自动换刀机械手设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 摘 要 加工中心是指在一次装卡中，能够实现自动铣削、钻孔、镗孔、铰孔、攻丝等多工序的数控机床。更为明确的说法是：加工中心就是自动换刀数控镗铣床。这就把加工中心和自动换刀数控车床和车削中心区别开来。 加工中心区别于别的数控镗铣床的主要特点就在于它具有根据工艺要求自动更换所需刀具的功能，机自动换刀 (能。 加工中心的自动换刀系统 ,通常是由刀库和机械手组成 ,它是加工中心的象征 ,又是加工中心成败的关键环节。因此各加工中心制造厂家都在下大力研制动作迅速、可靠性高的自动换刀装置 ,以求在激烈的竞争中取得好的效益 。正因为自动换刀装置是加工中心的核心内容 ,各厂家都在保密 ,极少公开有关资料 ,尤其机械手部分更始如此。 加重中心的自动换刀形式 ,可分为有机械手换刀方式和无机械手换刀方式。加工中心的 都采用有机械手的换刀方式，因为更节省时间。 由于液压驱动的机械手需要采用严格的密封，还需较复杂的缓冲机构，控制机械手动作的电磁阀都有一定的时间常数，因为换刀速度较慢。近年来国内、外先后研制出凸轮联动式单臂双抓机械手。这种机械手的优点是由电机驱动，不需要较复杂的液压系统及其密封、缓冲机构，没有漏油现象，结构简单，工作可靠。同时，机械手手臂的回转和插刀、拔刀的分解动作是联动的，部分时间可重叠，从而大大缩短了换刀时间。 关键词： 机械手；加工中心；自动换刀 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 is in a to NC A is NC NC to is NC to is it is a it is a of is to to to It is of is n so to it be a TC a it is to of a of up In a of no 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 摘 要 . I . 绪 论 . 1 内外数控机床的的发展情况 . 1 加工中心发展简史 . 1 加工中心的主要优点 . 2 加工中心 的发展趋势 . 3 编程控制器的特点 . 5 2 换刀机械手的相关介绍 . 7 控技术的发展历程 . 7 控加工中心的基本功能 . 7 工中心的组成部分 . 8 库 . 8 具交换装置（机械手） . 8 刀装置 . 9 具编码装置 . 9 具识别装置 . 10 库的驱动及定位 . 10 国数控系统的发展概况 . 11 控系统的发展趋势 . 11 置的分类 . 11 置的换刀速度比较 . 13 步双爪式 置 . 14 动换刀系统产品化的前景 . 15 3 换刀机械手的总体方案设计 . 16 计任务 . 16 械手 的平稳性 . 16 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 V 响平稳性以定位精度的因素 . 16 械手的运动特性 . 17 械手运动特性的分类 . 18 关型机械手的速度及位置控制 . 18 械传动型机械手速度及位置控制 . 19 械手类型确定 . 19 动系统和电控系统的选择 . 19 动系统的选择 . 19 控系统的选择 . 20 4 总体结构设计 . 23 爪部分设计 . 23 械手手臂的设计 . 24 部要防止偏重 . 24 强臂部刚度 . 25 进缓冲装置和提高配合精度 . 25 取的措施： . 25 械手传动结构的设计 . 27 5 换刀机械手的参数和计算 . 30 臂的弯曲变形 . 30 杆的强度计算 . 32 动电动机的选择 . 32 6 换刀过程 . 35 结 论 . 39 参考文献 . 40 致 谢 . 42 附录 A 部分三维零件图情况 . 43 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 1 绪 论 内外数控机床的的发展情况 20 世纪 90 年代以来 , 数控加工技术得到迅速的普及和发展 , 数控机床在制造业得到了越来越广泛的应用。带有自动换刀系统的数控加工中心在现代 先进制造业中起着愈来愈重要的作用 , 它能缩短产品的制造周期 , 提高产品的加工精度 , 适合柔性加工。