演示文稿加工中心斗笠式刀庫

（優(yōu)選）加工中心斗笠式刀庫本文檔共22頁；當前第1頁；編輯于星期三\11點13分一般只能存16～24把刀具。1斗笠式刀庫的動作過程，斗笠式刀庫在換刀時整個刀庫向主軸平行移動，首先，取下主軸上原有刀具，當主軸上的刀具進入刀庫的卡槽時，主軸向上移動脫離刀具其次主軸安裝新刀具這時刀庫轉(zhuǎn)動當目標刀具對正主軸正下方時，主軸下移，使刀具進入主軸錐孔內(nèi)，刀具夾緊后，刀庫退回原來的位置，換刀結(jié)束。刀庫具體動作過程如下：斗笠式刀庫具有結(jié)構簡單、成本低、易于控制和維護方便等特點，因此在中小型加工中心上得到了廣泛的應用。但是，在我們使用中發(fā)現(xiàn)，往往會出現(xiàn)亂刀現(xiàn)象，從而又引起撞刀。這對數(shù)控車床安全和精度構成極大的危險。本文檔共22頁；當前第2頁；編輯于星期三\11點13分斗笠式刀庫的工作原理：斗笠式刀庫的換刀時間為5～7秒1.1刀庫處于正常狀態(tài)，此時刀庫停留在遠離主軸中心的位置。此位置一般安裝有信號傳感器（為了方便理解，定義為A），傳感器Ａ發(fā)送信號輸送到數(shù)控機床的PLC中，對刀庫狀態(tài)進行確認。1.2數(shù)控系統(tǒng)對指令的目標刀具號和當前主軸的刀具號進行分析。如果目標刀具號和當前主軸刀具號一致，直接發(fā)出換刀完成信號。如果目標刀具號和當前主軸刀具號不一致，啟動換刀程序，進入下一步。1.3主軸沿Z方向移動到安全位置。一般安全位置定義為Z軸第一參考點位置，同時主軸完成定位動作，并保持定位狀態(tài)；主軸定位常常通過檢測主軸所帶的位置編碼器一轉(zhuǎn)信號來完成。本文檔共22頁；當前第3頁；編輯于星期三\11點13分1.4刀庫平行向主軸位置移動。刀庫刀具中心和主軸中心線在一條直線上時為換刀位置，位置到達通過信號傳感器（B）反饋信號到數(shù)控系統(tǒng)PLC進行確認。1.5主軸向下移動到刀具交換位置。一般刀具交換位置定義為Ｚ軸的第二參考點，在此位置將當前主軸上的刀具還回到刀庫中。1.6刀庫抓刀確認后，主軸吹氣松刀。機床在主軸部分安裝松刀確認傳感器（C），數(shù)控機床PLC接收到傳感器Ｃ發(fā)送的反饋信號后，確認本步動作執(zhí)行完成，允許下一步動作開始。1.7主軸抬起到Ｚ軸第一參考點位置。此操作目的是防止刀庫轉(zhuǎn)動時，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)出刀庫電機正/反轉(zhuǎn)啟動信號，啟動刀庫電機的轉(zhuǎn)動，找到指令要求更換的目標刀具，并使此刀具位置的中心與主軸中心在一條直線上。本文檔共22頁；當前第4頁；編輯于星期三\11點13分1.9主軸沿下移到Z軸的第二參考點位置，進行抓刀動作。1.10主軸刀具加緊。加緊傳感器（D）發(fā)出確認信號。1.11刀庫向遠離主軸中心位置側(cè)平移，直到PLC接收到傳感器A發(fā)出的反饋確認信號。1.12主軸定位解除，換刀操作完成。刀庫僅有以上四個傳感器是不夠的，為了保證數(shù)控機床的安全，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)動到位確認傳感器（E），保證刀庫轉(zhuǎn)動停止時，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“斗笠”就太大了，放不下了。這種斗笠式刀庫在換刀時整個刀庫向主軸移動。當主軸上的刀具進入刀庫的卡槽時，主軸向上移動脫離刀具，這時刀庫轉(zhuǎn)動。當要換的刀具對正主軸正下方時主軸下移，使刀具進入主軸錐孔內(nèi)，夾緊刀具后，刀庫退回原來的位置。本文檔共22頁；當前第5頁；編輯于星期三\11點13分斗笠式刀庫的分度裝置是利用了外嚙合槽輪機構能把主動軸的勻速連續(xù)運動轉(zhuǎn)換為從動軸的周期性間歇運動原理設計的一種分度轉(zhuǎn)位機構。斗笠式刀庫選刀時，首先由刀庫回轉(zhuǎn)電機得到旋轉(zhuǎn)指令，輸入軸通過聯(lián)軸器帶動定位法蘭旋轉(zhuǎn)，從而使在定位法蘭上的圓柱滾子回繞法蘭中心轉(zhuǎn)動；當圓柱滾子轉(zhuǎn)動一定角度，進入分度盤的分度槽中，撥動分度盤開始作轉(zhuǎn)位運動；當分度盤轉(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在一起轉(zhuǎn)動見圖1）即靜止不動，并由定位法蘭的鎖止半軸定位。本文檔共22頁；當前第6頁；編輯于星期三\11點13分ω1ω2槽輪機構（馬爾它機構）一、槽輪機構的組成及其工作特點作用：將連續(xù)回轉(zhuǎn)變換為間歇轉(zhuǎn)動。組成：帶圓銷的撥盤、帶有徑向槽的槽輪。撥盤和槽輪上都有鎖止?。翰圯喩系陌紙A弧、撥盤上的凸圓弧，起鎖定作用。特點：結(jié)構簡單、制造容易、工作可靠、機械效率高，能平穩(wěn)地、間歇地進行轉(zhuǎn)位。因槽輪運動過程中角速度有變化，不適合高速運動場合。o1工作過程：撥盤連續(xù)回轉(zhuǎn)，當兩鎖止弧接觸時，槽輪靜止；反之槽輪運動。o2鎖止弧槽輪撥盤圓銷本文檔共22頁；當前第7頁；編輯于星期三\11點13分二、槽輪機構的類型與應用球面槽輪機構應用實例：

