設(shè)計(jì)機(jī)床的刀具機(jī)械

英語原文：設(shè)計(jì)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(jì)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(dòng)刀在刀的選舉中,在計(jì)算機(jī)內(nèi)存knife-election使用西門子840D特性的基礎(chǔ)上,和選舉程序刀更簡(jiǎn)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(shí)踐中進(jìn)行測(cè)試。定位的刀,PLC控制的模塊化設(shè)計(jì)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(dòng)換刀系統(tǒng)將會(huì)更快的增長(zhǎng),減少工具改變時(shí)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(gè)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(gè)重要環(huán)節(jié),尤其對(duì)于大型車間管理。賬戶管理的傳統(tǒng)方式,效率低,出錯(cuò)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(shí)際生產(chǎn),我們必須建立一個(gè)三維工具車間工具存儲(chǔ)系統(tǒng),以滿足刀車間輔助存儲(chǔ)和管理的需要。。系統(tǒng)采用優(yōu)化技術(shù),大量的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)庫存信息,及時(shí)、準(zhǔn)確、全面的工具,以反映庫存狀況。整個(gè)系統(tǒng)使用一個(gè)圖形化界面,人機(jī)對(duì)話技巧從中國(guó)菜單中,選擇不同的功能可以實(shí)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(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)管理工具、管理工具和統(tǒng)計(jì)功能.系統(tǒng)組件和控制結(jié)構(gòu)整個(gè)系統(tǒng),包括電機(jī)的結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)。.1.1.1Mechanical結(jié)構(gòu)和工作原理除此之外的支架,傳動(dòng),傳動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)的選擇變頻調(diào)速方法。錐采用制動(dòng)電機(jī)、變頻調(diào)速擺線減速機(jī)通過鏈輪驅(qū)動(dòng)。

2)將一個(gè)變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制技術(shù)。采用變頻調(diào)速,將速度驅(qū)動(dòng)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(dòng)軸為兩個(gè),兩個(gè)在通過鏈輪,兩個(gè)異形滾子鏈驅(qū)動(dòng)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(gè)共有14個(gè)獨(dú)立炮塔。其中13socket-Turret,drawer-Turret,每個(gè)炮塔在銷,根據(jù)輸送鏈鏈板,安裝在底輥、鏈條驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)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(gè)DesVoeux刀,刀可以分類的一些輔助設(shè)備,如位,如把工具。1.1.2.ElectricalControlSystem這個(gè)工具存儲(chǔ)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(dòng)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(cè)試?？刂葡到y(tǒng)如圖1所示。圖1控制系統(tǒng)的工具1)電氣傳動(dòng)水平旋轉(zhuǎn)工具存儲(chǔ)系統(tǒng)是機(jī)械運(yùn)動(dòng)是重復(fù)短期工作系統(tǒng)。和運(yùn)行時(shí)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(jiǎn)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(dòng)控制和自動(dòng)控制,手動(dòng)控制工作總儲(chǔ)備和調(diào)試方法;方法系統(tǒng)控制計(jì)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(dòng)識(shí)別網(wǎng)站的定位精度和位置使用檢測(cè)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(hào)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(gè)光電開關(guān),檢測(cè)兩個(gè)架子上的兩個(gè)電影。1.2。刀的功能刀的角色是儲(chǔ)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(chǔ)設(shè)備,普通刀主要在以下形式:(1)炮塔刀包括第一級(jí)炮塔立式轉(zhuǎn)塔和前兩個(gè),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(jiǎn)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(chǔ)容量增加刀的直徑,然后轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也相應(yīng)增加,競(jìng)選長(zhǎng)刀。數(shù)量不超過32個(gè)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(chǔ)容量和更多的場(chǎng)合。專輯結(jié)構(gòu)是兩個(gè)小容量刀兩邊的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(chǎng)合,一小部分的空間一般適用于30-120的工具。只會(huì)增加工具鏈的長(zhǎng)度將增加的數(shù)量不應(yīng)增加圓周速度的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量刀不會(huì)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(jiǎn)單,工具單一順序,小刀子的能力,用于數(shù)控車床,鉆床。