎn)單。一般機(jī)床制造廠家都能自制。,圓盤式刀庫特點(diǎn),2、刀號(hào)的計(jì)數(shù)原理。一般在換刀位安裝一個(gè)無觸點(diǎn)開關(guān)，1號(hào)刀位上安裝擋板。每次機(jī)床開機(jī)后刀庫必須“回零”，刀庫在旋轉(zhuǎn)時(shí)，只要擋板靠近（距離為0.3mm左右）無觸點(diǎn)開關(guān)，數(shù)控系統(tǒng)就默認(rèn)為1號(hào)刀。并以此為計(jì)數(shù)基準(zhǔn)，

5、“馬氏機(jī)構(gòu)”轉(zhuǎn)過幾次，當(dāng)前就是幾號(hào)刀。只要機(jī)床不關(guān)機(jī)，當(dāng)前刀號(hào)就被記憶。刀具更換時(shí)，一般按最近距離旋轉(zhuǎn)原則，刀號(hào)編號(hào)按逆時(shí)針方向，如果刀庫數(shù)量是18，當(dāng)前刀號(hào)位8，要換6號(hào)刀，按最近距離換刀原則，刀庫是逆時(shí)針轉(zhuǎn)。如要換10號(hào)刀，刀庫是順時(shí)針轉(zhuǎn)。 機(jī)床關(guān)機(jī)后刀具記憶清零。,4、圓盤式刀庫的總刀具數(shù)量受限制，不宜過多，一般40#刀柄的不超過24把，50#的不超過20把，大型龍門機(jī)床也有把圓盤轉(zhuǎn)變?yōu)殒準(zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，刀具數(shù)量多達(dá)60把。,3、固定地址換刀刀庫換刀時(shí)間比較長(zhǎng)國(guó)內(nèi)的機(jī)床一般要8秒以上（從一次切削到另一次切削）。,14,刀庫的故障,(1)刀庫不能轉(zhuǎn)動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)不到位,刀庫不能轉(zhuǎn)動(dòng)的可能原因有：聯(lián)接電動(dòng)

6、機(jī)軸與蝸桿軸的聯(lián)軸器松動(dòng)；變頻器故障，應(yīng)查變頻器的輸入輸出電壓正常與否；PLC無控制輸出，可能是接口板中的繼電器失效；機(jī)械連接過緊或黃油粘澀；電網(wǎng)電壓過低(不應(yīng)低于370V)。 刀庫轉(zhuǎn)動(dòng)不到位的可能原因有：電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)故障，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)誤差。 (2)刀套不能夾緊刀具 可能原因是刀套上的調(diào)整螺母松動(dòng)，或彈簧太松，造成卡緊力超重，刀具超重。,16,(3)刀套上下不到位 可能原因是裝置調(diào)整不當(dāng)或加工誤差過大而造成撥叉位置不正確；因限位開關(guān)安裝不準(zhǔn)或調(diào)整不當(dāng)而造成反饋信號(hào)錯(cuò)誤。 (4)刀套不能拆卸或停留一段時(shí)間才能拆卸 應(yīng)檢查操縱刀套上下的氣缸、氣閥是否松動(dòng)，氣壓足不足，刀套的轉(zhuǎn)動(dòng)軸銹蝕等。,自動(dòng)換刀系統(tǒng)是C

