数控技术第5章54节

1、第5章 运动系统与典型机构5.1 概述5.2 数控机床的主运动5.3 数控机床的进给运动5.4 数控机床的换刀装置及过程5.4 数控机床的换刀装置及过程自动换刀装置要能储备一定数量的刀具并完成刀具的自动交换。应当满足：1、换刀时间短；2、刀具重复定位精度高；3、足够的刀具存储量；4、结构紧凑，安全可靠。5.4 数控机床的换刀运动5.4.1 自动换刀装置的形式1回转刀架换刀回转刀架换刀四方刀架圆盘式轴向装刀刀架回转刀架换刀过程5.4 数控机床的换刀运动21六角回转刀架六角回转刀架动作顺序：动作顺序：1）刀架抬起2）刀架转位3）刀架压紧4）转位油缸复位5.4 数控机床的换刀运动2. 更换主抽换刀更

2、换主抽换刀脱开主轴传动；脱开主轴传动；转塔头抬起；转塔头抬起；转塔头转位；转塔头转位；转塔头定位压紧；转塔头定位压紧；主轴传动重新接通主轴传动重新接通。TK-5525型数控转塔式镗铣床型数控转塔式镗铣床 右图中是八方形主轴头，装有八根主轴，每根主轴上装有一把刀具。根据工序要求，按顺序自动将所需要的刀具的主轴转到工作位置，实现自动换刀，同时接通主传动，不在工作位置的主轴便于主传动脱开。 转塔头的转位由槽轮机构槽轮机构来实现。 这种机床的主轴头就是一个转塔式刀库，有卧式和立式两种。动作顺序：动作顺序：优点：优点：换刀时间短，可靠性高。缺点：缺点：主轴部件结构设计不够坚实，影响主轴系统刚度；主轴数目

3、有限，只是适应于工序较少，精度要求不太高的机床上。5.4 数控机床的换刀运动3. 更换主轴箱换刀更换主轴箱换刀待用主轴箱推至上小车I；空车运行到更换位置（上）；小车I运行到更换位置（下）；用过的主轴箱1从动力头上推上小车；待用主轴箱从小车I推上机床动力头，并定位夹紧；两小车返回主轴箱库，将下次待换的主轴箱推上小车I；已用主轴箱从小车推入主轴箱库中的空位；等待下一次换箱。5 主要用于组合机床组合机床，机床立柱后面的主轴箱库，吊挂几个备用的主轴箱。两侧导轨上，装有同步运行的小车，他们在主轴箱库和动力头之间进行主轴箱的运输。5.4 数控机床的换刀运动4带刀库的自动换刀系统带刀库的自动换刀系统组成：组

4、成： 刀库、选刀机构、刀具交换机构及刀具在主轴上的刀库、选刀机构、刀具交换机构及刀具在主轴上的自动装卸机构组成自动装卸机构组成.（刀库可装在立柱、主轴箱或工作台上）（刀库可装在立柱、主轴箱或工作台上）5.4 数控机床的换刀运动5.4.2 刀 库1盘式刀库盘式刀库盘式的结构简单，取刀也很方便，因此应用广泛存刀量可多达5060把。存刀量过多则结构尺寸庞大，与机床布局不协调。有多圈、多层、多排分布。5.4 数控机床的换刀运动2. 链式刀库刀库容量较大，增加刀库容量，只需增加链条的长度和支承链轮的数目即可。一般安装在立柱的侧面。5.4 数控机床的换刀运动5.4.3 刀具交换装置实现刀库与机床主轴装卸和