電影放映機、自動攝影機、六角車床轉(zhuǎn)塔。外嚙合槽輪機構內(nèi)嚙合槽輪機構槽輪機構類型軸線平行軸線相交外嚙合槽輪機構內(nèi)嚙合槽輪機構ω12φω2球面槽輪機構本文檔共22頁；當前第8頁；編輯于星期三\11點13分六槽內(nèi)槽輪撥盤六角車床轉(zhuǎn)塔圓銷車螺紋41裝牙膏筒2車帽口6卸牙膏筒5切尾3空閑本文檔共22頁；當前第9頁；編輯于星期三\11點13分三、槽輪機構的運動系數(shù)及運動特性1.運動系數(shù)撥盤等速回轉(zhuǎn)，在一個運動循環(huán)內(nèi)，總的運動時間為：

t＝2π/ω1定義：

k=td/t

為運動系數(shù)，即：

k=td/t為減少沖擊，進入或退出嚙合時，槽中心線與撥銷中心連線成90°角。故有：2α12φ2td＝2α1/ω1槽輪的運動時間為：=2α1/2π90°90°2α1=π－2φ2=π－(2π/z)=2π(z-2)/2z代入上式ω1ω2本文檔共22頁；當前第10頁；編輯于星期三\11點13分將2α1代入得：

∵k>0可知：當只有一個圓銷時，k=1/2-1/z如果想得到k≥0.5的槽輪機構，則可在撥盤上多裝幾個圓銷，設裝有n個均勻分布的圓銷，則撥盤轉(zhuǎn)一圈，槽輪被撥動n次。故運動系數(shù)是單圓柱銷的n倍，即:

k=n(1/2-1/z)∵k≤1∴槽輪的槽數(shù)z≥3

得：n≤2z/(z-2)k=1/2-1/z≥71~20.36~1槽數(shù)z圓銷數(shù)n運動系數(shù)k

31~61/6~1

41~40.25~1

5、61~30.3~1即槽輪的運動時間總是小于其靜止時間。<0.5本文檔共22頁；當前第11頁；編輯于星期三\11點13分當z=4及n=2時2、運動特性(1)外嚙合槽輪機構

圖示槽輪在運動的任一瞬時，設撥盤位置角用α來表示，槽輪位置角用φ表示。并規(guī)定和在圓銷進入?yún)^(qū)為正，在圓銷離開區(qū)為負，變化區(qū)間為：－α1≤α≤α1在△ABO1和△ABO2中有如下關系：R－φ2≤φ≤φ2ω1ω2o1

O2ABφαL令λ＝R/L，并代入上式得：α1-α1說明此時槽輪的運動時間和靜止時間相等。k=n(1/2－1/z)=0.5φ2-φ2本文檔共22頁；當前第12頁；編輯于星期三\11點13分分別對時間求一階導數(shù)、和二階導數(shù)，得：令i21=ω2/ω1(傳動比),kα=α2/ω21