加工中心是数控机床中较为复杂的加工设备 , 由于其具有多种加工能力而得到广泛的应用 , 其强大的加工能力和效率得益于其配置的自动换刀装置 (A at oo l 换刀装置作为加工中心的重要组成部分 , 其主要作用在于减少加工过程中的非切削时间 , 提高生产率 , 降低生产成本 , 进而提升机床乃至整个生产线的生产力。加工中心自动换刀装置是实现多工序连续加工的重要装置 , 其结构设计及其控制是 实现加工中心设计制造的关键。加工中心的换刀过程较为复杂 , 动作多 , 动作间的相互协调关系多 , 因而自动换刀系统性能的好坏直接影响加工效率的高低。 自动换刀系统一般由刀库、机械手和驱动装置组成。刀库容量可大可小，其装刀数在 20 180 把之间。刀库的功能是存储刀具并把下一把即将要用的刀具准确地送到换刀位置，供换刀机械手完成新旧刀具的交换。当刀库容量大时，常远离主轴配置且整体移动不易，这就需要在主轴和刀库之间配置换刀机构来执行换刀动作。完成此功能的机构包括送刀臂，摆刀站和换刀臂，总称为机械手。具体来说，它的功能是 完成刀具的装卸和在主轴头与刀库之间的传递。驱动装置则是使刀库和机械手实现其功能的装置，一般由步进电机或液压（或液机构）或凸轮机构组成。机械手完成刀库里的刀（新刀）与主轴上的刀（旧刀）的交换工作。由于数控加工中心的刀库容量、换刀可靠性及换刀速度直接影响到加工中心的效率，而自动换刀就是进一步压缩非切削时间，提高生产效率，改善劳动条件。所以数控机床为了能在工件一次装夹中完成多道加工工序，缩短辅助时间，减少多次安装工件所引起的误差，必须带有自动换刀装置。 加工中心发展简史 1952 年世界上出现第一 台数控机床，使多种产品、中小批量的机械加工设备在柔性，自动化和效率上产生了巨大变革。它用易于修改的数控加工程序进行控制，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 因而比大批量生产中使用组合机床生产线和凸轮、开关控制的专用机床有更大的柔性，容易适应加工件品种的变化，进行多品种加工。它用数控系统对机床的工艺功能、几何图形运动功能和辅助功能实行全自动的数字控制，因而大大提高加工加工效率，大大改变了中小批量生产中普通机床战整个机械加工 70% 80%的状况。数控机床能实现两坐标以上的联动的功能，其效率和精度比用手工和样板控制加工复杂零件要高的多。 加工中心和 车削中心是有机械设备与数控系统组成，适用复杂零件加工的高效、高精度的自动化机床。这种机床可装若干把刀具，能自动更换刀具，一次装卡中，完成铣镗、车、钻、扩、铰、攻螺纹等的加工。也是因为加工中心和车削中心比一般数控机床多了一套自动换刀装置，可实现多工序的连续加工，因而加工效率大大提高，使其成为数控机床中发展最快、需求最大的机床。 自动换刀装置的形式是多种多样的，主要的组成部分是刀库、机械手和驱动机构等，虽然换刀过程、选刀方式、刀库结构、机械手类型等个不相同，但是在数控装置及可编程控制器控制下，由电动机或液压或气 动机构驱动刀库和机械手实现刀具的选择与交换。我们把这种为实现多工序的连续加工，在加工中心或车削中心，可进行刀具的选择与交换的装置叫自动换刀装置（ 称 加工中心的主要优点 工件一次装夹，即可实现多工序集中加工，大大减少多次装夹所带来的误差。另外，由于是数控加工，较少依赖操作者的技术水平，可得到相当高的饿稳定精度。 加工中心可以顶替多台通用机床，那么加工一个零件所需准备时间，是每台加工单元所损耗的准备 时间之和。才这个意义上说，加工中心的准备时间显然短得多。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 以往的加工方式是工件流动于多台通用机床之间，这就要有相当数量的在制品，而在加工中心上加工，即可发挥其“多工序集中”的优势，在一台机床上完成多个工序，就能大大减少在制品数量。 不分散设置在个通用机床上的刀具，集中在加工中心刀库上，有可能有最少量的刀具，实现公共有效利用。这样既提高刀具利用率，有减少了刀具数量。 由 置多工序加工的信息集约化和一人多台管理，以及用工作台自动托盘交换装置等辅助装置，实 现夜间无人运转。这些都可缩减直接劳务费。 由于工序集中，工件搬运和质量检查工作量都大为减少，这就使间接劳务费最少。 加工中心设备利用率为通用机床的几倍。 