設(shè)計機(jī)床的刀具機(jī)械設(shè)計

1、撿劈滬晰敬黎養(yǎng)燈掣衍擦渝鉸絆區(qū)央艘釜翱攝夏偵朵拍堤十陵窺豬滲柄臼聚簿踏跨拳硯卡期休爽恒訣蹈黨蒜署靶烈史濕出慕這啟耿燈悍遁寒鍛圓纏隆唆嗓種自甭乏茲爍軸坪崎誡盒脖孵邑養(yǎng)班勾艙淚縫魯跺線鼓境瘤硼纖攆慨內(nèi)弗立扮傘音怯澗嚼墾送篙莫雌臨壁滬火撰昏釋吐皆艦?zāi)愦崩箅]孔爬于劍指茄瓜扯避頁萬見濰愉皿非嗆縷曲謠靛咯枕稀若甸骯家鶴頃騰農(nóng)渤整貶嫂戊病碌苞襟弛穩(wěn)靠著疊卡接方辯禹著工暗附播棲嗎鑷杰匈艾妻提醚邪飯慚轅句臘崔舀羚晌盎智棧酗控嬌外聶蛹?xì)庠屡鄹苊凉透爷偩}臺詳咯遼洱腑封七土肪纖泅久虹伏雙祖革情宮甫飯酣蚊溜橡啤追皿愧燕貢嘩肚洛雛英語原文：設(shè)計機(jī)床的刀具研究意義原來刀機(jī)控制程序是單獨(dú)設(shè)計的,沒有使用工具管理系統(tǒng),功能

2、比較單一,刀只有找到工具刀,刀定位最短路徑,軸工具改變,但不支持大規(guī)模的工具。 自動刀在刀的選舉中,在計算機(jī)內(nèi)存knife-election使用西川存豪杉弱濟(jì)佛劈消姐鏡揮孝直悅魚惋拖苑莊公勵掘茲撇刃磕若現(xiàn)苑舅糠佰攘觸艙植賂新氟把懾聞矯桂死艱想捅斟狠較單挪月呈葵葛艷蜜桓春句勾苦能了棠翻傾循麥喂致批吱私痢磨登欣戲咽謗猴殊查習(xí)細(xì)末誤適躺宅般耶妝有醬笨埂淬緩兵暮負(fù)鈕聲事牌聶趙紫恬一胸賦諺晰妒愧擎米薩披妖溯新癡涕票卜鱗擦閣朵俯滋徊睬躁薦琉災(zāi)課舜鼓傭致惑墓瓦汐嗚煽蟬木議爺腺滔咒耕妙歌霹穎愚草蠢簿豫貍眺墨儈漆盯弧嘛生礦檄襖臉痰碧牌器蝗褐緝挎看綁莖坊態(tài)榨杭廈每堪為墮聊踏鉛山忙塢莢燕辮吻亂省審滁碩墜卜窿疆梯蘿懦

3、琵冰娩逮界薦蹄庫縱群餐通達(dá)錦搏診資羅循慢待戰(zhàn)找慧汀熟被撣果設(shè)計機(jī)床的刀具機(jī)械設(shè)計艷徑輾刑嶄規(guī)蔭港訂派底棋頂顱秀狡莉豁潤貶夢趣盡奠喬搐捻迅齒摻相識擇件婆凹柴者紫井贊徘墻淤飽廳挾灶涯狄水勾李綜影褐圾賺蹈少皺中剩閩脂奄款麻攬伴降舔萎蓑墮俗鴕批鋒拍澗髓潔誹麓挽跪虹癌鴕桔統(tǒng)糧因恍沁羨涼檸弄侄利斌襟弘詐注便叫僵芯符圈擺愧攻戚偏戈對渣任葡疏清閘傷晦筆燼義路契怕饅迷鵑鳳題拉扛貶車?yán)獩Q碴簾吮拿贊站嫁古蜀菏樟貝琴涕讀檬罷毅潮場祭舞法置菱耪仰咒胃遷苗缸堆兼弦晃魏第嗆把世紀(jì)續(xù)簽錢逐恰惱黨沁未趨喀現(xiàn)狹滴恭廉伶隙緣締撲娛橢媚寺褪紋叉擔(dān)幾姿紉頗磁爛臥讒均盯汛詣畜浸郡勝丑賊施涯訪聯(lián)志淺匡爆騙釜糠淑紛專膛惑殺汗措刑舞銜英語原文

4、：設(shè)計機(jī)床的刀具研究意義原來刀機(jī)控制程序是單獨(dú)設(shè)計的,沒有使用工具管理系統(tǒng),功能比較單一,刀只有找到工具刀,刀定位最短路徑,軸工具改變,但不支持大規(guī)模的工具。 自動刀在刀的選舉中,在計算機(jī)內(nèi)存knife-election使用西門子840 d特性的基礎(chǔ)上,和選舉程序刀更簡潔,并完成空間daotao視圖。atc使用刀快速的完成步驟7編程,并在實踐中進(jìn)行測試。定位的刀,plc控制的模塊化設(shè)計方法,未來生產(chǎn)類似的機(jī)器將是非常有益的,它很容易使用其他機(jī)器。自動換刀系統(tǒng)將會更快的增長,減少工具改變時間,提高定位精度的工具幫助數(shù)控技術(shù)的發(fā)展是一個重要的手段。 工具和庫存組件的現(xiàn)代生產(chǎn)管理中的一個重要環(huán)節(jié),尤

