數(shù)控機(jī)床全套課件 第4章 數(shù)控機(jī)床自動(dòng)換刀裝置

1、第第4章章 自動(dòng)換刀裝置自動(dòng)換刀裝置4.1 ATC4.1 ATC刀具自動(dòng)換刀刀具自動(dòng)換刀4.2 4.2 刀庫(kù)刀庫(kù)4.3 4.3 機(jī)械手機(jī)械手4.4 4.4 自動(dòng)換刀裝置自動(dòng)換刀裝置4.5 4.5 刀庫(kù)自動(dòng)換刀過程與換刀實(shí)例刀庫(kù)自動(dòng)換刀過程與換刀實(shí)例4.1 ATC刀具自動(dòng)換刀裝置刀具自動(dòng)換刀裝置4.1 ATC刀具自動(dòng)換刀裝置的基本要求刀具自動(dòng)換刀裝置的基本要求為完成對(duì)工件的多工序加工而設(shè)置的存儲(chǔ)及更換刀具的裝置為完成對(duì)工件的多工序加工而設(shè)置的存儲(chǔ)及更換刀具的裝置稱為自動(dòng)換刀裝置。自動(dòng)換刀裝置應(yīng)當(dāng)滿足的基本要求為：稱為自動(dòng)換刀裝置。自動(dòng)換刀裝置應(yīng)當(dāng)滿足的基本要求為：刀具換刀時(shí)間短且換刀可靠刀具換刀

2、時(shí)間短且換刀可靠刀具重復(fù)定位精度高刀具重復(fù)定位精度高足夠的刀具儲(chǔ)存量足夠的刀具儲(chǔ)存量刀庫(kù)占地面積小刀庫(kù)占地面積小下一頁(yè) 返回4.1 ATC刀具自動(dòng)換刀裝置刀具自動(dòng)換刀裝置4.1.24.1.2刀具的選擇方式刀具的選擇方式按數(shù)控裝置的刀具選擇指令，從刀庫(kù)中將所需要的刀具轉(zhuǎn)換按數(shù)控裝置的刀具選擇指令，從刀庫(kù)中將所需要的刀具轉(zhuǎn)換到取刀位置，稱為自動(dòng)選刀。在刀庫(kù)中，選擇刀具通常采用到取刀位置，稱為自動(dòng)選刀。在刀庫(kù)中，選擇刀具通常采用兩種方法。兩種方法。1. 1. 順序選刀順序選刀在加工之前，將加工零件所需刀具按照工藝要求集資插入刀在加工之前，將加工零件所需刀具按照工藝要求集資插入刀庫(kù)的刀套中，順序不能不

3、差錯(cuò)，加工時(shí)按順序調(diào)刀稱為順序庫(kù)的刀套中，順序不能不差錯(cuò)，加工時(shí)按順序調(diào)刀稱為順序選刀。加工不同的工件時(shí)必須重新調(diào)整刀庫(kù)中的刀具順序，選刀。加工不同的工件時(shí)必須重新調(diào)整刀庫(kù)中的刀具順序，因而操作十分繁瑣，而且加工同一工件中各工序的刀具不能因而操作十分繁瑣，而且加工同一工件中各工序的刀具不能重復(fù)使用。這樣就會(huì)增加刀具的數(shù)量，而且由于刀具的尺寸重復(fù)使用。這樣就會(huì)增加刀具的數(shù)量，而且由于刀具的尺寸誤差也容易造成加工精度的不穩(wěn)定。其優(yōu)點(diǎn)是刀庫(kù)的驅(qū)動(dòng)和誤差也容易造成加工精度的不穩(wěn)定。其優(yōu)點(diǎn)是刀庫(kù)的驅(qū)動(dòng)和控制都比較簡(jiǎn)單。因此這種方式適合加工指較大、工件品種控制都比較簡(jiǎn)單。因此這種方式適合加工指較大、工件品

4、種數(shù)量較少的中小型自動(dòng)換刀數(shù)按機(jī)床。數(shù)量較少的中小型自動(dòng)換刀數(shù)按機(jī)床。返回上一頁(yè)下一頁(yè)4.1 ATC刀具自動(dòng)換刀裝置刀具自動(dòng)換刀裝置2. 2. 任選刀具任選刀具這種方法根據(jù)程序指令的要求任意選擇所需要的刀具，刀具這種方法根據(jù)程序指令的要求任意選擇所需要的刀具，刀具在刀庫(kù)中不必按照工件的加工順序排列，可以任意存放。每在刀庫(kù)中不必按照工件的加工順序排列，可以任意存放。每把刀具都編上代碼，自動(dòng)換刀時(shí)，刀庫(kù)旋轉(zhuǎn)，每間刀具都經(jīng)把刀具都編上代碼，自動(dòng)換刀時(shí)，刀庫(kù)旋轉(zhuǎn)，每間刀具都經(jīng)過過“刀具識(shí)別裝置刀具識(shí)別裝置”接受識(shí)別。當(dāng)某把刀具的代碼與數(shù)控指接受識(shí)別。當(dāng)某把刀具的代碼與數(shù)控指令的代碼相符合時(shí)，該把刀具被

5、選中，刀庫(kù)將刀具送到換刀令的代碼相符合時(shí)，該把刀具被選中，刀庫(kù)將刀具送到換刀位置，等待機(jī)械手來(lái)抓取。任意選擇刀具法的優(yōu)點(diǎn)是刀庫(kù)中位置，等待機(jī)械手來(lái)抓取。任意選擇刀具法的優(yōu)點(diǎn)是刀庫(kù)中刀具的排列順序與工件加工順序無(wú)關(guān)，相同的刀甚至可重復(fù)刀具的排列順序與工件加工順序無(wú)關(guān)，相同的刀甚至可重復(fù)使用。因此，刀具數(shù)量比順序選刀的刀具可以少一些，刀庫(kù)使用。因此，刀具數(shù)量比順序選刀的刀具可以少一些，刀庫(kù)也相應(yīng)的小一些。也相應(yīng)的小一些。返回上一頁(yè)4.2 4.2 刀庫(kù)刀庫(kù)刀庫(kù)是自動(dòng)換刀裝置的主要部件，其容量、布局以及具體結(jié)刀庫(kù)是自動(dòng)換刀裝置的主要部件，其容量、布局以及具體結(jié)構(gòu)對(duì)數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)有很大的影響。刀庫(kù)中的刀

6、具的定位機(jī)構(gòu)對(duì)數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)有很大的影響。刀庫(kù)中的刀具的定位機(jī)構(gòu)是用來(lái)保證要倒換的每一把刀具或刀套都能準(zhǔn)確地停在換構(gòu)是用來(lái)保證要倒換的每一把刀具或刀套都能準(zhǔn)確地停在換刀位置上。采用電動(dòng)機(jī)或液壓系統(tǒng)為刀庫(kù)轉(zhuǎn)動(dòng)提供動(dòng)力。根刀位置上。采用電動(dòng)機(jī)或液壓系統(tǒng)為刀庫(kù)轉(zhuǎn)動(dòng)提供動(dòng)力。根據(jù)刀庫(kù)所需要的容量和取刀的方式，可以將刀庫(kù)設(shè)計(jì)成多種據(jù)刀庫(kù)所需要的容量和取刀的方式，可以將刀庫(kù)設(shè)計(jì)成多種形式。形式。4.2.1 刀庫(kù)的類型刀庫(kù)的類型刀庫(kù)的功能是儲(chǔ)存加工工序所需要的各種刀具，并按程序指刀庫(kù)的功能是儲(chǔ)存加工工序所需要的各種刀具，并按程序指令把將要用的刀具準(zhǔn)確地送到換刀位置，并接受從主軸送來(lái)令把將要用的刀具準(zhǔn)確地送到