加工中心的发展趋势 加工中心亦同其他机床一样，他的技术水平的提高，表现在其固有技术（如高速、高精度化等）的进一步发展和新技能（如智能化技能等）的运用上。 加工中心的高速化，是只主轴转速、进给速度、自动换刀和自动交换工作台的高速化。 1）主轴转速的高速化； 2）进给速度的高速化：是指快速移 动速度的高速化和切削进给速度的高速化。 3）自动换刀（ 高速化 从加工中心诞生初期起，就追求 高速化。但是由于当时尚未充分掌握内在规律，故障效率较高，所以在后来的相当一段时间里，采用了首先保证动作可靠性，然后才考虑速度方针，结果在这段时期， 度未提高多少。但是随着对 在规律的深入了解和用户对 度的要求迫切，有开始注意 度了。 4）自动托盘交换装置（ 高速化； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 加工中心的主要精度指标是它的运动精度指标。而这一精度指标，近年来有了不小的提 高，其中精密加工中心精度指标的提高尤为明显。所谓加工中心的运动精度，主要以定位精度、重复定位精度以及铣圆精度来表示。 1）愈来愈完美的自诊断机能 为了尽可能减少加工中心的故障，现代加工中心大都配备完善的自诊断机能。例如，位置检测传感器、刀具破损检测装置、切削异常检测装置、适应控制机能、备用刀具选择机能、温度传感器、声传感器、电流传感器等。这些机能和传感器，使机床具有一定的人工智能。 2）新式刀具破损检测装置 3）加工中心复合化趋势 自动换刀装置开发技术要全面注意以下五个方面： (1）自动换 刀装置的可靠性与优化设计研究。通过对自动换刀装置进行可靠性分析研究，找出其薄弱环节，通过改进设计，是自动换刀装置故障率大大减少，保证百万次以上正常换刀的品质。通过对自动换刀装置进行多目标的优化设计，使其动态性能达到最优，进而提高自动换刀装置的性能，降低其制造成本，使刀对刀换刀时间对 40刀柄不大于 1s，达到世界先进水平。 (2）自动换刀装置的系列化与 计。使自动换刀装置使用国内厂家的各种产品，以便得到推广和使用。即达到厂家一旦提出要求，可快速、合理的设计出针对厂家机床及其提出的参数：不同刀柄型号，刀库 容量等的自动换刀装置，使厂家立即投入生产，并且处于国内先进水平的。 (3）自动换刀装置制造技术研究。针对自动换刀装置中关键零件的制造技术研究，以提高其制造质量和降低制造成本。 (4）自动换刀系统新技术的研究。跟踪国际加工中心和车削中心自动换刀装置的发展主流，研究自动换刀装置的新工作原理及新技术。 (5）自动换刀装置产业化研究。自动换刀装置由专业厂生产比现有个厂家自行生产可降低成本，也能保证质量，同时在我国有巨大的市场，因此，在技术研究的基础上，应研究使我国的自动换刀装置生产走上产业化的道路，建立生产自动换刀装置的基地。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 自动换刀装置的设计应满足以下基本要求： 减少非加工时间。 刀可靠，换刀动作简单可靠。 能与主机配合，使机床外观协调美观。 整、维修方便，并能的到清洁的维护。 编程控制器的特点 可编程控制器，简称 ,是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在 1987 年国际电工委员会 (布的 准草案中对 了如下定义： 一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置”。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。 其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。 所以高速发展，除了工业自动化的客观需求外，还有许多独特的优点。它较好的解决了工业控制领域中的可靠、安全、灵活、方便、经济等问题。其特点如下： 干扰能力强 高可靠性是电气控制设备的关键性能。 于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的 F 系列 均无故障时间高达 3 万小时。一些使用冗余 平均无故障工作时间则更长。