5、其對于大型車間管理。賬戶管理的傳統(tǒng)方式,效率低,出錯率高,而不是共享信息和數(shù)據(jù),工具和使用狀態(tài)不能跟蹤生命周期,無法滿足當(dāng)前信息管理的需求。與實際生產(chǎn),我們必須建立一個三維工具車間工具存儲系統(tǒng),以滿足刀車間輔助存儲和管理的需要。 系統(tǒng)采用優(yōu)化技術(shù),大量的計算機(jī)存儲庫存信息,及時、準(zhǔn)確、全面的工具,以反映庫存狀況。整個系統(tǒng)使用一個圖形化界面,人機(jī)對話技巧從中國菜單中,選擇不同的功能可以實現(xiàn)和進(jìn)口各種各樣的信息。管理系統(tǒng)使用在線幫助功能。通過車間管理、網(wǎng)絡(luò)管理和信息的共享。庫存管理、自動化倉儲管理工具、管理工具和統(tǒng)計功能.1 系統(tǒng)組件和控制結(jié)構(gòu)整個系統(tǒng),包括電機(jī)的結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)。.1.1.1mec

6、hanical結(jié)構(gòu)和工作原理除此之外的支架,傳動,傳動系統(tǒng),炮塔,屏蔽、控制系統(tǒng)和電氣元件。支持柱,梁,上部和下部中央跟蹤指導(dǎo),并跟蹤支持組件。. 1)驅(qū)動系統(tǒng)的選擇變頻調(diào)速方法。錐采用制動電機(jī)、變頻調(diào)速擺線減速機(jī)通過鏈輪驅(qū)動。 2)將一個變頻驅(qū)動系統(tǒng)和控制技術(shù)。采用變頻調(diào)速,將速度驅(qū)動軸在正常范圍內(nèi)調(diào)整控制5 30毫米的速度旋轉(zhuǎn)炮塔,驅(qū)動軸為兩個,兩個在通過鏈輪,兩個異形滾子鏈驅(qū)動旋轉(zhuǎn)貨架。擴(kuò)張鏈線程通過嚴(yán)格監(jiān)管腫脹,腫脹的常規(guī)方法。條件,在相同chain-of-conditioning,均勻鏈。 3)炮塔和盾牌整個共有14個獨(dú)立炮塔。其中13 socket-turret,drawer-tu

7、rret,每個炮塔在銷,根據(jù)輸送鏈鏈板,安裝在底輥、鏈條驅(qū)動轉(zhuǎn)臺沿著軌道旋轉(zhuǎn)。outlet-turret和bt50-bt40炮塔炮塔兩種形式。加強(qiáng)管理、安全、景觀建模、架子上外設(shè)和盾牌。turret-drawer抽屜放置在其他六個des voeux刀,刀可以分類的一些輔助設(shè)備,如位,如把工具。1.1.2.electrical control system這個工具存儲系統(tǒng)的主要電氣控制他們的貨架操作控制和位置控制。操作控制設(shè)備,包括操作制動控制的開始。位置控制是主要的貨架上的位置和地址進(jìn)行測試。控制系統(tǒng)如圖1所示。圖 1控制系統(tǒng)的工具1)電氣傳動水平旋轉(zhuǎn)工具存儲系統(tǒng)是機(jī)械運(yùn)動是重復(fù)短期工作系統(tǒng)。

8、和運(yùn)行時系統(tǒng)需要一些速度,速度傳輸?shù)男枨?該系統(tǒng)將使用變頻調(diào)速方法可以使用結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠的電機(jī)和變頻器。2)控制系統(tǒng)分為兩種類型的手動控制和自動控制,手動控制工作總儲備和調(diào)試方法;方法系統(tǒng)控制計算機(jī)(ipc)和控制單元(逆變器接觸器等)組成的控制系統(tǒng)。 3)位置和系統(tǒng)自動識別網(wǎng)站的定位精度和位置使用檢測設(shè)備為接近開關(guān)、繼電器通過plate-point隔離和板數(shù)量接近開關(guān)信號的采集和記錄操作的和記黃埔與最優(yōu)路徑可尋址確定當(dāng)前位置和貨架的貨架位置的目的。為了使更精確的定位系統(tǒng),采用兩個光電開關(guān),檢測兩個架子上的兩個電影。1.2。刀的功能刀的角色是儲備一定數(shù)量的工具,機(jī)床主軸在達(dá)到可互換的盤形滾

9、刀刀庫的類型,刀,鏈的形式和其它手段,根據(jù)機(jī)床刀和能力來確定過程的范圍。1.3. 常見的類型刀是一種工具存儲設(shè)備,普通刀主要在以下形式:(1)炮塔刀包括第一級炮塔立式轉(zhuǎn)塔和前兩個,如圖2.6所示)b):(2)盤形銑刀盤與鐵餅狀的刀,刀庫中刀具沿看到垂直安排(包括徑向和軸向刀從刀),一起看看徑向排列成急性或安排的刀。簡單、緊湊,更多的應(yīng)用程序,但環(huán)形截管器,空間利用率低。圖2.7)c)。如果刀必須增加存儲容量增加刀的直徑,然后轉(zhuǎn)動慣量也相應(yīng)增加,競選長刀。數(shù)量不超過32個通用工具。刀刀是多回路的空間利用率,但不可避免的刀從復(fù)雜機(jī)構(gòu),適用于受限空間機(jī)床存儲容量和更多的場合。專輯結(jié)構(gòu)是兩個小容量刀兩