7、換刀位置，并接受從主軸送來(lái)的已用刀具。刀庫(kù)的儲(chǔ)存量一般在的已用刀具。刀庫(kù)的儲(chǔ)存量一般在864把范圍內(nèi)，多的可把范圍內(nèi)，多的可達(dá)達(dá)100200把。把。1. 鼓（盤）式刀庫(kù)鼓（盤）式刀庫(kù)在盤式刀庫(kù)結(jié)構(gòu)中，刀具可以沿主軸軸向、徑向、斜向安放，在盤式刀庫(kù)結(jié)構(gòu)中，刀具可以沿主軸軸向、徑向、斜向安放，刀具軸向安裝的結(jié)構(gòu)最為緊湊。但為了換刀時(shí)刀具與主軸同刀具軸向安裝的結(jié)構(gòu)最為緊湊。但為了換刀時(shí)刀具與主軸同向，有的刀庫(kù)中的刀具需在換刀位置作向，有的刀庫(kù)中的刀具需在換刀位置作900翻轉(zhuǎn)。翻轉(zhuǎn)。下一頁(yè) 返回4.2 4.2 刀庫(kù)刀庫(kù)在恨庫(kù)容量較大時(shí)，為在存取方便的同時(shí)保持結(jié)構(gòu)緊湊，可在恨庫(kù)容量較大時(shí)，為在存取方便的

8、同時(shí)保持結(jié)構(gòu)緊湊，可采取彈倉(cāng)式結(jié)構(gòu)，目前大量的刀庫(kù)安裝在機(jī)床立柱的頂面或采取彈倉(cāng)式結(jié)構(gòu)，目前大量的刀庫(kù)安裝在機(jī)床立柱的頂面或側(cè)面。在刀庫(kù)容量較大時(shí)，也有安裝在單獨(dú)的地基上，以隔側(cè)面。在刀庫(kù)容量較大時(shí)，也有安裝在單獨(dú)的地基上，以隔離刀庫(kù)轉(zhuǎn)動(dòng)造成的振動(dòng)。離刀庫(kù)轉(zhuǎn)動(dòng)造成的振動(dòng)。盤式刀庫(kù)的刀具軸線與鼓軸線平等刀具環(huán)行排列，分徑向、盤式刀庫(kù)的刀具軸線與鼓軸線平等刀具環(huán)行排列，分徑向、軸向兩種取刀方式，其刀座結(jié)構(gòu)不同。這種鼓式刀庫(kù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)軸向兩種取刀方式，其刀座結(jié)構(gòu)不同。這種鼓式刀庫(kù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單應(yīng)用較多，適用于刀庫(kù)容量較小的情況。為增加刀庫(kù)空間單應(yīng)用較多，適用于刀庫(kù)容量較小的情況。為增加刀庫(kù)空間利用率，可采用雙

9、環(huán)或多環(huán)排列刀具的形式。但鼓直徑增大，利用率，可采用雙環(huán)或多環(huán)排列刀具的形式。但鼓直徑增大，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量就增加，選刀時(shí)間也較長(zhǎng)。如轉(zhuǎn)動(dòng)慣量就增加，選刀時(shí)間也較長(zhǎng)。如圖圖4-6（a）、（b）所示為鼓式刀庫(kù)。所示為鼓式刀庫(kù)。返回上一頁(yè) 下一頁(yè)4.2 4.2 刀庫(kù)刀庫(kù)2. 鏈?zhǔn)降稁?kù)鏈?zhǔn)降稁?kù)如如圖圖4-7所示為鏈?zhǔn)降稁?kù)，通常刀具容量比盤式的要大，結(jié)所示為鏈?zhǔn)降稁?kù)，通常刀具容量比盤式的要大，結(jié)構(gòu)也比較靈活和緊湊，常為軸向換刀。鏈環(huán)可根據(jù)機(jī)床的布構(gòu)也比較靈活和緊湊，常為軸向換刀。鏈環(huán)可根據(jù)機(jī)床的布局配置成各種形狀，也可將換刀位置刀座突出以利于換刀。局配置成各種形狀，也可將換刀位置刀座突出以利于換刀。另外還可以

10、采用加長(zhǎng)鏈帶方式加大刀庫(kù)的容量，也可采用鏈另外還可以采用加長(zhǎng)鏈帶方式加大刀庫(kù)的容量，也可采用鏈帶折疊加繞的方式提高空間利用率，在要求刀具容量很大時(shí)帶折疊加繞的方式提高空間利用率，在要求刀具容量很大時(shí)還可以采用多條鏈帶結(jié)構(gòu)。還可以采用多條鏈帶結(jié)構(gòu)。3. 格子盒式刀庫(kù)格子盒式刀庫(kù)（1）固定型格子盒式刀庫(kù)）固定型格子盒式刀庫(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，由換刀機(jī)運(yùn)動(dòng)，將選取的刀具送到固定的換刀位置刀座上，由換刀機(jī)械手交換刀具。由于刀具排列密集，空間利用率高，刀庫(kù)容械手交換刀具。由于刀

11、具排列密集，空間利用率高，刀庫(kù)容量大。量大。返回上一頁(yè) 下一頁(yè)4.2 4.2 刀庫(kù)刀庫(kù)（2 2）非固定型格子盒式刀庫(kù)）非固定型格子盒式刀庫(kù)可換主軸箱的加工中心刀庫(kù)由多個(gè)刀匣組成，可直線運(yùn)動(dòng)，可換主軸箱的加工中心刀庫(kù)由多個(gè)刀匣組成，可直線運(yùn)動(dòng)，刀匣可以從刀庫(kù)中垂直提出。刀匣可以從刀庫(kù)中垂直提出。 4.2.2 4.2.2 刀庫(kù)的容量刀庫(kù)的容量刀庫(kù)的容量首先要考慮加工工藝的分析的需要。一般情況下，刀庫(kù)的容量首先要考慮加工工藝的分析的需要。一般情況下，并不是刀庫(kù)中的刀具越多越好，太大的容量會(huì)增加刀庫(kù)的尺并不是刀庫(kù)中的刀具越多越好，太大的容量會(huì)增加刀庫(kù)的尺寸和占地面積，使選刀過程時(shí)間增長(zhǎng)。例如，立式加工

12、中心寸和占地面積，使選刀過程時(shí)間增長(zhǎng)。例如，立式加工中心的主要工藝為鉆、銑。的主要工藝為鉆、銑。下一頁(yè) 返回上一頁(yè)4.2 4.2 刀庫(kù)刀庫(kù)統(tǒng)計(jì)了統(tǒng)計(jì)了1500015000種工件，按成組技術(shù)分析，各種加工刀具所必需種工件，按成組技術(shù)分析，各種加工刀具所必需的刀具數(shù)的結(jié)果是：的刀具數(shù)的結(jié)果是：4 4把刀的容量就可以完成把刀的容量就可以完成95%95%左右的銑削左右的銑削工藝，工藝，1010把孔加工刀具可完成把孔加工刀具可完成70%70%的鉆削工藝，因此，的鉆削工藝，因此，1414把刀把刀的容量就可完成的容量就可完成7070以上的工件鉆削工藝。如果從完成工件的以上的工件鉆削工藝。如果從完成工件的全部