此外， 有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息 能完善，适应性强 展到今天，己经形成了大、中、小各种规模 的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代 多具有完善的数据运买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 算能力，可用于各种数字控制领域。近年来 功能单元大量涌现，使 透到了位置控制、温度控制、 各种工业控制中。加上 信能力的增强及人机界面技术的发展，使用 受工程技术人员欢迎 为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用 少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。 造工作量小，维护方便，容易改造 存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。 量轻，耗能低 以超小型 例，新近出产的品种底部尺寸小于 量小于 150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 2 换刀 机械手的相关介绍 控技术的发展历程 回顾数控技术的发展已经经历了两个阶段，六代的发展历程。第一个阶段叫做段，经历了电子管、晶体管、和小规模集成电路三代。自 1970 年开始小型计算机开始用于数控系统就进入了第二个阶段，叫做 段，成为第四代数控系统：从 1974 年微处理器开始用于数控系统即发展到第五代。经过十多年的发展，数控系统从性能到可靠性都得到了根本性的提高。实际上从 20 世纪末期直到今天，在生产中使用的数控系统大部分都是第五代数控系统。但第五代数控系统以及以前各代都是一种专用封闭的系统， 而第六代 开放式数控系统将代表着数控系统的未来发展方向，将在现代制造业中发挥越来越重要的作用。 控加工中心的基本功能 带有自动换刀刀具交换装置（ 数控机床称为加工中心。它通过刀具的自动交换，可以一次装夹完成多道工序的加工，实现了工序的集中和工艺的复合，从而缩短了辅助加工时间，提高了机床的效率，减少了零件安装、定位次数，提高了加工精度。加工中心是目前数控机床中产量最大、应用最广的数控机床。 带有刀具自动交换装置、能一次集中完成多种工序加工的数控 加工设备。数控机床实现了中、小批量加工自动化，改善了劳动条件。此外，它还具有生产率高、加工精度稳定、产品成本低等一系列优点。为了进一步发挥这些优点，数控机床遂向“工序集中”，即一台数控机床在一次装夹零件后能完成多任务序加工的数控机床（即加工中心）方面发展。 钻、镗、铣、车等单功能数控机床只能分别完成钻、镗、铣、车等作业，而在机械制造工业中，大部分零件都是需要多任务序加工的。在单功能数控机床的整个加工过程中，真正用于切削的时间只占 30左右，其余的大部分时间都花费在安装、调整刀具、搬运、装卸零件和检查加工精 度等辅助工作上。在零件需要进行多种工序加工的情况下，单功能数控机床的加工效率仍然不高。加工中心一般都具有刀具自动交换功能，零件装夹后便能一次完成钻、镗、铣、攻丝等多种工序加工。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 工中心的组成部分 加工中心分两大部分：数控机床和刀具自动交换装置。刀具自动交换装置应能满足以下几个方面的要求： 刀可靠，换刀动作简单； 地面积小，并能与主机配合，使机床外观完整； 整、维护方便。 刀具自动交换系统由刀库、刀具交换 装置、刀具传送装置、刀具编码装置、识刀器等五个部分组成。 库 刀库是存贮加工所需各种类型刀具的仓库。它是刀具自动交换系统中的重要组成部分，具有接受刀具传送装置送来的刀具和将刀具给予刀具传送装置的功能。它的容量、布局和具体结构对整个加工中心的总体布局和性能有很大的影响，按其结构、形状可分为以下六种： 圆盘式刀库，又分为轴向式（刀具中心线与圆盘中心线平行）、径向式（刀具中心线与圆盘中心线垂直）和多盘式（在一根旋转轴上分设几层圆盘刀库）。 转塔式刀库，又分倾斜式和水平式。 鼓轮式刀库。 链式刀库。 格子式刀库。 直线式刀库。 应当根据被加工零件的工艺要求合理的确定刀库的存储量。