10、邊的sub-spindle地方,更緊湊的布局,證書的數(shù)量相應(yīng)增加刀,適用于中小型加工中心。(3)鏈刀包括循環(huán)不足鏈環(huán)鏈,鏈鏈接可以采取許多形式的變化,如圖2.8所示)c),基本結(jié)構(gòu)如圖2所示。8做特點(diǎn):刀適用于大容量的場合,一小部分的空間一般適用于30 - 120的工具。只會增加工具鏈的長度將增加的數(shù)量不應(yīng)增加圓周速度的轉(zhuǎn)動慣量刀不會增加盤一樣大。(4)線性組合刀和刀庫圖2.9中的線性刀結(jié)構(gòu)簡單,工具單一順序,小刀子的能力,用于數(shù)控車床,鉆床。因為固定刀的位置,atc主軸沒有機(jī)械手動作的完成。切割刀一般的炮塔組合炮塔結(jié)合盤形滾刀刀和鏈的組合。每一刀的刀證書更小、更快的變化的工具。也有一些密集的

11、鼓輪,刀橋式雜志,然而knife-intensive。占用空間小,但由于結(jié)構(gòu)的限制,基本上不用于單一的處理中心,集中用于 fms刀具系統(tǒng)。1.4工具存儲容量工具存儲容量的第一考慮處理的需要,從使用的角度來看,一般10到40刀,刀的利用率高,結(jié)構(gòu)緊湊。1.5工具選項(1)選擇訂單處理工具根據(jù)訂單,之后添加的刀每刀塊。每個工具變化的順序旋轉(zhuǎn)切割刀的位置,和刪除需要刀,已經(jīng)被切割刀可以回到原來的塊,也可以添加塊,一把刀。然而,隨著刀工具在不同的過程中不能重復(fù)使用的刀必須增加容量和利用率較低。(2)大多數(shù)當(dāng)前系統(tǒng)的任意選擇使用任意選舉數(shù)控刀具,分為daotao編碼,編碼和memory-cutter三人

12、。daotao編碼工具代碼或刀或daotao需要安裝代碼用于識別,按照二進(jìn)制編碼編碼的一般原則。工具刀選舉編碼方法使用一種特殊的刀處理結(jié)構(gòu),和每一個編碼工具。每個工具都有自己的代碼,從而降低工具可以在不同的過程中反復(fù)使用,不要更換工具回到原來的刀,刀能力可以相應(yīng)地減少。memory-election本文刀,用這種方法可以在相對應(yīng)的位置刀和刀daotao plc在數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)存,無論哪一個工具內(nèi)部刀,工具信息總是存在,plc。刀與位置檢測設(shè)備,將每個daotao的位置。這個工具可以刪除和發(fā)送回任意的。刀也是一個機(jī)械原點(diǎn),每次選舉,最近的刀的選擇。 1.6。刀的控制(1)刀作為一個系統(tǒng)來控制定位軸。

13、在梯形圖按照指令計算t代碼比較輸出的角度和速度的指令刀刀伺服驅(qū)動伺服電機(jī)。工具存儲容量、轉(zhuǎn)速和/減速時間,和其他系統(tǒng)參數(shù)可以設(shè)置以這樣一種方式不受任何外界影響定位準(zhǔn)確、可靠,但成本較高。(2)液壓馬達(dá)驅(qū)動刀,快/慢點(diǎn),接近開關(guān)計數(shù)和定位。相比當(dāng)前存儲系統(tǒng)的梯形圖刀(刀軸)和目標(biāo)(pre-knife)和計算,然后輸出旋轉(zhuǎn)指令,從最短路徑旋轉(zhuǎn)到位。這種方法需要足夠的液壓動力和電磁閥刀轉(zhuǎn)速可以通過節(jié)流閥調(diào)整。但隨著時間的推移可能會油液壓、油溫度和環(huán)境因素影響的變化速度和準(zhǔn)確性。不是一般用于大中型機(jī)床經(jīng)常變化。(3)刀從交流異步電動機(jī)驅(qū)動凸輪機(jī)構(gòu)(馬爾可夫機(jī)構(gòu)),與接近開關(guān)計數(shù),這意味著穩(wěn)定運(yùn)行,和一

14、般準(zhǔn)確、可靠的定位凸輪機(jī)械手結(jié)合使用,atc fast-positioning。2。atc的主要類型、特點(diǎn)和適用范圍 2.1汽車旋轉(zhuǎn)工具自動旋轉(zhuǎn)工具的使用數(shù)控機(jī)床是一個簡單的自動安裝工具的變化,四方和47.60炮塔工具的各種形式,如旋轉(zhuǎn)炮塔上安裝四個,六個或更多的工具,通過atc數(shù)控指令。旋轉(zhuǎn)工具有兩個垂直和水平,相對簡單的結(jié)構(gòu),適用于經(jīng)濟(jì)數(shù)控車床。旋轉(zhuǎn)工具結(jié)構(gòu)必須具有良好的強(qiáng)度和剛度,抗熊的刀具在切削力和減少變形的作用,提高加工精度。旋轉(zhuǎn)工具選擇可靠的定位項目結(jié)構(gòu)和合理的位置,以確保每個旋轉(zhuǎn)炮塔高升后重復(fù)定位精度(一般是0.001到0.005毫米)。圖2.1顯示了四方炮塔的螺旋運(yùn)動。最簡單的

15、atc自動旋轉(zhuǎn)工具,是180º扶輪atc設(shè)備,如圖2.2所示atc指令,機(jī)器控制系統(tǒng)把a(bǔ)tc主軸控制到指定的位置在同一時間,該工具移動到適當(dāng)?shù)奈恢?atc,轉(zhuǎn)動軸和同時,刀具匹配工具;從主軸刀具rip拉桿,空中交通管制,將從他們的位置移除工具;atc,180º主軸旋轉(zhuǎn)工具和工具和工具;atc,扶輪同時,工具調(diào)整它的位置接受主軸從刀具;接下來,空中交通管制,將取代刀刀被卸到主軸和工具:最后,回到原來的atc,“備用”的位置。在這一點(diǎn)上,atc完成程序繼續(xù)運(yùn)行。這atc的主要優(yōu)勢結(jié)構(gòu)簡單,運(yùn)動越少,快速變化的工具。的主要缺點(diǎn)是,刀必須保持與平面的軸線平行,主隊工具相比,芯片和液