因?yàn)楣潭ǖ兜奈恢?ATC主軸沒有機(jī)械手動(dòng)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(chǔ)容量工具存儲(chǔ)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(xiàng)(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(gè)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。Daotao編碼工具代碼或刀或Daotao需要安裝代碼用于識(shí)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(gè)編碼工具。每個(gè)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(duì)應(yīng)的位置刀和刀DaotaoPLC在數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)存,無論哪一個(gè)工具內(nèi)部刀,工具信息總是存在,PLC。刀與位置檢測(cè)設(shè)備,將每個(gè)Daotao的位置。這個(gè)工具可以刪除和發(fā)送回任意的。刀也是一個(gè)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(gè)系統(tǒng)來控制定位軸。在梯形圖按照指令計(jì)算T代碼比較輸出的角度和速度的指令刀刀伺服驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)。工具存儲(chǔ)容量、轉(zhuǎn)速和/減速時(shí)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(dòng)刀,快/慢點(diǎn),接近開關(guān)計(jì)數(shù)和定位。相比當(dāng)前存儲(chǔ)系統(tǒng)的梯形圖刀(刀軸)和目標(biāo)(pre-knife)和計(jì)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(dòng)力和電磁閥刀轉(zhuǎn)速可以通過節(jié)流閥調(diào)整。但隨著時(shí)間的推移可能會(huì)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(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)(馬爾可夫機(jī)構(gòu)),與接近開關(guān)計(jì)數(shù),這意味著穩(wěn)定運(yùn)行,和一般準(zhǔn)確、可靠的定位凸輪機(jī)械手結(jié)合使用,ATCfast-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(dòng)旋轉(zhuǎn)工具的使用數(shù)控機(jī)床是一個(gè)簡(jiǎn)單的自動(dòng)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(gè),六個(gè)或更多的工具,通過ATC數(shù)控指令。旋轉(zhuǎn)工具有兩個(gè)垂直和水平,相對(duì)簡(jiǎn)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(xiàng)目結(jié)構(gòu)和合理的位置,以確保每個(gè)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(dòng)。最簡(jiǎn)單的ATC自動(dòng)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ATC主軸控制到指定的位置在同一時(shí)間,該工具移動(dòng)到適當(dāng)?shù)奈恢?ATC,轉(zhuǎn)動(dòng)軸和同時(shí),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(shí),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(shì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,運(yùn)動(dòng)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(duì)工具相比,芯片和液體刀到文件夾中,有必要工具加保護(hù)。圓錐刀文件夾芯片將導(dǎo)致ATC錯(cuò)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(gè)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(dòng)旋轉(zhuǎn)工具的使用數(shù)控機(jī)床是一個(gè)簡(jiǎn)單的自動(dòng)安裝工具的變化,四方和47.60炮塔2。2ATChead-turret安裝ATC等旋轉(zhuǎn)數(shù)控機(jī)床常用設(shè)備,有幾個(gè)轉(zhuǎn)塔刀架軸,每一個(gè)都有兩刀軸,第一個(gè)塔change-realization過渡過程可以自動(dòng)工具。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,工具改變時(shí)間短,只有2s。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(dòng)工具改變ATC設(shè)備,如圖2.3所示。它實(shí)際上是一個(gè)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(gè)工具,使用這個(gè)工具時(shí)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(gè)過程完成后,第一個(gè)旋轉(zhuǎn)炮塔180o,ATC完成。ATC的大部分時(shí)間和加工時(shí)間重合,唯一真正的工具改變時(shí)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?cái)?shù)控鉆孔文件床。2。3。Daidao系統(tǒng)自動(dòng)變化的工具圖2.4顯示了刀,整個(gè)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(jì)劃。在這一點(diǎn)上,刀存儲(chǔ)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DaidaoATC的刀,刀,自動(dòng)裝卸機(jī)工具和工具交換機(jī)構(gòu)(機(jī)械手),由四個(gè)部分組成的,廣泛應(yīng)用。工具自動(dòng)工具改變機(jī)械手系統(tǒng),整個(gè)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(dòng)工具改變Daidao使用自動(dòng)工具設(shè)備。刀更有能力,都安裝在主軸箱以上。至于自動(dòng)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(shí)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(dòng)工具改變應(yīng)用于鉆井中心和CNC加工中心。比較了Daidao自動(dòng)工具改變系統(tǒng)是最有前途的。