13、加工所需的刀具數(shù)目統(tǒng)計(jì)，所得結(jié)果是全部加工所需的刀具數(shù)目統(tǒng)計(jì)，所得結(jié)果是80%80%的工件完成全的工件完成全部加工任務(wù)所需的刀具數(shù)在部加工任務(wù)所需的刀具數(shù)在4040種以下，所以一般的中小型立種以下，所以一般的中小型立式加工中心配式加工中心配14301430把刀具的刀庫(kù)就能夠滿足把刀具的刀庫(kù)就能夠滿足70%95%70%95%的工件的工件加工需要。加工需要。上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回4.2 4.2 刀庫(kù)刀庫(kù)4.2.3 4.2.3 刀庫(kù)結(jié)構(gòu)刀庫(kù)結(jié)構(gòu)1. 1. 圓盤式刀庫(kù)的結(jié)構(gòu)圓盤式刀庫(kù)的結(jié)構(gòu)如如圖圖4-94-9（a a）、（）、（b b）所示為圓盤式刀庫(kù)的結(jié)構(gòu)圖，可容納所示為圓盤式刀庫(kù)的結(jié)構(gòu)圖，可容納40

14、40把刀具，如把刀具，如圖圖4-94-9（a a）為刀庫(kù)的驅(qū)動(dòng)裝置，由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，為刀庫(kù)的驅(qū)動(dòng)裝置，由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，通過蝸桿通過蝸桿4 4蝸輪蝸輪5 5、端齒離合器、端齒離合器2 2和和3 3帶動(dòng)與圓盤帶動(dòng)與圓盤1313相連的軸相連的軸1 1轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。如動(dòng)。如圖圖4-94-9（b b）所示，圓盤所示，圓盤1313上均勻分布上均勻分布4040個(gè)刀座個(gè)刀座9 9，其外，其外側(cè)邊緣上有相應(yīng)的側(cè)邊緣上有相應(yīng)的4040個(gè)刀座編碼板個(gè)刀座編碼板8 8。在刀庫(kù)的下方裝有固定。在刀庫(kù)的下方裝有固定不動(dòng)的刀座號(hào)讀取裝置不動(dòng)的刀座號(hào)讀取裝置7 7。當(dāng)圓盤。當(dāng)圓盤1313轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，刀座號(hào)板轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，刀座號(hào)板8 8依次依

15、次經(jīng)過刀座號(hào)讀取裝置，并讀出各刀座的編號(hào)，與輸入指令相經(jīng)過刀座號(hào)讀取裝置，并讀出各刀座的編號(hào)，與輸入指令相比較，當(dāng)找到所要求的刀座號(hào)時(shí)，即發(fā)出信號(hào)，液壓缸比較，當(dāng)找到所要求的刀座號(hào)時(shí)，即發(fā)出信號(hào)，液壓缸6 6右腔右腔進(jìn)入高壓油，使端齒離合器進(jìn)入高壓油，使端齒離合器2 2和和3 3脫開，使圓盤脫開，使圓盤1313處于浮動(dòng)狀處于浮動(dòng)狀態(tài)。態(tài)。下一頁(yè) 返回上一頁(yè)4.2 4.2 刀庫(kù)刀庫(kù)同時(shí)液壓缸同時(shí)液壓缸12前腔的高壓油通路被切斷，并使其與回油箱連前腔的高壓油通路被切斷，并使其與回油箱連通，在彈簧通，在彈簧10的作用下，液壓缸的作用下，液壓缸12的活塞桿帶著定位的活塞桿帶著定位V形塊形塊14使圓盤使

16、圓盤13定位，以便換刀裝置換刀。這種方法，裝置比定位，以便換刀裝置換刀。這種方法，裝置比較簡(jiǎn)單，總體布局比較緊湊，但圓盤直徑較大，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，較簡(jiǎn)單，總體布局比較緊湊，但圓盤直徑較大，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，且由于刀庫(kù)離主軸較遠(yuǎn)，因此，要采用中間援裝置來(lái)?yè)Q刀。且由于刀庫(kù)離主軸較遠(yuǎn)，因此，要采用中間援裝置來(lái)?yè)Q刀。2. 鏈?zhǔn)綆?kù)的結(jié)構(gòu)鏈?zhǔn)綆?kù)的結(jié)構(gòu)如如圖圖4-10所示為方形鏈?zhǔn)降稁?kù)的典型結(jié)構(gòu)示意圖。主動(dòng)鏈所示為方形鏈?zhǔn)降稁?kù)的典型結(jié)構(gòu)示意圖。主動(dòng)鏈輪由伺服電動(dòng)機(jī)通過蝸輪減速裝置驅(qū)動(dòng)。這種傳動(dòng)方式，不輪由伺服電動(dòng)機(jī)通過蝸輪減速裝置驅(qū)動(dòng)。這種傳動(dòng)方式，不僅在鏈?zhǔn)降稁?kù)中采用，其他形式的刀庫(kù)傳動(dòng)中，也多采用。僅在鏈?zhǔn)降稁?kù)中

17、采用，其他形式的刀庫(kù)傳動(dòng)中，也多采用。下一頁(yè)上一頁(yè)返回4.2 4.2 刀庫(kù)刀庫(kù)4.2.4 刀庫(kù)的轉(zhuǎn)位刀庫(kù)的轉(zhuǎn)位刀庫(kù)轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)同伺服電動(dòng)機(jī)通過消隙齒輪刀庫(kù)轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)同伺服電動(dòng)機(jī)通過消隙齒輪1、2帶動(dòng)蝸輪帶動(dòng)蝸輪4使使刀庫(kù)轉(zhuǎn)動(dòng)，如刀庫(kù)轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖圖4-12所示。蝸桿為右旋以導(dǎo)程式蝸桿，可所示。蝸桿為右旋以導(dǎo)程式蝸桿，可以用軸向移動(dòng)的方法來(lái)調(diào)整蝸輪副的間隙。壓蓋以用軸向移動(dòng)的方法來(lái)調(diào)整蝸輪副的間隙。壓蓋5內(nèi)孔螺紋內(nèi)孔螺紋與套與套6相配合，轉(zhuǎn)動(dòng)套相配合，轉(zhuǎn)動(dòng)套6即可調(diào)整蝸桿的軸向位置，也就調(diào)整即可調(diào)整蝸桿的軸向位置，也就調(diào)整了蝸輪副的間隙。調(diào)整好后用螺母了蝸輪副的間隙。調(diào)整好后用螺母7鎖緊。鎖緊。刀庫(kù)的最大