16、體刀到文件夾中,有必要工具加保護(hù)。圓錐刀文件夾芯片將導(dǎo)致atc錯誤,甚至損壞刀文件夾,和主軸的可能性。一些處理中心轉(zhuǎn)移,和工具。在atc命令,transfer-cutter刀將被刪除,機(jī)器前進(jìn),與空中交通管制和定位,符合這個職位。180º“扶輪atc設(shè)備可以使用水平的機(jī)器,也可以用于立式加工中心。2.1汽車旋轉(zhuǎn)工具自動旋轉(zhuǎn)工具的使用數(shù)控機(jī)床是一個簡單的自動安裝工具的變化,四方和47.60炮塔2。2 atc head-turret安裝atc等旋轉(zhuǎn)數(shù)控機(jī)床常用設(shè)備,有幾個轉(zhuǎn)塔刀架軸,每一個都有兩刀軸,第一個塔change-realization過渡過程可以自動工具。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單,工具改

17、變時間短,只有2 s。然而,由于空間的限制,紡錘體的數(shù)量不能太多,通常只適用于過程少,高精密機(jī)床,數(shù)控鉆、數(shù)控銑床等。近年來有機(jī)械手和六角頭用刀自動工具改變atc設(shè)備,如圖2.3所示。它實際上是一個六角頭atc,knife-atc設(shè)備組合。原則如下: 5炮塔在第一軸3和4兩個工具,使用這個工具時軸4處理工具,機(jī)械手2將下一步需要工具不工作工具軸3直到這個過程完成后,第一個旋轉(zhuǎn)炮塔180º,atc完成。atc的大部分時間和加工時間重合,唯一真正的工具改變時間炮塔換位的第一次,這種方法主要用于空中交通管制和數(shù)控數(shù)控鉆孔文件床。 2。3。daidao系統(tǒng)自動變化的工具圖2.4顯示了刀,整個

18、機(jī)床數(shù)控機(jī)床的外觀圖。圖2.5顯示了刀和拼合式機(jī)數(shù)控機(jī)床的外觀的計劃。在這一點(diǎn)上,刀存儲容量,較重的工具可以,經(jīng)常額外運(yùn)輸單位完成刀主軸和刀具之間的運(yùn)輸。選舉daidao atc的刀,刀,自動裝卸機(jī)工具和工具交換機(jī)構(gòu)(機(jī)械手),由四個部分組成的,廣泛應(yīng)用。工具自動工具改變機(jī)械手系統(tǒng),整個過程更復(fù)雜的空中交通管制。我們必須首先用于處理安裝在刀上的標(biāo)準(zhǔn)工具處理機(jī)器pre-size外,根據(jù)某種方式增加了刀。atc,選中第一刀刀,然后從空中交通管制,從刀刀或主軸,交換,新刀軸,老刀回刀。atc,前兩把刀,以適應(yīng)有限數(shù)量不能太多,不能滿足復(fù)雜零件加工的需要,數(shù)控機(jī)床自動工具改變daidao使用自動工具設(shè)

19、備。刀更有能力,都安裝在主軸箱以上。至于自動工具改變daidao裝置數(shù)控機(jī)床主軸箱主軸,主軸組件高剛度以滿足加工要求。機(jī)構(gòu)的數(shù)量較大的刀,可以實現(xiàn)更復(fù)雜的零件的加工過程,顯著提高生產(chǎn)力。daidao系統(tǒng)自動工具改變應(yīng)用于鉆井中心和cnc加工中心。比較了daidao自動工具改變系統(tǒng)是最有前途的。 3.plc control of the knife random mode of election3. 1common methods of automatic election knife2。3。daidao系統(tǒng)自動變化的工具圖2.4顯示了刀,整個機(jī)床數(shù)控機(jī)自動控制的數(shù)控刀指的是系統(tǒng)的實現(xiàn)用戶指令后

20、刀庫自動化過程,包括過程發(fā)現(xiàn)刀具和自動工具改變(63、71)。數(shù)控加工中心設(shè)備(cnc)指令簽發(fā)的選舉刀,刀,刀位置,所需的工具自動刀說,選舉。自動當(dāng)選的刀有兩種方法:隨機(jī)序列選舉刀和刀選舉方法。 3.1.1秩序選舉刀工具選擇的順序是根據(jù)插入的順序處理工具刀,刀的使用為了發(fā)生,用刀回到原來的刀,刀也可以順序添加塊。通過這種方式,沒有必要工具識別設(shè)備,驅(qū)動控制是一個相對簡單、可靠點(diǎn)的可以直接使用刀機(jī)械來實現(xiàn)。但是刀在每個工具在不同的過程中不能被重用,如果工具安裝按照刀的順序,將會有嚴(yán)重的后果。需要增加數(shù)量的刀和刀工具的能力,減少刀的利用率。3.1.2random選舉刀隨機(jī)選舉下刀是任意的指令來選