3.PLCcontrolofthekniferandommodeofelection3.1Commonmethodsofautomaticelectionknife2。3。Daidao系統(tǒng)自動(dòng)變化的工具圖2.4顯示了刀,整個(gè)機(jī)床數(shù)控機(jī)自動(dòng)控制的數(shù)控刀指的是系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)用戶指令后刀庫自動(dòng)化過程,包括過程發(fā)現(xiàn)刀具和自動(dòng)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(dòng)刀說,選舉。自動(dòng)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(shí)別設(shè)備,驅(qū)動(dòng)控制是一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單、可靠點(diǎn)的可以直接使用刀機(jī)械來實(shí)現(xiàn)。但是刀在每個(gè)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(huì)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擇所需的工具,然后必須有工具識(shí)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(chǔ)。每個(gè)工具的代碼(或刀塊),自動(dòng)工具改變,旋切機(jī),每個(gè)工具的“工具識(shí)別裝置”可接受的識(shí)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(shì)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(duì)較少的刀,刀相應(yīng)較小。隨機(jī)選舉刀工具必須編碼識(shí)別。有三個(gè)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(gè),分別表示二進(jìn)制“1”和“0”這兩個(gè)戒指是不同的,可以是一個(gè)系列的代碼。例如,有六個(gè)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(duì)刀塊的編碼,編碼工具,工具與刀具的數(shù)量。ATC刀旋轉(zhuǎn)時(shí),通過知識(shí),以便每個(gè)刀席位之后刀,刀塊,發(fā)現(xiàn)刀停止旋轉(zhuǎn)。這個(gè)時(shí)候沒有刀刀處理簡(jiǎn)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(gè)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(chǔ)和管理工具的新模型和方法,好的結(jié)果的實(shí)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(gè)更高的理論和實(shí)踐水平。譯文：機(jī)床刀具設(shè)計(jì)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(jì)的，沒有采用刀具管理系統(tǒng)，功能也比較單一，只實(shí)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(dòng)選刀方面，在計(jì)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(jiǎn)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(shí)際中得到驗(yàn)證。在刀庫定位問題上，PLC程序控制采用模塊化設(shè)計(jì)方法，這對(duì)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(dòng)換刀系統(tǒng)將以較快的速度增長(zhǎng)，縮短換刀時(shí)間，提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(cuò)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(shí)際,我們?cè)谲囬g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(chǔ)存與管理的需要。該系統(tǒng)采用最優(yōu)化技術(shù),利用計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)的大量庫存信息,能及時(shí)、準(zhǔn)確、全面地反映刀具庫的庫存情況。整個(gè)系統(tǒng)采用圖形界面,人機(jī)對(duì)話由中文菜單提示,可實(shí)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(shí)現(xiàn)信息管理和共享。具有自動(dòng)庫存管理、刀具入庫管理、刀具出庫管理和統(tǒng)計(jì)查詢功能。1.系統(tǒng)組成及其控制結(jié)構(gòu)整個(gè)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(dòng)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)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(dòng)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(dòng)電機(jī),帶變頻調(diào)速,經(jīng)擺線針輪減速器,通過鏈輪傳動(dòng)。2)拖動(dòng)與傳動(dòng)系統(tǒng)采用變頻控制技術(shù)。通過變頻調(diào)速,可使傳動(dòng)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5～30mmin,2個(gè)傳動(dòng)軸各帶上、下2個(gè)鏈輪通過上、下2條異形滾子鏈帶動(dòng)貨架轉(zhuǎn)動(dòng)。鏈條脹緊機(jī)構(gòu)采用螺紋調(diào)節(jié)脹緊,為定期脹緊方式。調(diào)節(jié)時(shí)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(gè)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(dòng)帶動(dòng)刀架沿地軌轉(zhuǎn)動(dòng)。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(gè)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(chǔ)存系統(tǒng)的電氣控制主要是對(duì)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(dòng)、制動(dòng)控制。位置控制主要是對(duì)貨架位置和地址進(jìn)行檢測(cè)?？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(dòng)水平旋轉(zhuǎn)刀具儲(chǔ)存系統(tǒng)各機(jī)械的動(dòng)作都屬于反復(fù)短時(shí)工作制。