18、轉(zhuǎn)角為刀庫(kù)的最大轉(zhuǎn)角為1800，根據(jù)所換刀具的位置決定正轉(zhuǎn)或反，根據(jù)所換刀具的位置決定正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)、由控制系統(tǒng)自動(dòng)判別，以使找刀路徑最短。每次轉(zhuǎn)角大轉(zhuǎn)、由控制系統(tǒng)自動(dòng)判別，以使找刀路徑最短。每次轉(zhuǎn)角大小由位置控制系統(tǒng)控制，進(jìn)行粗定位，最后由定位銷精確定小由位置控制系統(tǒng)控制，進(jìn)行粗定位，最后由定位銷精確定位。位。返回上一頁(yè)4.3 機(jī)械手機(jī)械手4.3.1 4.3.1 機(jī)械手的形式與種類機(jī)械手的形式與種類1. 1. 單臂單爪回轉(zhuǎn)式機(jī)械手（單臂單爪回轉(zhuǎn)式機(jī)械手（圖圖4-144-14（a a） ）這種機(jī)械手的手臂可以回轉(zhuǎn)不同的角度進(jìn)行自動(dòng)換刀，手臂這種機(jī)械手的手臂可以回轉(zhuǎn)不同的角度進(jìn)行自動(dòng)換刀，手臂上只有

19、一個(gè)夾爪，不論在刀庫(kù)上或在主軸上，均靠這一個(gè)夾上只有一個(gè)夾爪，不論在刀庫(kù)上或在主軸上，均靠這一個(gè)夾爪來(lái)裝刀及卸刀，因此換刀時(shí)間較長(zhǎng)。爪來(lái)裝刀及卸刀，因此換刀時(shí)間較長(zhǎng)。2. 2. 單臂雙爪擺動(dòng)式機(jī)械手（單臂雙爪擺動(dòng)式機(jī)械手（圖圖4-144-14（b b） ）這種機(jī)械手的手臂上有兩個(gè)夾爪，兩上夾爪有所分工，一個(gè)這種機(jī)械手的手臂上有兩個(gè)夾爪，兩上夾爪有所分工，一個(gè)夾爪只執(zhí)行從主軸上取下夾爪只執(zhí)行從主軸上取下“舊刀舊刀”送回刀庫(kù)的任務(wù)。另一個(gè)送回刀庫(kù)的任務(wù)。另一個(gè)夾爪則執(zhí)行由刀庫(kù)取出夾爪則執(zhí)行由刀庫(kù)取出“新刀新刀”送到主軸的任務(wù)。其換刀時(shí)送到主軸的任務(wù)。其換刀時(shí)間較上述單爪回轉(zhuǎn)式機(jī)械手要少。間較上述單

20、爪回轉(zhuǎn)式機(jī)械手要少。下一頁(yè) 返回4.3 機(jī)械手機(jī)械手3. 單臂雙爪回轉(zhuǎn)式機(jī)械手（單臂雙爪回轉(zhuǎn)式機(jī)械手（圖圖4-14（c） ）這種機(jī)械手的手臂兩端各有一個(gè)夾爪，兩個(gè)夾爪可同時(shí)抓取這種機(jī)械手的手臂兩端各有一個(gè)夾爪，兩個(gè)夾爪可同時(shí)抓取刀庫(kù)及主軸上的刀具，回轉(zhuǎn)刀庫(kù)及主軸上的刀具，回轉(zhuǎn)1800后，又同時(shí)將刀具放回刀庫(kù)后，又同時(shí)將刀具放回刀庫(kù)及裝入主軸。換刀時(shí)間較以上兩種單臂機(jī)械手均短，是最常及裝入主軸。換刀時(shí)間較以上兩種單臂機(jī)械手均短，是最常用的一種形式。圖（用的一種形式。圖（c）右邊的一種機(jī)械手在抓取刀具或?qū)⒌叮┯疫叺囊环N機(jī)械手在抓取刀具或?qū)⒌毒咚腿氲稁?kù)及主軸時(shí)，兩臂可伸縮。具送入刀庫(kù)及主軸時(shí)，兩臂可

21、伸縮。4. 雙機(jī)械手（雙機(jī)械手（圖圖4-14（d） ）這種機(jī)械手相當(dāng)于兩個(gè)單爪機(jī)械手，相互配合起來(lái)進(jìn)行自動(dòng)這種機(jī)械手相當(dāng)于兩個(gè)單爪機(jī)械手，相互配合起來(lái)進(jìn)行自動(dòng)換刀。其中一個(gè)機(jī)械手從主軸上取下?lián)Q刀。其中一個(gè)機(jī)械手從主軸上取下“舊刀舊刀”送回刀庫(kù)；另送回刀庫(kù)；另一個(gè)機(jī)械手由刀庫(kù)里取出一個(gè)機(jī)械手由刀庫(kù)里取出“新刀新刀”裝入機(jī)床主軸。裝入機(jī)床主軸。下一頁(yè) 返回上一頁(yè)4.3 機(jī)械手機(jī)械手5. 5. 雙臂往復(fù)交叉機(jī)械手（雙臂往復(fù)交叉機(jī)械手（圖圖4-144-14（e e） ）這種機(jī)械手的兩手臂可以往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并交叉成一定的角度。這種機(jī)械手的兩手臂可以往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并交叉成一定的角度。一個(gè)手臂從主軸上取下一個(gè)手臂從

22、主軸上取下“舊刀舊刀”送回刀庫(kù)，另一個(gè)手臂由刀送回刀庫(kù)，另一個(gè)手臂由刀庫(kù)取出庫(kù)取出“新刀新刀”裝入主軸。整個(gè)機(jī)械手可沿某導(dǎo)軌直線移動(dòng)裝入主軸。整個(gè)機(jī)械手可沿某導(dǎo)軌直線移動(dòng)或繞某個(gè)轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)刀庫(kù)與主軸間的運(yùn)刀運(yùn)動(dòng)。或繞某個(gè)轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)刀庫(kù)與主軸間的運(yùn)刀運(yùn)動(dòng)。6. 6. 雙臂端兩夾緊機(jī)械手（雙臂端兩夾緊機(jī)械手（圖圖4-144-14（f f） ）這種機(jī)械手只是在夾緊部位上與前幾種不同。前幾種機(jī)械手這種機(jī)械手只是在夾緊部位上與前幾種不同。前幾種機(jī)械手均靠夾緊刀柄的外圓表面以抓取刀具，這種機(jī)械手則夾緊刀均靠夾緊刀柄的外圓表面以抓取刀具，這種機(jī)械手則夾緊刀柄的兩個(gè)端面。柄的兩個(gè)端面。下一頁(yè) 返回

23、上一頁(yè)4.3 機(jī)械手機(jī)械手4.3.2 常用換刀機(jī)械手常用換刀機(jī)械手1. 單臂雙爪式機(jī)械手單臂雙爪式機(jī)械手單臂雙爪式機(jī)械手，也叫扁擔(dān)式機(jī)械手，它是目前加工中心單臂雙爪式機(jī)械手，也叫扁擔(dān)式機(jī)械手，它是目前加工中心上用得較多的一種。這種機(jī)械手的拔刀、插刀動(dòng)作，大都由上用得較多的一種。這種機(jī)械手的拔刀、插刀動(dòng)作，大都由液壓缸來(lái)完成。根據(jù)結(jié)構(gòu)要求，可以采取液壓缸動(dòng)，活塞固液壓缸來(lái)完成。根據(jù)結(jié)構(gòu)要求，可以采取液壓缸動(dòng)，活塞固定；或活塞動(dòng)，液壓缸固定的結(jié)構(gòu)形式。而手臂的回轉(zhuǎn)動(dòng)作，定；或活塞動(dòng)，液壓缸固定的結(jié)構(gòu)形式。而手臂的回轉(zhuǎn)動(dòng)作，則通過活塞的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)齒條齒輪傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。機(jī)械手臂的不則通過活塞的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)齒條