5、传递刀具的装置。实现刀库与机床主轴装卸和传递刀具的装置。1.交换装置的形式交换装置的形式1）由刀库和主轴的相对运动实现刀具交换）由刀库和主轴的相对运动实现刀具交换 必须将主轴上用过的刀具送回刀库，再从刀库中取出新刀，两个动作不能同时进行。 缺点：缺点：换刀时间较长；换刀动作较多。(a)(b)(c)5.4 数控机床的换刀运动气缸电机直线导轨主轴刀库刀盘（a）(d)（b）(e)（c）(f)刀库和主轴的相对运动实现刀具的过程示意图刀库和主轴的相对运动实现刀具的过程示意图5.4 数控机床的换刀运动2）由机械手进行刀具交换5.4 数控机床的换刀运动2）由机械手进行刀具交换）由机械手进行刀具交换钩手，钩手

6、，旋转旋转运动运动抱手，抱手，手指旋转手指旋转运动运动扠手，扠手，直线运直线运动动扠手，扠手，直线运动直线运动5.4 数控机床的换刀运动机械手5.4 数控机床的换刀运动钩刀机械手换刀过程： 抓刀拔刀换刀插刀复位刀库油缸主轴换刀机械手(a)(b)(c)(d)5.4 数控机床的换刀运动2. 刀具的夹持 要求有适当夹紧力，活动爪有锁紧装要求有适当夹紧力，活动爪有锁紧装置，防止脱落或转动。置，防止脱落或转动。直柄和锥柄两种。直柄和锥柄两种。5.4 数控机床的换刀运动 柄式夹持柄式夹持(轴向夹持轴向夹持)1-活动爪 2-轴 3-挡销 4-锁紧销 5-调整螺栓 6-弹簧柱塞 7-固定爪16 活动爪活动爪1

7、可绕轴可绕轴2回转，一端在弹簧柱塞回转，一端在弹簧柱塞6的作用下，支靠在挡的作用下，支靠在挡销销3上，调整螺栓上，调整螺栓5以使手掌保持适当的夹紧力；锁紧销以使手掌保持适当的夹紧力；锁紧销4使活动爪使活动爪1牢固夹持刀柄，防止松脱。锁紧销牢固夹持刀柄，防止松脱。锁紧销4还可轴向移动，放松活动爪还可轴向移动，放松活动爪1，以便扠刀从刀柄以便扠刀从刀柄V型槽中退出。型槽中退出。5.4 数控机床的换刀运动 法兰盘式夹持（径向夹持或蝶形夹持）法兰盘式夹持（径向夹持或蝶形夹持）1-拉杆，2-刀柄 3-法兰盘 4-带洼形肩面采用法兰盘夹持的突出优点： 当采用中间搬运装置时，可以很方便地从一个机械手过度到另

8、一个辅助机械手上去。5.4 数控机床的换刀运动5.4.4 带刀库的自动换刀装置实例THK 6370型数型数控卧式镗铣床的控卧式镗铣床的自动换刀装置。自动换刀装置。 由链式刀库和刀具交换装置组成，并用微型计算机管理刀库。 链式刀库至于机床左侧，刀具容量为45把刀具。机械手安装在主轴箱的前端面上，可随主轴箱沿立柱导轨上、下移动，实现任意位置换刀。5.4 数控机床的换刀运动1.自动换刀装置换刀过程：5.4 数控机床的换刀运动2刀具交换装置刀具交换装置一个双臂机械手完成新旧刀具的运输及交换一个双臂机械手完成新旧刀具的运输及交换5.4 数控机床的换刀运动本机械手的特点：本机械手的特点：能实现任意位置换刀能实现任意位置换刀，换刀时主轴箱不需要在换刀位，换刀时主轴箱不需要在换刀位置和加工位置之间来回移动，置和加工位置之间来回移动，节约了空程时间节约了空程时间，同时也，同时也减减少了导轨副的磨损及重复定位误差少了导轨副的磨损及重复定位误差，从而提高了镗阶梯孔，从而提高了镗阶梯孔的同心度；控制抓刀，拔、插刀油缸的四个电磁阀放在机的同心度；控制抓刀，拔、插刀油缸的四个电磁阀放在机械手本体上，并尽量采用构件内部配油，械手本体上，并尽量采