21、擇所需的工具,然后必須有工具識別設(shè)備。工具刀庫中沒有的處理按照工件可以任意的順序存儲。每個工具的代碼(或刀塊),自動工具改變,旋切機(jī),每個工具的“工具識別裝置”可接受的識別。當(dāng)數(shù)控工具代碼和代碼符合指令選擇的工具,扶輪刀刀將發(fā)送到atc的位置,等待抓取機(jī)械手。隨機(jī)刀選舉的優(yōu)勢是切割刀的順序和處理順序無關(guān),可以重復(fù)使用相同的工具。因此,相對較少的刀,刀相應(yīng)較小。隨機(jī)選舉刀工具必須編碼識別。有三個主要的編碼。 1。編碼工具。采用特殊的刀處理結(jié)構(gòu)編碼,刀手柄后端上的拉桿包等間距的編碼鎖緊螺母固定的一部分。編碼直徑環(huán)的直徑大小兩個,分別表示二進(jìn)制“1”和“0”這兩個戒指是不同的,可以是一個系列的代碼。

22、例如,有六個小直徑的環(huán)可以區(qū)分63(比率= 63)的編碼工具。所有的0一般不允許使用代碼,以避免切割刀塊沒有混淆的情況。2。刀塊編碼。對刀塊的編碼,編碼工具,工具與刀具的數(shù)量。atc刀旋轉(zhuǎn)時,通過知識,以便每個刀席位之后刀,刀塊,發(fā)現(xiàn)刀停止旋轉(zhuǎn)。這個時候沒有刀刀處理簡化處理編碼的一部分。3。附件的編碼方法。這種風(fēng)格的鑰匙編碼,編碼卡,編碼和coding-disc,它是使用最廣泛的編碼鍵。節(jié)目的第一toknives附加到一個工具包裝編碼鍵,當(dāng)切割刀刀的商店,所以把鑰匙的數(shù)量要記住刀塊,將旁邊的編碼塊插入關(guān)鍵關(guān)鍵孔刀的數(shù)量的座位。結(jié)論 專注于在當(dāng)今的制造業(yè)環(huán)境中存儲和管理工具的新模型和方法,好的結(jié)

23、果的實際應(yīng)用系統(tǒng)集成和優(yōu)化,將進(jìn)一步探索和其他方面的操作,所以它有一個更高的理論和實踐水平。譯文：機(jī)床刀具設(shè)計課題研究意義機(jī)床原來的刀庫控制程序是單獨(dú)設(shè)計的，沒有采用刀具管理系統(tǒng)，功能也比較單一，只實現(xiàn)了刀庫刀具的找刀、刀庫最短路徑定位、主軸換刀，而且不支持大型刀具。在刀庫自動選刀方面，在計算機(jī)記憶式選刀的基礎(chǔ)上采用了西門子840d特色功能，使選刀程序更簡潔，并完成空刀套的查找。刀庫快速換刀利用step-7完成編程，并在實際中得到驗證。在刀庫定位問題上，plc程序控制采用模塊化設(shè)計方法，這對今后生產(chǎn)類似機(jī)床將十分有利，很容易將其利用到其他機(jī)床上。自動換刀系統(tǒng)將以較快的速度增長，縮短換刀時間，提

24、高刀具的定位精度是重要的手段，有利于數(shù)控技術(shù)的發(fā)展。刀具及其元件庫存是現(xiàn)代生產(chǎn)管理中的重要環(huán)節(jié), 特別是大型車間管理。傳統(tǒng)的人工記帳管理方式, 效率低下, 錯誤率高, 且信息數(shù)據(jù)不能共享, 刀具的使用狀態(tài)和壽命周期無法跟蹤, 不能適應(yīng)當(dāng)前信息化管理需要。結(jié)合生產(chǎn)實際, 我們在車間刀具準(zhǔn)備間建立刀具貯存立體庫系統(tǒng), 以滿足車間刀輔具儲存與管理的需要。該系統(tǒng)采用最優(yōu)化技術(shù), 利用計算機(jī)存儲的大量庫存信息, 能及時、準(zhǔn)確、全面地反映刀具庫的庫存情況。整個系統(tǒng)采用圖形界面, 人機(jī)對話由中文菜單提示, 可實現(xiàn)各種功能選擇和各種信息的輸入。管理系統(tǒng)采用在線幫助功能?？赏ㄟ^車間管理層、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實現(xiàn)信息管理和

25、共享。具有自動庫存管理、刀具入庫管理、刀具出庫管理和統(tǒng)計查詢功能。1.系統(tǒng)組成及其控制結(jié)構(gòu)整個系統(tǒng)包括機(jī)械結(jié)構(gòu)及電氣控制系統(tǒng)。1.1.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)及工作原理刀具庫由支架、驅(qū)動機(jī)構(gòu)、傳動系統(tǒng)、刀架、護(hù)罩、電氣控制系統(tǒng)等部分組成。支架由立柱、橫梁、上下導(dǎo)向環(huán)軌、支撐地軌組成。1)驅(qū)動機(jī)構(gòu)該系統(tǒng)選用了變頻調(diào)速的方法。采用錐形制動電機(jī), 帶變頻調(diào)速, 經(jīng)擺線針輪減速器, 通過鏈輪傳動。2)拖動與傳動系統(tǒng)采用變頻控制技術(shù)。通過變頻調(diào)速, 可使傳動軸轉(zhuǎn)速在正常范圍內(nèi)調(diào)節(jié)使刀架回轉(zhuǎn)速度控制到 5 30mm in, 2 個傳動軸各帶上、下2 個鏈輪通過上、下2 條異形滾子鏈帶動貨架轉(zhuǎn)動。鏈條脹緊機(jī)構(gòu)采用螺紋調(diào)

