数控机床的刀具交换装置.ppt

1、数控机床的刀具交换装置,内容提要 本章将讨论数控机床的自动刀具交换装置的形式、刀库的类型、刀具系统及选刀方式。,第一节 概述,1. 什么是自动换刀装置： 储备一定数量的刀具并完成刀具的自动交换功能的装置 ATC：Automatic Tool Changer 2. 为什么需要自动换刀装置： 缩短非切削时间，提高生产率，可使非切削时间减少到2030； “工序集中”，扩大数控机床工艺范围，减少设备占地面积； 提高加工精度；,第一节 概述,3. 数控机床对ATC要求： 换刀时间尽可能短； 刀具重复定位精度高； 刀具储存量足够； 结构紧凑，便于制造、维修、调整； 布局应合理，使机床总布局美观大方； 较好

2、的刚性，避免冲击、振动及噪声，运转安全可靠； 防屑、防尘装置。,第一节 概述,第二节 自动换刀装置的形式,一、回转刀架换刀 工作原理同分度工作台,第二节 自动换刀装置的形式,一、回转刀架换刀,第二节 自动换刀装置的形式,一、回转刀架换刀,第二节 自动换刀装置的形式,一、回转刀架换刀,第二节 自动换刀装置的形式,第二节 自动换刀装置的形式,二、更换主轴换刀,第二节 自动换刀装置的形式,第二节 自动换刀装置的形式,二、更换主轴换刀,槽轮机构,第二节 自动换刀装置的形式,第二节 自动换刀装置的形式,三、更换主轴箱换刀,第二节 自动换刀装置的形式,四、更换刀库换刀,第二节 自动换刀装置的形式,第二节

3、自动换刀装置的形式,五、带刀库的自动换刀系统 这类换刀装置由刀库、选刀机构、刀具交换机构及刀具在主轴上的自动装卸机构等四部分组成。 刀库可装在机床的工作台上、立柱上或主轴箱上，也可作为一个独立部件装在机床之外。 这类换刀装置应用最广泛。,第二节 自动换刀装置的形式,五、带刀库的自动换刀系统,第二节 自动换刀装置的形式,刀库装在机床的工作台上，这种换刀装置，直接利用机床本身及刀库的运动进行换刀。当某一刀具加工完毕从工件退出后，开始进行自动换刀 。,现在的中小型加工中心，刀库不是装在工作台上，而是装在立柱上的一个托架上。采用刀库在托架的导轨上平行于X方向运动与主轴的上下运动实现换刀。,五、带刀库的

4、自动换刀系统,第二节 自动换刀装置的形式,五、带刀库的自动换刀系统,第二节 自动换刀装置的形式,当刀库的容量大、刀具较重或机床总体布局等原因， 刀库也可作为一个独立部件，装在机床之外。,五、带刀库的自动换刀系统,第二节 自动换刀装置的形式,刀库远离主轴，常常要附加运输装置，来完成刀库与主轴之间刀具的运输。,五、带刀库的自动换刀系统,第二节 自动换刀装置的形式,为了缩短换刀时间，可采用带刀库的双主轴或多主轴换刀系统,五、带刀库的自动换刀系统,第二节 自动换刀装置的形式,第三节 刀 库,一、刀库的形式 盘式刀库,第 三 节 刀 库,一、刀库的形式,第 三 节 刀 库,一、刀库的形式,一、刀库的形式

5、,链式刀库,第 三 节 刀 库,一、刀库的形式,第 三 节 刀 库,一、刀库的形式,第 三 节 刀 库,一、刀库的形式,第 三 节 刀 库,一、刀库的形式,第 三 节 刀 库,二、设计刀库时应考虑的主要问题 合理确定刀库容量 对总体布局和 成本影响机大； 对机床工艺能 力和效率有影响；,第 三 节 刀 库,铣削 904把； 钻削 8014把； 9020把； 1040把较合适； 4160把能满足大多数零件加工,二、设计刀库时应考虑的主要问题,缩短选刀时间 刀库运动速度应适宜 外链式刀库的线速度可达100800mms，盘刀库的转速多为1060s。 要求刀库运行平稳 刀座在刀库中的排列 其它应注意的

6、问题 夹持可靠，刀库防尘、防屑及安全防护等,第 三 节 刀 库,第四节 刀具系统和刀具的选择,一、刀具系统 定义：刀柄及连接各种标准刀具的接长杆结构和规格的标准系统； 我国制定了镗铣床用TSG刀具系统及刀柄标准； TSG工具系统的刀柄标准为直柄及724锥度的锥柄两类，直柄适用于圆柱形主轴孔，锥柄适用于圆锥形主轴孔。 ,第四节 工具系统和刀具的选择,一、工具系统,第四节 工具系统和刀具的选择,二、刀具的选择方式,顺序选择刀具（现在已不用） 任意选择刀具（硬件） 编码方式 刀具编码方式,第四节 工具系统和刀具的选择,二、刀具的选择方式,刀座编码方式,第四节 工具系统和刀具的选择,二、刀具的选择方式

7、,编码附件方式,第四节 工具系统和刀具的选择,三、刀具（刀座）识别装置,接触式刀具识别装置,第四节 工具系统和刀具的选择,三、刀具（刀座）识别装置,2. 非接触式刀具识别装置,第四节 工具系统和刀具的选择,三、刀具（刀座）识别装置,3. 软件选刀 基本思想： 在PLC中建立两个 映射关系： 刀库刀座 存储器地址 刀 具 号 存储器数据,第四节 工具系统和刀具的选择,缓冲单元1,三、刀具（刀座）识别装置,装刀后按装刀情况初始化存储器单元： 换刀后实时修改对应存储器的数据,第四节 工具系统和刀具的选择,缓冲单元1,三、刀具（刀座）识别装置,刀具识别 选刀流程,第四节 工具系统和刀具的选择,三、刀具

8、（刀座）识别装置,刀具的交换及刀号数据表的修改,开始,M06指令PLC,刀具自动交换（所选刀具与主轴中的刀具交换）,主轴旧刀号缓冲单元2 新刀号主轴刀号单元,（缓冲单元2）表序号所指单元（刀库中当前刀座单元）,换刀完成,第四节 工具系统和刀具的选择,第五节 刀具交换装置,定义：实现刀库与机床主轴之间装卸与传递刀 具的装置称为刀具交换装置 一、交换装置的形式 1. 刀库和主轴相对运动实现刀具交换 结构简单 换刀时间长，换刀动作多。,第五节 刀具交换装置,一、交换装置的形式,第五节 刀具交换装置,一、交换装置的形式,2. 由机械手进行刀具交换 双臂回转机械手 能同时抓取和装卸刀库和主轴上的刀具， 动作简单，换刀时间短,