24、齒輪傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。機(jī)械手臂的不同回轉(zhuǎn)角度，由活塞的可調(diào)行程來(lái)保證。同回轉(zhuǎn)角度，由活塞的可調(diào)行程來(lái)保證。2. 雙臂單爪交叉型機(jī)械手雙臂單爪交叉型機(jī)械手由北京機(jī)床研究所開發(fā)和生產(chǎn)的由北京機(jī)床研究所開發(fā)和生產(chǎn)的JCS013臥式加工中心，所臥式加工中心，所用換刀機(jī)械手就是雙臂單爪交叉型機(jī)械手，如用換刀機(jī)械手就是雙臂單爪交叉型機(jī)械手，如圖圖4-16所示。所示。下一頁(yè) 返回上一頁(yè)4.3 機(jī)械手機(jī)械手3. 3. 單臂雙爪且手臂回轉(zhuǎn)軸與主軸成單臂雙爪且手臂回轉(zhuǎn)軸與主軸成45450 0的機(jī)械手的機(jī)械手機(jī)械手結(jié)構(gòu)如機(jī)械手結(jié)構(gòu)如圖圖4-174-17所示。所示。這種機(jī)械手換刀動(dòng)作可靠，換刀時(shí)間短。缺點(diǎn)是刀柄精度要這種機(jī)

25、械手換刀動(dòng)作可靠，換刀時(shí)間短。缺點(diǎn)是刀柄精度要求高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，聯(lián)機(jī)調(diào)整的相關(guān)精度要求高，機(jī)械手離加求高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，聯(lián)機(jī)調(diào)整的相關(guān)精度要求高，機(jī)械手離加工區(qū)較近。工區(qū)較近。4.3.3 4.3.3 手爪形式手爪形式1. 1. 鉗形手的杠桿手爪鉗形手的杠桿手爪如如圖圖4-184-18所示。圖中的鎖銷所示。圖中的鎖銷2 2在彈簧作用下，其大直徑外圓頂在彈簧作用下，其大直徑外圓頂著止退銷著止退銷3 3，杠桿手爪，杠桿手爪6 6就能夠擺動(dòng)、放開，刀具就能裝入和就能夠擺動(dòng)、放開，刀具就能裝入和取出。這種手爪均為直線運(yùn)動(dòng)抓刀。取出。這種手爪均為直線運(yùn)動(dòng)抓刀。下一頁(yè) 返回上一頁(yè)4.3 機(jī)械手機(jī)械手2. 刀庫(kù)夾爪

26、刀庫(kù)夾爪刀庫(kù)夾爪既起著刀套作用，又起著手爪的作用。如刀庫(kù)夾爪既起著刀套作用，又起著手爪的作用。如圖圖4-19所示為刀庫(kù)夾爪圖。所示為刀庫(kù)夾爪圖。4.3.4 4.3.4 機(jī)械手結(jié)構(gòu)原理機(jī)械手結(jié)構(gòu)原理如如圖圖4-20所示，機(jī)械手結(jié)構(gòu)及工作原理如下。所示，機(jī)械手結(jié)構(gòu)及工作原理如下。機(jī)械手有兩對(duì)抓刀爪，分別由液壓缸機(jī)械手有兩對(duì)抓刀爪，分別由液壓缸1驅(qū)動(dòng)其動(dòng)作。當(dāng)液壓驅(qū)動(dòng)其動(dòng)作。當(dāng)液壓缸推動(dòng)機(jī)械手抓刀爪外伸時(shí)，抓刀爪上的銷軸缸推動(dòng)機(jī)械手抓刀爪外伸時(shí)，抓刀爪上的銷軸3在支架上的在支架上的導(dǎo)向槽導(dǎo)向槽2向滑動(dòng)，使抓刀繞銷向滑動(dòng)，使抓刀繞銷4擺動(dòng)，抓刀爪合攏抓住刀具；擺動(dòng)，抓刀爪合攏抓住刀具；當(dāng)液壓缸間縮時(shí)，

27、支架當(dāng)液壓缸間縮時(shí)，支架2上的導(dǎo)向槽迫使抓刀爪張開，放松上的導(dǎo)向槽迫使抓刀爪張開，放松刀具。由于抓刀動(dòng)作由機(jī)械機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，且能自鎖，因此工作刀具。由于抓刀動(dòng)作由機(jī)械機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，且能自鎖，因此工作安全可靠安全可靠.下一頁(yè) 返回上一頁(yè)4.3 機(jī)械手機(jī)械手4.3.5 4.3.5 機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)如如圖圖4-214-21所示為機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。汽缸所示為機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。汽缸1 1通過桿通過桿6 6帶動(dòng)機(jī)械帶動(dòng)機(jī)械手臂升降。當(dāng)機(jī)械手在上邊位置時(shí)，液壓缸手臂升降。當(dāng)機(jī)械手在上邊位置時(shí)，液壓缸4 4通過齒條通過齒條2 2、齒、齒輪輪3 3、傳動(dòng)盤、傳動(dòng)盤5 5、桿、桿6 6帶動(dòng)機(jī)械手臂回轉(zhuǎn)；當(dāng)

28、機(jī)械手在下邊位置帶動(dòng)機(jī)械手臂回轉(zhuǎn)；當(dāng)機(jī)械手在下邊位置時(shí)，汔缸時(shí)，汔缸7 7通過齒條通過齒條9 9、齒輪、齒輪8 8、傳動(dòng)盤、傳動(dòng)盤5 5和桿和桿6 6，帶動(dòng)手臂回轉(zhuǎn)。，帶動(dòng)手臂回轉(zhuǎn)。如如圖圖4-224-22所示為機(jī)械手臂和手爪結(jié)構(gòu)圖。手臂的兩端各有一所示為機(jī)械手臂和手爪結(jié)構(gòu)圖。手臂的兩端各有一手爪。刀具被帶彈簧手爪。刀具被帶彈簧1 1的活動(dòng)銷的活動(dòng)銷4 4緊靠著固定爪緊靠著固定爪5 5。鎖緊銷。鎖緊銷2 2被被彈簧彈簧3 3彈起，使活動(dòng)銷彈起，使活動(dòng)銷4 4被鎖位，不能后退，這就保證了在機(jī)被鎖位，不能后退，這就保證了在機(jī)械手運(yùn)動(dòng)過程中，手爪中的刀具不會(huì)被甩出。當(dāng)手臂在上方械手運(yùn)動(dòng)過程中，手爪中

29、的刀具不會(huì)被甩出。當(dāng)手臂在上方位置從裙位置轉(zhuǎn)過位置從裙位置轉(zhuǎn)過75750 0時(shí)鎖昆鎖時(shí)鎖昆鎖2 2被擋塊壓下，活動(dòng)鎖被擋塊壓下，活動(dòng)鎖4 4就可以就可以活動(dòng)，使得機(jī)械手可以抓住主軸和刀套中的刀具。活動(dòng)，使得機(jī)械手可以抓住主軸和刀套中的刀具。返回上一頁(yè)4.4 自動(dòng)換刀裝置自動(dòng)換刀裝置4.4.1 4.4.1 數(shù)控車床刀架數(shù)控車床刀架1. 1. 數(shù)控車床四方刀架數(shù)控車床四方刀架數(shù)控車床四方刀架可以安裝四把不同的刀具，轉(zhuǎn)位信號(hào)由加工程數(shù)控車床四方刀架可以安裝四把不同的刀具，轉(zhuǎn)位信號(hào)由加工程序指定。如序指定。如圖圖4-234-23所示為所示為L(zhǎng)D4BLD4B型刀架的外形尺寸。型刀架的外形尺寸。在數(shù)控車床