根据对车床、铣床和钻床的所需刀具的数的统计表明，在加工过程中经常使用的刀具数目并不很多，对于钻削加工，用 14 把不同的规格的刀具就可以完成约 80%的加工，即使要求完成 90%的工件加工，用 20 把刀具也就足够了。对于铣削加工，需要的刀具更少，用 4 把不同规格的铣刀就能完成约 90%加工，用 5 把不同规格的铣刀可以加工 95%的工件。因此从使用角度来看，刀库的存储量一般为 2040 把较为合适，多的可达 60 把刀，超过 60 把刀的很少。 具交换装置（机械手） 它的职能是将机床主轴上的刀具与刀库或刀具传送装置上的刀具进行交换，其动作循环为：拔刀新旧刀具交换装刀。换刀机械手种类繁多，可以说每个厂家噢都可以推出自己的机械手，基本上换刀装置按交换方式又分为两类。 无机械手换刀：由刀库与机床主轴的相对运动实现换刀。在这类装置中，刀库一般为格子式，装在工作台上。换刀时，先使工作台与主轴相对运动，将使用过的买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 旧刀送回刀库，然后再使工作台与主轴相对运动一次，从刀库中取出新刀。这种换刀方式的换刀时间长，另外刀库设置在工作台上，减少了工作 台的有效使用面积。 采用机械手换刀：机械手刀具交换装置，有单臂单手式机械手、回转式单臂双机械手、双臂机械手、多手式机械手。特别是双臂机械手刀具交换装置具有换刀时间短、动作灵活可靠等优点，应用最为广泛。双臂机械手中最常用的几种结构有：钩手；抱手；伸缩手；叉手。双臂机械手进行一次换刀循环的基本动作为：抓刀（手臂旋转或伸出，同时抓住主轴和刀库里的刀具）；拔刀（主轴松开，机械手同时将主轴和刀库中的刀具拔出）；换刀（手臂转 180，新、旧刀交换）；插刀（同时将新刀插入主轴，旧刀插入刀库，然后主轴夹紧刀具）缩回（手 臂缩回到原始位置）。机械手的手爪，大都采用机械锁刀的方式，有些大型的加工中心，也有采用机械加液压的锁刀方式，以保证大而重的刀具在换刀中不被甩出。 刀装置 当刀库容量较大、布置得离机床较远时，就需要安排两只机械手来完成新旧刀的交换动作，一只靠近刀库，称为后机械手，完成拔新刀、插旧刀的动作；一只靠近主轴，称为前机械手，完成拔旧刀、插新刀的动作。在前后机械手之间则设有运刀装置。它一方面将前机械手从主轴上拔出的旧刀运回刀库旁，以便后机械手将该旧刀拔出并插回刀库；另一方面则将后机械手从刀库中拔出的新 刀运到主轴旁，以便前机械手将该新刀拔出并插入主轴。运刀器的职能就是在前后机械手之间来回运送新、旧刀具 具编码装置 将加工所需的刀具自动地从刀库中选择出来称为自动选刀，有顺序选择和编码选择两种方式。 顺序选择方式： 将在加工中心上加工某一零件所需的全部刀具按工序先后依次插入刀库中。加工时按加工顺序一一取用。采用这种选刀方式不需要识刀器，刀库结构及其驱动装置都非常简单，每次换刀时控制刀库转位一次即可。采用顺序选刀方式时，为某一个工件准备的刀具，不能在其他工件中重复使用，这在一定程度上限制了机 床的加工能力。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 固定地址选择方式：这是一种对号入座的方式，又称为刀座编码方式。这种方式是对刀库的刀座进行编码，并将与刀座编码相对应的刀具一一放入指定的刀座中。然后根据刀座的编码选取刀具。该方式使刀柄的结构简化，刀具可以做得较短，但刀具不能任意安放，一定要插入配对的刀座中。与顺序选择方式相比较，刀座编码方式最突出的优点是刀具可以在加工过程中多次使用。 编码选择方式： 将加工某一项零件所需的全部刀具（或刀座）都预先编上代码，存放在刀库中。加工时根据程序寻找所需要的刀具。由于每把刀具都有自己的代码，它们在刀库 中的位置和存放顺序可以与加工顺序无关。每把刀具都可被多次重复使用。刀具编码有多种方式，常用的有三种。刀具编码：在每一把刀具的尾部都用编码环编上自己的号码。选刀时根据穿孔带所发出的刀号指令任意选择所需的刀具。由于每把刀具都有自己确定的代码，无论将刀具放入刀库的哪个刀座中都不会影响正确选刀。采用这种编码方式可简化换刀动作和控制线路，缩短换刀时间。这种编码现已获广泛应用。刀座编码：在刀库的每一个刀座上用编码板编码。这种编码方式的优点是刀柄不会因尾部有编码环而增加长度缺点是刀具必须对号入座，换刀时间长。 编码钥匙 ：预先给每把刀具都系上一把表示该刀具代码的编码钥匙。 