而且系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)需要幾種速度,因此傳動(dòng)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(jiǎn)單、運(yùn)行可靠的變頻器和變頻電動(dòng)機(jī)。2)控制方式該系統(tǒng)分為手動(dòng)和自動(dòng)控制2種控制方式,手動(dòng)控制一般作為調(diào)試用和備用的工作方式;自動(dòng)控制方式為本系統(tǒng)計(jì)算機(jī)(IPC)和控制單元(變頻器、接觸器等)組成的一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)。3)位置及定位精度檢測(cè)本系統(tǒng)中自動(dòng)認(rèn)址和位置檢測(cè)采用了接近開關(guān)作為檢測(cè)元器件,通過光點(diǎn)隔離繼電器板和記數(shù)板對(duì)接近開關(guān)采集的信號(hào)進(jìn)行記數(shù)和運(yùn)算處理,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(cè)2個(gè)貨架的2只檢測(cè)片。1.2.刀庫的功能刀庫的作用是儲(chǔ)備一定數(shù)量的刀具，機(jī)械手實(shí)現(xiàn)主軸上刀具的互換}zs}a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(chǔ)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(jiǎn)單、緊湊,應(yīng)用較多,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(dòng)慣量也相應(yīng)增大,選刀運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)。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(chǎng)合。雙盤式結(jié)構(gòu)是兩個(gè)較小容量的刀庫分置于主軸兩側(cè),布局較緊湊,儲(chǔ)刀數(shù)量也相應(yīng)增大,適用于中小型加工中心。(3)鏈?zhǔn)降稁彀▎苇h(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(chǎng)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(zhǎng)度即可增加刀具數(shù)，可以不增加圓周速度其轉(zhuǎn)動(dòng)慣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(jiǎn)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(dòng)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(gè)刀庫的儲(chǔ)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10~40把刀，刀庫的利用率會(huì)高，而結(jié)構(gòu)比較緊湊。1.5.刀具的選擇方式(1)順序選擇將刀具按加工工序的順序，依次放入刀庫的每一個(gè)刀座內(nèi)。每次換刀時(shí)，刀庫順序轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)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(gè)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(shí)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(duì)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(hào)和刀庫中的刀套位置對(duì)應(yīng)地記憶在數(shù)控系統(tǒng)的PLC中，無論刀具放在哪個(gè)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(cè)裝置，可獲得每個(gè)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(shí)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(dòng)刀庫伺服電機(jī)。刀庫的容量、旋轉(zhuǎn)速度、加/減速時(shí)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(dòng)，有快/慢速之分，用接近開關(guān)計(jì)數(shù)并定位。在梯形圖中比較系統(tǒng)存儲(chǔ)的當(dāng)前刀號(hào)(主軸上的刀)和目標(biāo)刀號(hào)(預(yù)選刀)并運(yùn)算，再輸出旋轉(zhuǎn)指令，同時(shí)判斷按最短路徑旋轉(zhuǎn)到位。這種方式需要足夠的液壓動(dòng)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(shí)間后可能會(huì)因?yàn)橛唾|(zhì)、油壓、油溫及環(huán)境因素的變化而影響運(yùn)動(dòng)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(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)(馬氏機(jī)構(gòu))，用接近開關(guān)計(jì)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(dòng)回轉(zhuǎn)刀架自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架是數(shù)控機(jī)床上使用的一種簡(jiǎn)單的自動(dòng)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(jiǎn)單，適用于經(jīng)濟(jì)數(shù)控車床。回轉(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(shí)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(dòng)回轉(zhuǎn)刀架中最簡(jiǎn)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(shí)，刀具庫運(yùn)動(dòng)到適當(dāng)位置，換刀裝置回轉(zhuǎn)并同時(shí)與主軸、刀具庫的刀具相配合;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(shí)，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(jiǎn)單、涉及的運(yùn)動(dòng)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(duì)刀具另加防護(hù)。