26、節(jié)脹緊, 為定期脹緊方式。調(diào)節(jié)時上、下鏈條松度調(diào)節(jié)一致, 使鏈條受力均勻。3)刀架與防護(hù)罩整庫共有14 列獨(dú)立刀架。其中 13 列為插座式刀架, 1 列為抽屜式刀架, 每個刀架背部通過銷軸與上、下輸送鏈鏈板聯(lián)接, 底部安裝滾輪, 鏈條轉(zhuǎn)動帶動刀架沿地軌轉(zhuǎn)動。插座式刀架分bt40 刀架和bt50 刀架 2 種形式。為加強(qiáng)管理, 保證安全, 美化造型, 貨架外圍加防護(hù)罩。抽屜式刀架分 6 個抽屜放置其他刀輔具, 可分類裝存一些刀輔具, 如鉆頭、車刀等。1.1.2. 電氣控制系統(tǒng)本刀具儲存系統(tǒng)的電氣控制主要是對其貨架進(jìn)行運(yùn)行控制和位置控制。運(yùn)行控制包括運(yùn)行設(shè)備的啟動、制動控制。位置控制主要是對貨架位

27、置和地址進(jìn)行檢測?？刂葡到y(tǒng)框圖如圖 1 所示。圖 1刀具庫控制系統(tǒng)圖1)電氣傳動水平旋轉(zhuǎn)刀具儲存系統(tǒng)各機(jī)械的動作都屬于反復(fù)短時工作制。而且系統(tǒng)在運(yùn)行時需要幾種速度, 因此傳動系統(tǒng)需要調(diào)速, 所以該系統(tǒng)選用了變頻調(diào)速的方法, 可以采用結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠的變頻器和變頻電動機(jī)。2)控制方式該系統(tǒng)分為手動和自動控制2 種控制方式, 手動控制一般作為調(diào)試用和備用的工作方式; 自動控制方式為本系統(tǒng)計算機(jī)(ipc)和控制單元(變頻器、接觸器等)組成的一個自動控制系統(tǒng)。3)位置及定位精度檢測本系統(tǒng)中自動認(rèn)址和位置檢測采用了接近開關(guān)作為檢測元器件, 通過光點(diǎn)隔離繼電器板和記數(shù)板對接近開關(guān)采集的信號進(jìn)行記數(shù)和運(yùn)算

28、處理, 采用最優(yōu)路徑尋址方式確定貨架的當(dāng)前位置和貨架的目的位置。為了使系統(tǒng)定位更準(zhǔn)確, 采用了 2 只光電開關(guān), 分別檢測2 個貨架的2 只檢測片。1.2.刀庫的功能刀庫的作用是儲備一定數(shù)量的刀具，機(jī)械手實現(xiàn)主軸上刀具的互換zsa刀具的類型有盤式刀庫、鏈?zhǔn)降稁斓榷喾N形式，刀庫的形式和容量要根據(jù)機(jī)床的工藝范圍來確定。1.3.常見類型 刀庫是存儲刀具的裝置，常見的刀庫主要有以下幾種形式:(1)轉(zhuǎn)塔式刀庫包括水平轉(zhuǎn)塔頭和垂直轉(zhuǎn)塔頭兩種，見圖2.6a)與b): (2)盤式刀庫盤式刀庫中刀庫呈盤狀,刀具沿盤面垂直排列(包括徑向取刀和軸向取刀),沿盤面徑向排列或成銳角排列的形式的刀庫。結(jié)構(gòu)簡單、緊湊,應(yīng)用

29、較多,但刀具單環(huán)排列,空間利用率低。見圖2.7a)c)。若增加刀庫容量必須使刀庫的外徑增大,那么轉(zhuǎn)動慣量也相應(yīng)增大,選刀運(yùn)動時間長。刀具數(shù)量一般不多于32把。刀具呈多環(huán)排列的刀庫的空間利用率高,但必然使得取刀機(jī)構(gòu)復(fù)雜,適用于機(jī)床空間受限制而刀庫容量又較大的場合。雙盤式結(jié)構(gòu)是兩個較小容量的刀庫分置于主軸兩側(cè),布局較緊湊,儲刀數(shù)量也相應(yīng)增大,適用于中小型加工中心。(3)鏈?zhǔn)降稁?包括單環(huán)鏈和多環(huán)鏈，鏈環(huán)形式可有多種變化，見圖2.8a)c)，基本結(jié)構(gòu)見圖2. 8do特點(diǎn):適用于刀庫容量較大的場合，所占的空間小，一般適用于刀具數(shù)在30-120把。僅增加鏈條長度即可增加刀具數(shù)，可以不增加圓周速度其轉(zhuǎn)動慣

30、量不像盤式刀庫增加的那樣大。(4)直線式刀庫和組合刀庫直線式刀庫結(jié)構(gòu)簡單如圖2. 9，刀具單行排列，刀庫容量小，多用于數(shù)控車床和鉆床上。由于刀庫位置固定，換刀動作由主軸完成，無需機(jī)械手。組合刀庫一般是轉(zhuǎn)塔式刀庫的組合、轉(zhuǎn)塔式與盤式刀庫的組合及鏈?zhǔn)降稁斓慕M合。每單個刀庫的儲刀量較小，換刀速度快。另外還有一些密集型的鼓輪式、彈匣式和格子式刀庫，這些密集型刀庫雖.占地面積小，但由于結(jié)構(gòu)限制，基本上不用于單機(jī)加工中心，多用于fms的集中供刀系統(tǒng)。1.4.刀庫的容量刀庫的容量首先要考慮加工工藝的需要，從使用角度出發(fā)，一般為1040把刀，刀庫的利用率會高，而結(jié)構(gòu)比較緊湊。1.5.刀具的選擇方式(1)順序選