30、刀架安裝和高度完成后，刀架的工作順序應(yīng)按照如在數(shù)控車床刀架安裝和高度完成后，刀架的工作順序應(yīng)按照如圖圖4-244-24所示的步驟完成工作要求，同時(shí)需要相應(yīng)的輔助機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。所示的步驟完成工作要求，同時(shí)需要相應(yīng)的輔助機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。2.2.數(shù)控車床六角回轉(zhuǎn)刀架數(shù)控車床六角回轉(zhuǎn)刀架如如圖圖4-264-26為數(shù)控車床六角回轉(zhuǎn)刀架，它適用于盤類零件的加工。為數(shù)控車床六角回轉(zhuǎn)刀架，它適用于盤類零件的加工。在加工軸類零件時(shí)，可以用四方回轉(zhuǎn)刀架。由于兩者底部安裝尺在加工軸類零件時(shí)，可以用四方回轉(zhuǎn)刀架。由于兩者底部安裝尺寸相同，更換刀架十分方便。寸相同，更換刀架十分方便。如如圖圖4-264-26所示的數(shù)控車床六角

31、回轉(zhuǎn)刀架的全部動(dòng)作由液壓系統(tǒng)通所示的數(shù)控車床六角回轉(zhuǎn)刀架的全部動(dòng)作由液壓系統(tǒng)通過電磁換向閥和順序閥進(jìn)行控制，它的動(dòng)作分為以下四個(gè)步驟。過電磁換向閥和順序閥進(jìn)行控制，它的動(dòng)作分為以下四個(gè)步驟。下一頁(yè) 返回4.4 自動(dòng)換刀裝置自動(dòng)換刀裝置3.3.盤形自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架盤形自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架如如圖圖4-274-27（a a）所示為所示為CK7815CK7815型數(shù)控車床采用的型數(shù)控車床采用的BA200LBA200L刀架結(jié)刀架結(jié)構(gòu)圖。該刀架可配置構(gòu)圖。該刀架可配置1212位、位、8 8位刀盤。位刀盤。A A、B B型回轉(zhuǎn)刀盤的外切型回轉(zhuǎn)刀盤的外切刀可使用刀可使用25mm X 150mm25mm X 150mm標(biāo)準(zhǔn)

32、、刀具和刀桿截面為標(biāo)準(zhǔn)、刀具和刀桿截面為25mm X 25mm 25mm X 25mm 的可調(diào)刀具，的可調(diào)刀具，C C型可用尺寸為型可用尺寸為 20mm X 20mm X 125mm 20mm X 20mm X 125mm 的標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)刀具。鏜刀桿直徑最大為刀具。鏜刀桿直徑最大為32mm 32mm 。4. 4. 電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)的轉(zhuǎn)塔刀架電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)的轉(zhuǎn)塔刀架如如圖圖4-284-28所示是一咱電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)塔刀架的結(jié)構(gòu)圖。定位所示是一咱電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)塔刀架的結(jié)構(gòu)圖。定位用的是三齒盤結(jié)構(gòu)，如用的是三齒盤結(jié)構(gòu)，如圖圖4-284-28（a a）所示。定齒盤所示。定齒盤3 3用螺釘及用螺釘及定位銷固定在刀架體

33、定位銷固定在刀架體4 4上。動(dòng)齒盤上。動(dòng)齒盤2 2用螺釘及定位銷緊固在中用螺釘及定位銷緊固在中心軸套心軸套1 1上，齒盤上，齒盤2 2、3 3對(duì)面有一個(gè)可軸向移動(dòng)的齒盤對(duì)面有一個(gè)可軸向移動(dòng)的齒盤5 5，齒長(zhǎng)，齒長(zhǎng)為以上二者之和。其沿軸向右移動(dòng)，合齒定位、夾緊；其沿為以上二者之和。其沿軸向右移動(dòng)，合齒定位、夾緊；其沿軸向右移時(shí)，松開脫齒。軸向右移時(shí)，松開脫齒。下一頁(yè) 返回上一頁(yè)4.4 自動(dòng)換刀裝置自動(dòng)換刀裝置5. 液壓驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)塔刀架液壓驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)塔刀架如如圖圖4-29所示是數(shù)控車床的液壓驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)塔刀架結(jié)構(gòu)示意圖。所示是數(shù)控車床的液壓驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)塔刀架結(jié)構(gòu)示意圖。轉(zhuǎn)塔刀架用液壓缸夾緊，液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)分度，端齒

34、盤副定位。轉(zhuǎn)塔刀架用液壓缸夾緊，液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)分度，端齒盤副定位。6.車削中心用動(dòng)力刀架車削中心用動(dòng)力刀架如如圖圖4-30所示為意大利公司生產(chǎn)的適用于全功能數(shù)控車床所示為意大利公司生產(chǎn)的適用于全功能數(shù)控車床及車削中心的動(dòng)力轉(zhuǎn)塔刀架。刀盤上既可以安裝各種非動(dòng)力及車削中心的動(dòng)力轉(zhuǎn)塔刀架。刀盤上既可以安裝各種非動(dòng)力輔助刀夾夾持刀具進(jìn)行加工，還可安裝動(dòng)力刀夾進(jìn)行主動(dòng)切輔助刀夾夾持刀具進(jìn)行加工，還可安裝動(dòng)力刀夾進(jìn)行主動(dòng)切削，配合主機(jī)完成車、銑、鉆、鏜等各種復(fù)雜工序，實(shí)現(xiàn)加削，配合主機(jī)完成車、銑、鉆、鏜等各種復(fù)雜工序，實(shí)現(xiàn)加工程序自動(dòng)化、高效化。工程序自動(dòng)化、高效化。下一頁(yè) 返回上一頁(yè)4.4 自動(dòng)換刀裝置自

35、動(dòng)換刀裝置4.4.2 4.4.2 加工中心自動(dòng)換刀裝置加工中心自動(dòng)換刀裝置加工中心自動(dòng)換刀裝置的形式通常分為由刀庫(kù)與機(jī)床主軸的加工中心自動(dòng)換刀裝置的形式通常分為由刀庫(kù)與機(jī)床主軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)刀具交換和采用機(jī)械手交換刀具兩類。自動(dòng)換相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)刀具交換和采用機(jī)械手交換刀具兩類。自動(dòng)換刀裝置的形式和它們的具體結(jié)構(gòu)對(duì)機(jī)床的生產(chǎn)率和工作可靠刀裝置的形式和它們的具體結(jié)構(gòu)對(duì)機(jī)床的生產(chǎn)率和工作可靠性有直接的影響。性有直接的影響。1. 轉(zhuǎn)塔式自動(dòng)換刀裝置轉(zhuǎn)塔式自動(dòng)換刀裝置用轉(zhuǎn)塔實(shí)現(xiàn)換刀是最早的自動(dòng)換刀方式，如用轉(zhuǎn)塔實(shí)現(xiàn)換刀是最早的自動(dòng)換刀方式，如圖圖4-32所示，所示，轉(zhuǎn)塔是由若干與銑床動(dòng)力頭相連接的主軸組成