刀夾錐面上有切屑會(huì)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)換刀指令被調(diào)用時(shí)，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(gè)主軸，每個(gè)主軸上均裝一把刀具，加工過程中轉(zhuǎn)塔頭可自動(dòng)轉(zhuǎn)位實(shí)現(xiàn)換刀。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，換刀時(shí)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(dòng)換刀裝置，如圖2.3所示。它實(shí)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)塔頭5上有兩個(gè)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(shí)，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(shí)間大部分和加工時(shí)間重合，真正換刀時(shí)間只需轉(zhuǎn)塔頭轉(zhuǎn)位的時(shí)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(dòng)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(shí)，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(dòng)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)械手自動(dòng)換刀系統(tǒng)，整個(gè)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(shí)，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(dòng)換刀數(shù)控機(jī)床多采用帶刀庫的自動(dòng)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(dòng)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(dòng)換刀系統(tǒng)適用于數(shù)控鉆削中心和加工中心。進(jìn)行比較得出帶刀庫的自動(dòng)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(dòng)選刀方式刀庫的自動(dòng)控制指CNC執(zhí)行用戶指令后系統(tǒng)對(duì)刀庫的自動(dòng)控制過程，包括程序找刀和自動(dòng)換刀[(63,71]。加工中心的計(jì)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(hào)的取刀位置，稱自動(dòng)選刀。自動(dòng)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(shí)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(gè)刀座內(nèi)。采用這種方式，不需要刀具識(shí)別裝置，而且驅(qū)動(dòng)裝置控制也比較簡(jiǎn)單，工作可靠，可以直接由刀庫的分度機(jī)械來實(shí)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(huì)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(shí)必須有刀具識(shí)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(dòng)換刀時(shí)，刀庫旋轉(zhuǎn)，每把刀具都經(jīng)過“刀具識(shí)別器”接受識(shí)別。當(dāng)?shù)毒叽a與CNC指令代碼相符時(shí)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(duì)刀具編碼，以便識(shí)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，刀柄后端的拉桿上套裝著等間距的編碼環(huán)，由鎖進(jìn)螺母固定。編碼環(huán)直徑有大小直徑兩種，分別表示二進(jìn)制的“1”和“2.刀座編碼方式。對(duì)刀座編碼，刀具編碼，并將刀具放到與其號(hào)碼相符的刀座中。換刀時(shí)刀庫旋轉(zhuǎn)，使每個(gè)刀座位依次經(jīng)過識(shí)刀器，找到刀座，刀庫便停止旋轉(zhuǎn)。這時(shí)刀柄上沒有了編碼環(huán)，使刀柄簡(jiǎn)化。3.編碼附件方式。這種方式有編碼鑰匙、編碼卡片、編碼桿和編碼盤等，其中應(yīng)用最多的是編碼鑰匙。先給刀具都附上一把裹示該刀具號(hào)的編碼鑰匙，當(dāng)把各刀具存放到刀庫的刀座中時(shí)，這樣就把鑰匙的號(hào)碼轉(zhuǎn)記道刀座中，將編碼鑰匙插進(jìn)到座旁邊的鑰匙孔中給刀座編上了號(hào)碼。結(jié)語重點(diǎn)討論了在當(dāng)今制造環(huán)境下刀具存儲(chǔ)與管理新的模式和方法,實(shí)際應(yīng)用效果良好,在系統(tǒng)集成和優(yōu)化運(yùn)行等方面將進(jìn)一步探討,使之具有更高理論和實(shí)際水平。目錄TOC\o"1-2"\h\z第一章項(xiàng)目的意義和必要性 11.1項(xiàng)目名稱及承辦單位 11.2項(xiàng)目編制的依據(jù) 11.3肺寧系列產(chǎn)品的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 21.4產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度分析 31.5項(xiàng)目的市場(chǎng)分析 4第二章項(xiàng)目前期的技術(shù)基礎(chǔ) 82.1成果來源及知識(shí)產(chǎn)權(quán)情況，已完成的研發(fā)工作 82.3產(chǎn)品臨床試驗(yàn)的安全性和有效性 8第三章建設(shè)方案 233.1建設(shè)規(guī)模 233.2建設(shè)內(nèi)容 233.3產(chǎn)品工藝技術(shù) 233.5產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 293.6土建工程 373.7主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 39第四章建設(shè)內(nèi)容、地點(diǎn) 414.1建設(shè)內(nèi)容及建設(shè)規(guī)模 414.2建設(shè)地點(diǎn) 414.3外部配套情況 44第五章環(huán)境保護(hù)、消防、節(jié)能 465.1環(huán)境保護(hù) 465.2消防 495.3節(jié)能 50第六章原材料供應(yīng)及外部配套條件落實(shí)情況 526.1主要原輔材料、燃料、動(dòng)力消耗指標(biāo) 526.2公用工程 54第七章建設(shè)工期和進(jìn)度安排 567.1建設(shè)工期和