7、NC工具機(jī)的重要組成部分，主要是將加工所需刀具，從刀庫中傳送到主軸夾持機(jī)構(gòu)上。 刀具夾持元件的結(jié)構(gòu)特性及其與工具機(jī)主軸的聯(lián)結(jié)方式，將直接影響工具機(jī)的加工性能。刀庫結(jié)構(gòu)形式及刀具交換裝置的工作方式，則會(huì)影響工具機(jī)的換刀效率。自動(dòng)換刀系統(tǒng)本身及相關(guān)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，又會(huì)對(duì)整機(jī)的成本產(chǎn)生直接影響。,生產(chǎn)成本,生產(chǎn)成本,加工性能,“三個(gè)影響”,換刀效率,數(shù)控工具機(jī)的自動(dòng)換刀系統(tǒng)大概分為1.油壓機(jī)構(gòu)2.氣壓機(jī)構(gòu)3.電氣式凸輪機(jī)構(gòu)。在不斷追求速度及可靠性提升的數(shù)控工具機(jī)市場(chǎng)，凸輪式換刀機(jī)構(gòu)就廣泛的被采用。此設(shè)計(jì)只用一個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)就可完成復(fù)雜的換刀動(dòng)作，快速確實(shí)，除了換油外沒有其他消耗零件及保養(yǎng)需求，故障率最少

8、，壽命超過百萬次以上。 一般具有ATC裝置者都有ATC臂。換刀時(shí)若是需要在刀具庫與主軸兩處更換，則需要ATC臂來補(bǔ)助。但有些工具機(jī)并不需要ATC臂即可完成換刀動(dòng)作。,20,自動(dòng)換刀裝置的常見故障與維護(hù),自動(dòng)換刀裝置的常見故障有： 1.刀庫運(yùn)動(dòng)故障， 2.定位誤差過大， 3.機(jī)械手夾持刀柄不穩(wěn)定， 4.機(jī)械動(dòng)作誤差過大等。,自動(dòng)換刀裝置常見故障的診斷與排除,對(duì)于機(jī)械、液壓(或氣動(dòng))方面的故障，主要應(yīng)重視對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備操作人員的調(diào)查，故障的判斷由于ATC裝置是由PLC可編程序控制器通過應(yīng)答信號(hào)控制的，因此大多數(shù)故障出現(xiàn)在反饋環(huán)節(jié)(電路或反饋元件)上。需通過電路分析與信號(hào)一動(dòng)作定位一限位等有關(guān)環(huán)節(jié)的綜合

9、分析來判斷故障所在，故難度較大。,未來工具機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，均以追求高速、高精度、高效率為目標(biāo)。隨著切削速度的提高，切削時(shí)間的不斷縮短，對(duì)換刀時(shí)間的要求也在逐步提高；換刀的速度已成為高等級(jí)工具機(jī)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。,快速自動(dòng)換刀技術(shù)是以減少輔助加工時(shí)間為主要目的，綜合考慮工具機(jī)的各方面因素，在盡可能短的時(shí)間內(nèi)完成刀具交換的技術(shù)方法。,一般強(qiáng)調(diào)換刀速度快的臥式機(jī)臺(tái)，皆有幾個(gè)特點(diǎn)： 1.刀臂短 2.刀臂不一定成直線 3.兩刀可能互相垂直 4.凸輪箱小且可移動(dòng)。 其主要目的是要讓換刀時(shí)，可動(dòng)件之轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，以達(dá)到快速換刀之目的。該技術(shù)包括刀庫的設(shè)置、換刀方式、換刀執(zhí)行機(jī)構(gòu)和適應(yīng)高速工具機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等。,24,3.4.2 刀庫及換刀機(jī)械手的維護(hù),(1)嚴(yán)禁把超重、超長(zhǎng)的刀具裝入刀庫，防止在機(jī)械手換刀時(shí)掉刀或刀具與工件、夾具等發(fā)生碰撞。 (2)順序選刀方式必須注意刀具放置在刀庫中的順序要正確。其他選刀方式也要注意所換刀具是否與所需刀具一致，防止換錯(cuò)刀具導(dǎo)致事故發(fā)生。 (3)用手動(dòng)方式往刀庫上裝刀時(shí)，要確保裝到位、裝牢靠。檢查刀座上的鎖緊是否可靠。 (4)經(jīng)常檢查刀庫的回零位置是否正確，檢查機(jī)床主軸回?fù)Q刀點(diǎn)位置是否到位，并及時(shí)調(diào)整，否則不能完成換刀動(dòng)作。 (5)要注意