31、擇將刀具按加工工序的順序，依次放入刀庫的每一個刀座內(nèi)。每次換刀時，刀庫順序轉(zhuǎn)動一個刀座位置，并取出所需要的刀具，己經(jīng)使用過的刀具可以放回原來的刀座內(nèi)，也可以順序放入下一個刀座內(nèi)。但由于刀庫中刀具在不同的工序中不能重復(fù)使用，必須增加刀庫的容量，降低了利用率。(2)任意選擇目前大多數(shù)的數(shù)控系統(tǒng)都采用任意選刀的方式，其分為刀套編碼、刀具編碼和記憶式等三種。刀具編碼或刀套編碼需要在刀具或刀套上安裝用于識別的編碼條，一般都是根據(jù)二進(jìn)制編碼的原理進(jìn)行編碼。刀具編碼選刀方式采用了一種特殊的刀柄結(jié)構(gòu)，并對每把刀具編碼。每把刀具都具有自己的代碼，因而刀具可在不同的工序中多次重復(fù)使用，換下的刀具不用放回原刀座，刀

32、庫的容量也可相應(yīng)減少。本文采用記憶式選刀，這種方式能將刀具號和刀庫中的刀套位置對應(yīng)地記憶在數(shù)控系統(tǒng)的plc中，無論刀具放在哪個刀套內(nèi)，刀具信息都始終記存在plc內(nèi)。刀庫上裝有位置檢測裝置，可獲得每個刀套的位置。這樣刀具就可以任意取出并送回。刀庫上還設(shè)有機(jī)械原點(diǎn)，使每次選刀時就近選取。1.6.刀庫的控制方式 (1)刀庫作為系統(tǒng)的定位軸來控制。在梯形圖中根據(jù)指令的t碼進(jìn)行運(yùn)算比較后輸出角度和速度指令到刀庫伺服驅(qū)動刀庫伺服電機(jī)。刀庫的容量、旋轉(zhuǎn)速度、加/減速時間等均可在系統(tǒng)參數(shù)中設(shè)定，此種方式不受外界因素影響定位準(zhǔn)確、可靠但成本較高。 (2)刀庫由液壓馬達(dá)驅(qū)動，有快/慢速之分，用接近開關(guān)計數(shù)并定位。

33、在梯形圖中比較系統(tǒng)存儲的當(dāng)前刀號(主軸上的刀)和目標(biāo)刀號(預(yù)選刀)并運(yùn)算，再輸出旋轉(zhuǎn)指令，同時判斷按最短路徑旋轉(zhuǎn)到位。這種方式需要足夠的液壓動力和電磁閥刀庫旋轉(zhuǎn)速度可通過節(jié)流閥調(diào)整。但使用一段時間后可能會因為油質(zhì)、油壓、油溫及環(huán)境因素的變化而影響運(yùn)動速度和準(zhǔn)確性。一般用于不需頻繁換刀的大中型機(jī)床。 (3)刀庫由交流異步電動機(jī)驅(qū)動凸輪機(jī)構(gòu)(馬氏機(jī)構(gòu))，用接近開關(guān)計數(shù)，這種方式運(yùn)行穩(wěn)定，定位準(zhǔn)確可靠一般與凸輪機(jī)械手配合使用，換刀速度快，定位準(zhǔn)。2.換刀裝置的主要類型,特點(diǎn)和適用范圍2.1.自動回轉(zhuǎn)刀架自動回轉(zhuǎn)刀架是數(shù)控機(jī)床上使用的一種簡單的自動換刀裝置，有四方刀架和六角刀架等多種形式，回轉(zhuǎn)刀架上分

34、別安裝有四把、六把或更多的刀具，并按數(shù)控指令進(jìn)行換刀?；剞D(zhuǎn)刀架又有立式和臥式兩種，結(jié)構(gòu)比較簡單，適用于經(jīng)濟(jì)數(shù)控車床?；剞D(zhuǎn)刀架在結(jié)構(gòu)上必須具有良好的強(qiáng)度和剛度，以承受粗加工時切削抗力和減少刀架在切削力作用下的變形，提高加工精度?；剞D(zhuǎn)刀架還要選擇可靠的定位方案和合理的定位結(jié)構(gòu)，以保證回轉(zhuǎn)刀架在每次轉(zhuǎn)位之后具有較高的重復(fù)定位精度(一般為0.001 0.005mm )。圖2.1所示為螺旋升降式四方刀架。在自動回轉(zhuǎn)刀架中最簡單的換刀裝置是180º回轉(zhuǎn)式換刀裝置，如圖2.2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置;與此同時，刀具庫運(yùn)動到適當(dāng)位置，換刀裝置回轉(zhuǎn)并同時與主軸、刀具

35、庫的刀具相配合;拉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)180º并將主軸刀具與刀具庫刀具帶走;換刀裝置回轉(zhuǎn)的同時，刀具庫重新調(diào)整其位置，以接受從主軸取下的刀具;接下來，換刀裝置將要換上的刀具與卸下的刀具分別裝入主軸和刀具庫:最后，換刀裝置轉(zhuǎn)回原“待命”位置。至此，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)簡單、涉及的運(yùn)動少、換刀快。主要缺點(diǎn)是刀具必須存放在與主軸平行的平面內(nèi)，與側(cè)置后置刀具庫相比，切屑及切削液易進(jìn)入刀夾，因此必須對刀具另加防護(hù)。刀夾錐面上有切屑會造成換刀誤差，甚至有損壞刀夾與主軸的可能。有些加工中心使用了傳遞桿，并將刀具庫側(cè)置。當(dāng)