36、。在運(yùn)動(dòng)程序轉(zhuǎn)塔是由若干與銑床動(dòng)力頭相連接的主軸組成。在運(yùn)動(dòng)程序之前將刀具分別裝入主軸，需要哪把刀具時(shí)，轉(zhuǎn)塔就軒到相之前將刀具分別裝入主軸，需要哪把刀具時(shí)，轉(zhuǎn)塔就軒到相應(yīng)的位置。應(yīng)的位置。下一頁(yè) 返回上一頁(yè)4.4 自動(dòng)換刀裝置自動(dòng)換刀裝置2. 1800回轉(zhuǎn)式找刀裝置回轉(zhuǎn)式找刀裝置最簡(jiǎn)單的換刀裝置是最簡(jiǎn)單的換刀裝置是1800回轉(zhuǎn)式找刀裝置，如回轉(zhuǎn)式找刀裝置，如圖圖4-33所示。所示。接到換刀指令后，機(jī)床控制系統(tǒng)便將主軸控制到指定換刀位接到換刀指令后，機(jī)床控制系統(tǒng)便將主軸控制到指定換刀位置；與此同時(shí)，刀具庫(kù)運(yùn)動(dòng)到適當(dāng)位置，換刀裝置回轉(zhuǎn)并同置；與此同時(shí)，刀具庫(kù)運(yùn)動(dòng)到適當(dāng)位置，換刀裝置回轉(zhuǎn)并同時(shí)與主軸

37、、刀具庫(kù)的刀具相配合；們桿從主軸刀具上卸掉，時(shí)與主軸、刀具庫(kù)的刀具相配合；們桿從主軸刀具上卸掉，換刀裝置將刀具從各自的位置上取下；換刀裝置回轉(zhuǎn)換刀裝置將刀具從各自的位置上取下；換刀裝置回轉(zhuǎn)1800并并將主軸刀具與刀具庫(kù)刀具帶走；換刀裝置回轉(zhuǎn)的同時(shí)，刀具將主軸刀具與刀具庫(kù)刀具帶走；換刀裝置回轉(zhuǎn)的同時(shí)，刀具庫(kù)重新調(diào)整其位置，以接受從主軸取下的刀具；接下來(lái)，換庫(kù)重新調(diào)整其位置，以接受從主軸取下的刀具；接下來(lái)，換刀裝置將要換上的妯具與卸下的刀具分別裝入主軸和刀辦庫(kù)；刀裝置將要換上的妯具與卸下的刀具分別裝入主軸和刀辦庫(kù)；最后，換刀裝置轉(zhuǎn)回原最后，換刀裝置轉(zhuǎn)回原“待命待命”位置。至此，換刀完成，程位置。至

38、此，換刀完成，程序繼續(xù)運(yùn)行。這種換刀裝置的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、涉及的序繼續(xù)運(yùn)行。這種換刀裝置的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、涉及的運(yùn)動(dòng)少、換刀快。主要缺點(diǎn)是刀具必須存入在與主軸平等的運(yùn)動(dòng)少、換刀快。主要缺點(diǎn)是刀具必須存入在與主軸平等的頰內(nèi)，與側(cè)置后置刀具庫(kù)相比之下，切屑及切削液易進(jìn)入切頰內(nèi)，與側(cè)置后置刀具庫(kù)相比之下，切屑及切削液易進(jìn)入切夾，因此必須對(duì)刀具另加防護(hù)。夾，因此必須對(duì)刀具另加防護(hù)。下一頁(yè) 返回上一頁(yè)4.4 自動(dòng)換刀裝置自動(dòng)換刀裝置3.3.回轉(zhuǎn)插入或換刀裝置回轉(zhuǎn)插入或換刀裝置回轉(zhuǎn)插入式找刀裝置，是回轉(zhuǎn)式換刀裝置的改進(jìn)形式。回轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)插入式找刀裝置，是回轉(zhuǎn)式換刀裝置的改進(jìn)形式?；剞D(zhuǎn)插入機(jī)構(gòu)是換刀裝置

39、與傳遞桿的組合。如插入機(jī)構(gòu)是換刀裝置與傳遞桿的組合。如圖圖4-344-34為回轉(zhuǎn)插入為回轉(zhuǎn)插入式找刀裝置的工作原理，其應(yīng)用在臥式加工中心上。這種換式找刀裝置的工作原理，其應(yīng)用在臥式加工中心上。這種換刀裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與刀裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與1801800 0回轉(zhuǎn)式找刀裝置基本相同。回轉(zhuǎn)式找刀裝置基本相同。4. 4. 二軸轉(zhuǎn)動(dòng)式換刀裝置二軸轉(zhuǎn)動(dòng)式換刀裝置如如圖圖4-354-35所示是二軸轉(zhuǎn)動(dòng)式換刀裝置的工作原理。這種換刀所示是二軸轉(zhuǎn)動(dòng)式換刀裝置的工作原理。這種換刀裝置可用于側(cè)置或后置式刀具庫(kù)，共結(jié)構(gòu)特點(diǎn)最適用于立式裝置可用于側(cè)置或后置式刀具庫(kù)，共結(jié)構(gòu)特點(diǎn)最適用于立式加工中心。加工中心。下一頁(yè) 返回上一

40、頁(yè)4.4 自動(dòng)換刀裝置自動(dòng)換刀裝置5. 無(wú)機(jī)械手交換刀具方式無(wú)機(jī)械手交換刀具方式 無(wú)機(jī)械手交換刀具方式是利用刀庫(kù)與機(jī)床主軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)無(wú)機(jī)械手交換刀具方式是利用刀庫(kù)與機(jī)床主軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)刀具交換，要么刀具庫(kù)直接移到主軸位置，要么主軸直實(shí)現(xiàn)刀具交換，要么刀具庫(kù)直接移到主軸位置，要么主軸直接移至刀具庫(kù)。這種換刀方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，換刀的可接移至刀具庫(kù)。這種換刀方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，換刀的可靠性較高。這種換刀系統(tǒng)多為中、小型加工中心采用?？啃暂^高。這種換刀系統(tǒng)多為中、小型加工中心采用。XH754型臥式加工中心就是采用這種換刀方式。如型臥式加工中心就是采用這種換刀方式。如圖圖4-36所示為所示為

41、XH754型臥式加工中心換刀過程。型臥式加工中心換刀過程。6.機(jī)械手換刀機(jī)械手換刀采用機(jī)械手進(jìn)行刀具交換方式在加工中心中應(yīng)用最為廣泛。采用機(jī)械手進(jìn)行刀具交換方式在加工中心中應(yīng)用最為廣泛。機(jī)械手是當(dāng)主軸上的民具完成一個(gè)工步后，把這一工步的刀機(jī)械手是當(dāng)主軸上的民具完成一個(gè)工步后，把這一工步的刀具送回刀庫(kù)，并把下一工步所需要的刀具從刀庫(kù)中取出來(lái)裝具送回刀庫(kù)，并把下一工步所需要的刀具從刀庫(kù)中取出來(lái)裝入主軸繼續(xù)進(jìn)行加工的功能部件。入主軸繼續(xù)進(jìn)行加工的功能部件。下一頁(yè) 返回上一頁(yè)4.4 自動(dòng)換刀裝置自動(dòng)換刀裝置對(duì)機(jī)械手的具體要求是迅速可靠，準(zhǔn)確協(xié)調(diào)。由于不同的加對(duì)機(jī)械手的具體要求是迅速可靠，準(zhǔn)確協(xié)調(diào)。由于