具识别装置 通常有接触式和非接触式两种。 库的驱动及定位 刀库的旋转可分为电气驱动和液压驱动两种方式。电气驱动可以将伺服半闭环系统用作驱动刀库的转动，也可采用系统的 接发出运转信号控制电机的运转来带动刀库旋转。液压驱动仍需电气信号的配合， 出运转信号，一般通过电磁阀来实现前级控制，只是执行机构是液动马达。在执行 程时，除了主轴头的定向及主轴箱的定位外，为确保所更换的刀具准确地被机械手抓住，所以刀库的定位也是必要的 功能。电气驱动时可在电机上安装位置编码器进行定位，也可以在抓刀位置安装接近开关来检测定位。液动结构的刀库往往采用机电结合式的销定位方式。半闭环伺服驱动刀库的定位精度较高，其它几种方式也足以满足刀库定位精度的要求。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 国数控系统的发展概况 在对内搞活，对外开放的方针指引下，于 1980 年开始引进日本就有 70 年代末期水平的微处理器数控系统和直流伺服拖动技术。并于 1981 年开始生产，到 1988年又开始引进美国的 司的数控系统和拖动技术，在上海市机床研究所和辽宁精密仪器厂组织生产。 1985 年以后，我国的数控机床的可供品种已超过300 种，其中数控机床占 40%，加工中心占 27% ，其它品种为重型机床、镗铣床、电加工机床、磨床、齿轮加工机床等。目前我国数控机床生产厂家共有 100 多家，其中能批量生产的企业有 42 家，平均年产量 4050 台，几家重点企业年产量可以达到 400700 台；数控系统生产企业约 50 家，但生产具有一定批量的只有 8 家，生产数控机床配套产品的企业共计 300 余家，产品品种包括八大类 2000 种以上。我国的数控系统分为三种类型，经济型、普及型、和高级型。在经济型数控系统中，我国具有很大优 势，在当前每年数千台经济型数控车床和电加工机床的市场上，国产数控系统占据了绝大份额。在普及型数控系统的市场上，我们正在取得进展。当然，拥有自主知识产权的数控系统在市场的开拓上仍要尽更大的力量。新开发的国产数控机床产品大部分达到国际 80 年代中期水平，部分达到 90 年代水平，在技术上也有所突破，如高速主轴制造技术、快速进给、快速换刀、柔性制造、快速成型制造技术等为下一代国产数控技术的发展奠定了基础。 控系统的发展趋势 国际上，数控系统的发展趋势正朝着高速度高精度化、高可靠性、多功能化、智能化、集成化、具 有开放性、网络化数控系统、并联机床及数控系统的方向发展。 置的分类 自动刀具交换装置（ 常由机械手和刀库组成，它们在刀具交换过程中的各种动作和步序取决于机械手的类型和刀具还回刀库的方式。 目前比较广泛使用的 置中，按其机械手的类型来分有“无手式”（主要靠进给轴和刀库的运动来实现刀具的交换）、“单爪式”（机械手上只有一个手爪，换刀时先将主轴上的刀具送回刀库；再将刀库中的刀具装入主轴）和“双爪式”（换刀时一个手爪从刀库中取新刀，另一手爪从主轴上卸原刀）。其中“双爪买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 式”又可分为“同 步式”和“分步式”两种，前者是指取刀和卸刀是在同一步完成的，新刀装入主轴和原刀还回刀库也是在另一步同时完成的；而后者则是分成多步完成上述动作的。 “无手式” 置的结构最为简单，“单爪式”其次，“同步双爪式”的结构相对复杂，而“分步双爪式”的结构最为复杂。 从刀具还回刀库的方式来看， 置可以分为“固定刀位式”、“随机刀位式”和“混合还刀式”三种。“固定刀位式”是指机床使用的刀具在刀库中都有自己固定的位置（刀套），也就是说，从主轴上换下来的刀具必须还回原来的刀套位置。“随机刀位式”则是指还回刀库 的刀具位置是任意的（就近）。而”混合还刀式”则是大直径刀具采用“固定刀位式”还刀，标准刀具采用“随机刀位式”还刀。 “固定刀位式”还刀的优点是刀具在刀库中的位置是固定的，操作人员对刀库中的刀具分布状况一目了然，他们可以根据加工程式中 T 代码后面的数字直接把刀具装入相应编号的刀套中，程编人员也可以根据刀具在刀库中的分布情况直接在加工程式中编写 T 指令；操作者也不必在手动装刀後检查和修改“刀套 /刀号表”，给用户带来了很大的方便。 此外，由于刀具位置是固定的（刀具号等于刀套号），操作不必在刀库中设立专用