得：

將上述i21、kα隨α的變化繪制成曲線，稱為槽輪機構的運動特性曲線。dα/dt=ω1,dω1/dt=0本文檔共22頁；當前第13頁；編輯于星期三\11點13分kα=α2/ω21i21槽輪運動的前半段，槽輪的角速度ω2是增加的，角加速度α2>0運動特性曲線z=3z=3z=4z=6z=4z=6分析：槽輪運動的ωmax、amax隨z的增多而減小。圓銷進入或退出徑向槽時，角速度有突變，故存在柔性沖擊。Z愈少，沖擊愈大。α后半段正好相反。本文檔共22頁；當前第14頁；編輯于星期三\11點13分四槽內(nèi)槽輪的角速度和角加速度變化曲線z=4(2)內(nèi)嚙合槽輪機構用同樣方法可求得內(nèi)嚙合槽輪機構的運動曲線如圖所示。分析：圓銷進入或退出徑向槽時，與外槽輪一樣，角速度有突變，且值相等。但隨著轉(zhuǎn)角增大，角加速度值迅速下降并趨于零；然后負角加速度又逐漸增大到開始時的數(shù)值，而不象外槽輪那樣有兩個峰值?？梢?，內(nèi)槽輪機構的動力性能比外槽輪機構要好得多。本文檔共22頁；當前第15頁；編輯于星期三\11點13分1四、槽輪機構的幾何尺寸計算圓銷半徑r

由受力大小確定r≈R/6中心距L

由安裝空間確定回轉(zhuǎn)半徑R

R=Lsinφ=Lsin(π/z)槽頂半徑s

s=Lcosφ=Lcos(π/z)槽深h

h≥s-(L-R-r)撥盤軸徑d1

d1≤2(L-s)槽輪軸徑d2

d2≤2(L-R-r)參數(shù)計算公式或依據(jù)槽數(shù)z

由工作要求確定圓銷數(shù)nRsd1d2rhLr0槽頂側(cè)壁厚b

b=3~5mm經(jīng)驗確定b鎖止弧半徑r0

r0=R-r-b本文檔共22頁；當前第16頁；編輯于星期三\11點13分數(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本文檔共22頁；當前第17頁；編輯于星期三\11點13分1-直流伺服電機；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)位套；10-電刷座；11-發(fā)信體；12-螺母；13﹑14-電刷；15-粗定位銷本文檔共22頁；當前第18頁；編輯于星期三\11點13分（1）當數(shù)控裝置發(fā)出換刀指令后，電動機1啟動正常，通過套筒聯(lián)軸器2使蝸桿軸3轉(zhuǎn)動，從而帶動渦輪絲杠4轉(zhuǎn)動。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。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，中心軸固定不動，渦輪絲杠繞中心軸旋轉(zhuǎn)。當渦輪開始轉(zhuǎn)動時，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?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，當端面齒完全脫開時轉(zhuǎn)位套正好轉(zhuǎn)過160°，球頭銷8在彈簧力的作用下進入轉(zhuǎn)位套9的槽中，帶動刀架體轉(zhuǎn)位。本文檔共22頁；當前第19頁；編輯于星期三\11點13分（3）刀架定位刀架體7轉(zhuǎn)動時帶動著電刷座10轉(zhuǎn)動，當轉(zhuǎn)到程序指定的刀號時，粗定位銷15在彈簧力的作用下進入粗位盤6的槽中進行粗定位，同時電刷13接觸導體使電動機1翻轉(zhuǎn)。由于粗定位槽的限制，刀架體7不能轉(zhuǎn)動，使其在該位置垂直落下，刀架體7和刀架底座5上的端面齒嚙合實現(xiàn)精確定位。

（4）夾緊刀架電動機繼續(xù)反轉(zhuǎn)，此時渦輪停止轉(zhuǎn)動，蝸桿軸3自身轉(zhuǎn)動，當兩端面齒增加到一定夾緊力時，電動機1停止轉(zhuǎn)動。譯碼裝置由發(fā)信體13﹑14組成，電刷13負責發(fā)信號，電刷14負責位置判斷當?shù)都芏ㄎ怀霈F(xiàn)過位或不到位時，可松開螺母12，調(diào)好發(fā)信體11與電刷14的相對位置。刀架在正向旋轉(zhuǎn)的過程中不停的對刀位輸入信號進行檢測，每把刀具各有一個霍爾位置檢測開關。各刀具按順序依次經(jīng)過發(fā)磁體位置產(chǎn)生相應的刀位信號