42、不同的加工中心的刀庫(kù)與主軸的相對(duì)位置不同，所以各種加工中心所工中心的刀庫(kù)與主軸的相對(duì)位置不同，所以各種加工中心所使用的換刀機(jī)械手也不盡相同。從手臂的類型來(lái)看，有單臂、使用的換刀機(jī)械手也不盡相同。從手臂的類型來(lái)看，有單臂、雙臂機(jī)械手，最常用的有如雙臂機(jī)械手，最常用的有如圖圖4-14所示的幾種結(jié)構(gòu)形式。所示的幾種結(jié)構(gòu)形式。對(duì)于立式加工中心，小型加工中心一般是刀庫(kù)移動(dòng)實(shí)現(xiàn)換刀；對(duì)于立式加工中心，小型加工中心一般是刀庫(kù)移動(dòng)實(shí)現(xiàn)換刀；一些大型的加工中心，換刀過程與上述有所不同，由于大型一些大型的加工中心，換刀過程與上述有所不同，由于大型機(jī)床的刀具庫(kù)太大，移動(dòng)不方便，所以是主軸移動(dòng)實(shí)現(xiàn)卸、機(jī)床的刀具庫(kù)太大

43、，移動(dòng)不方便，所以是主軸移動(dòng)實(shí)現(xiàn)卸、裝刀具，或使用機(jī)械手實(shí)現(xiàn)換刀。如裝刀具，或使用機(jī)械手實(shí)現(xiàn)換刀。如圖圖4-15所示為機(jī)械手所示為機(jī)械手臂和手爪的結(jié)構(gòu)，如臂和手爪的結(jié)構(gòu)，如圖圖4-37所示為機(jī)械手換刀的工作過程。所示為機(jī)械手換刀的工作過程。返回上一頁(yè)4.5 刀庫(kù)自動(dòng)換發(fā)過程與換刀實(shí)例刀庫(kù)自動(dòng)換發(fā)過程與換刀實(shí)例4.5.1 刀庫(kù)自動(dòng)換刀過程刀庫(kù)自動(dòng)換刀過程如如圖圖4-38所示為所示為VMC-15加工中心刀庫(kù)結(jié)構(gòu)示意圖。加工中心刀庫(kù)結(jié)構(gòu)示意圖。1. 刀具自動(dòng)換刀的動(dòng)作過程刀具自動(dòng)換刀的動(dòng)作過程如果把主軸上的如果把主軸上的6號(hào)刀換成號(hào)刀換成8號(hào)刀，其過程如下：號(hào)刀，其過程如下：（1）主軸上的）主軸上的

44、6號(hào)九裝入刀庫(kù)中的號(hào)九裝入刀庫(kù)中的6號(hào)刀位號(hào)刀位主軸箱回零，即位于換刀位置。主軸箱回零，即位于換刀位置。主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)，且軸向定位停止。主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)，且軸向定位停止。數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出換刀信號(hào)，電動(dòng)機(jī)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出換刀信號(hào)，電動(dòng)機(jī)6轉(zhuǎn)動(dòng)，通過槽輪套轉(zhuǎn)動(dòng)，通過槽輪套3帶動(dòng)帶動(dòng)馬氏槽輪馬氏槽輪10間歇轉(zhuǎn)位，直至間歇轉(zhuǎn)位，直至6號(hào)空刀位對(duì)準(zhǔn)主軸方向，接近號(hào)空刀位對(duì)準(zhǔn)主軸方向，接近開關(guān)開關(guān)5發(fā)出的位信號(hào)，電動(dòng)機(jī)發(fā)出的位信號(hào)，電動(dòng)機(jī)6停止轉(zhuǎn)動(dòng)。停止轉(zhuǎn)動(dòng)。下一頁(yè) 返回4.5 刀庫(kù)自動(dòng)換發(fā)過程與換刀實(shí)例刀庫(kù)自動(dòng)換發(fā)過程與換刀實(shí)例得到接近開關(guān)的得到接近開關(guān)的5的信號(hào)同時(shí)，電動(dòng)機(jī)的信號(hào)同時(shí)，電動(dòng)機(jī)19啟動(dòng)，通過帶輪啟動(dòng)，

45、通過帶輪20，15及傳動(dòng)帶及傳動(dòng)帶21，帶動(dòng)杠桿，帶動(dòng)杠桿12轉(zhuǎn)動(dòng)。由于杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)。由于杠桿12前的前的銷子插入支架銷子插入支架13的長(zhǎng)槽中，而支架的長(zhǎng)槽中，而支架13又與電動(dòng)機(jī)又與電動(dòng)機(jī)6的支架的支架8由螺釘固定為一體，為此杠桿由螺釘固定為一體，為此杠桿12的轉(zhuǎn)動(dòng)使刀盤的轉(zhuǎn)動(dòng)使刀盤11的的6號(hào)刀位號(hào)刀位裝刀槽中，此時(shí)接近開關(guān)裝刀槽中，此時(shí)接近開關(guān)16發(fā)出信號(hào)，表示裝刀完畢。發(fā)出信號(hào)，表示裝刀完畢。主軸中的松刀汽缸作用，放松主軸中的松刀汽缸作用，放松6號(hào)刀具，主軸箱上移至特號(hào)刀具，主軸箱上移至特定位置。這樣完成了主軸上的定位置。這樣完成了主軸上的6號(hào)刀裝入刀庫(kù)的全部動(dòng)作。號(hào)刀裝入刀庫(kù)的全部動(dòng)作。

46、（2）將刀庫(kù)中的）將刀庫(kù)中的8號(hào)刀具裝入主軸號(hào)刀具裝入主軸主軸箱上移后發(fā)出信號(hào)，電動(dòng)機(jī)主軸箱上移后發(fā)出信號(hào)，電動(dòng)機(jī)6轉(zhuǎn)動(dòng)，馬氏槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)，馬氏槽輪10轉(zhuǎn)位，轉(zhuǎn)位，由于數(shù)控系統(tǒng)設(shè)置刀號(hào)為順時(shí)針排序，因此這時(shí)馬氏槽輪由于數(shù)控系統(tǒng)設(shè)置刀號(hào)為順時(shí)針排序，因此這時(shí)馬氏槽輪10逆時(shí)針轉(zhuǎn)至逆時(shí)針轉(zhuǎn)至8號(hào)刀位，即號(hào)刀位，即8號(hào)刀具位于主軸下端，接近開關(guān)號(hào)刀具位于主軸下端，接近開關(guān)5發(fā)出到位信號(hào)，電動(dòng)機(jī)發(fā)出到位信號(hào)，電動(dòng)機(jī)6停止轉(zhuǎn)動(dòng)。停止轉(zhuǎn)動(dòng)。下一頁(yè) 返回上一頁(yè)4.5 刀庫(kù)自動(dòng)換發(fā)過程與換刀實(shí)例刀庫(kù)自動(dòng)換發(fā)過程與換刀實(shí)例主軸箱下移，使主軸箱下移，使8號(hào)刀具的刀柄插入主軸孔內(nèi)，放松汽缸，號(hào)刀具的刀柄插入主軸孔內(nèi)，放松汽缸，則刀具靠碟彈簧的恢復(fù)力夾緊于主軸