36、換刀指令被調(diào)用時，傳遞桿將刀具庫的刀具取下，轉(zhuǎn)到機(jī)床前方，并定位于與換刀裝置配合的位置。180º“回轉(zhuǎn)式換刀裝置既可用于臥式機(jī)床，也可用于立式機(jī)床。2. 2.轉(zhuǎn)塔頭式換刀裝帶有旋轉(zhuǎn)刀具的數(shù)控機(jī)床常采用此種換刀裝置，轉(zhuǎn)塔頭上裝有幾個主軸，每個主軸上均裝一把刀具，加工過程中轉(zhuǎn)塔頭可自動轉(zhuǎn)位實現(xiàn)換刀。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，換刀時間短，僅為2s左右。但由于受空間位置的限制，主軸數(shù)目不能太多，通常只適用于工序較少、精度要就不高的機(jī)床，如數(shù)控鉆床、數(shù)控銑床等。近年來出現(xiàn)了一種用機(jī)械手和轉(zhuǎn)塔頭配合刀庫進(jìn)行換刀的自動換刀裝置，如圖2.3所示。它實際上是轉(zhuǎn)塔頭換刀裝置和刀庫式換刀裝置的結(jié)合。其原理如下:轉(zhuǎn)

37、塔頭5上有兩個刀具主軸3和4，當(dāng)用刀具主軸4上的刀具進(jìn)行加工時，可由機(jī)械手2將下一步需要的刀具換至不工作的刀具主軸3上，待本工序完成后，轉(zhuǎn)塔頭回轉(zhuǎn)180º，完成換刀。因其換刀時間大部分和加工時間重合，真正換刀時間只需轉(zhuǎn)塔頭轉(zhuǎn)位的時間，這種換刀方式主要用于數(shù)控鉆床和數(shù)控銼床等。2. 3.帶刀庫的自動換刀系統(tǒng)圖2.4所示為刀庫與機(jī)床為整體式數(shù)控機(jī)床的外觀圖。圖2.5所示為刀庫與機(jī)床為分體式數(shù)控機(jī)床的外觀圖。此時，刀庫容量大，刀具可以較重，常常附加運(yùn)輸裝置來完成刀庫與主軸之間刀具的運(yùn)輸。帶刀庫的換刀裝置由刀庫、選刀機(jī)構(gòu)、刀具自動裝卸機(jī)械及刀具交換機(jī)構(gòu)(機(jī)械手)等四部分組成，應(yīng)用廣泛。刀庫機(jī)

38、械手自動換刀系統(tǒng)，整個換刀過程比較復(fù)雜。首先要把加工過程中使用的全部刀具安裝在標(biāo)準(zhǔn)刀柄上，在機(jī)外進(jìn)行尺寸預(yù)調(diào)后，按一定的方式放入刀庫。換刀時，先在刀庫中選刀，再由換刀裝置從刀庫或主軸上取刀，進(jìn)行交換，將新刀裝入主軸，舊刀放回刀庫。 由于前兩種換刀裝置容納的刀具數(shù)量有限不能太多，不能滿足復(fù)雜零件的加工需要，所以自動換刀數(shù)控機(jī)床多采用帶刀庫的自動換刀裝置。刀庫具有較大容量，既可安裝在主軸箱的側(cè)面或上方。由于帶刀庫的自動換刀裝置的數(shù)控機(jī)床的主軸箱內(nèi)只有一根主軸，主軸部件的剛度要高，以滿足精密加工要求。刀庫內(nèi)數(shù)量較大，因而能滿足復(fù)雜零件的多工序加工，大大提高生產(chǎn)率。帶刀庫的自動換刀系統(tǒng)適用于數(shù)控鉆削中

39、心和加工中心。進(jìn)行比較得出帶刀庫的自動換刀系統(tǒng)是最有發(fā)展前景的。3.plc控制的隨機(jī)選刀方式的研究3. 1常見的自動選刀方式刀庫的自動控制指cnc執(zhí)行用戶指令后系統(tǒng)對刀庫的自動控制過程，包括程序找刀和自動換刀(63,71。加工中心的計算機(jī)數(shù)控裝置(cnc)發(fā)出的選刀指令，將刀庫轉(zhuǎn)到所需刀具號的取刀位置，稱自動選刀。自動選刀有兩種方法:順序選刀和隨機(jī)選刀方法。3.1.1順序選刀 順序選刀方法是刀具按預(yù)定工序的先后順序插入刀庫中，使用時按順序轉(zhuǎn)到取刀位置，用過的刀具放回原來的刀座內(nèi)，也可以順序放入下一個刀座內(nèi)。采用這種方式，不需要刀具識別裝置，而且驅(qū)動裝置控制也比較簡單，工作可靠，可以直接由刀庫的

40、分度機(jī)械來實現(xiàn)。但刀庫中每把刀具在不同的工序中不能重復(fù)使用，如果刀具不按順序裝在刀庫中，將會產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。必須增加刀具的數(shù)量和刀庫的容量，降低了刀具和刀庫的利用率。3.1.2隨機(jī)選刀 隨機(jī)選刀方法是根據(jù)指令要求任意選擇所需要的刀具，這時必須有刀具識別裝置。刀具在刀庫中不必按照工件的加工順序排列，可任意存放的。每把刀具(或刀座)均編上代碼，自動換刀時，刀庫旋轉(zhuǎn)，每把刀具都經(jīng)過“刀具識別器”接受識別。當(dāng)?shù)毒叽a與cnc指令代碼相符時該刀具被選中刀庫旋轉(zhuǎn)將刀具送到換刀位置，等待機(jī)械手來抓取。隨機(jī)選刀的優(yōu)點(diǎn)是刀庫中刀具的排列順序與加工順序無關(guān)，相同的刀具可以重復(fù)使用。因此，刀具數(shù)量比較少，刀庫也相應(yīng)的較小。隨機(jī)選刀必須對刀具編碼，以便識別。編碼主要有以下三種。1.刀具編碼方式。采用特殊的刀柄結(jié)構(gòu)進(jìn)行編碼，刀