加工中心斗笠式刀库.ppt

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1、斗笠式刀库刀库的组成及工作原理笠式刀库的组成：单盘式刀库俗称斗笠式刀库（像个大斗笠），由刀库鼓轮、分度盘、定位法兰、圆柱滚子等零部件组成。一般只能存16～24把刀具。1斗笠式刀库的动作过程，斗笠式刀库在换刀时整个刀库向主轴平行移动，首先，取下主轴上原有刀具，当主轴上的刀具进入刀库的卡槽时，主轴向上移动脱离刀具其次主轴安装新刀具这时刀库转动当目标刀具对正主轴正下方时，主轴下移，使刀具进入主轴锥孔内，刀具夹紧后，刀库退回原来的位置，换刀结束。刀库具体动作过程如下：斗笠式刀库具有结构简单、成本低、易于控制和维护方便等特点，因此在中小型加工中心上得到了广泛的应用。但是，在我们使用中发现，往往会出现乱

2、刀现象，从而又引起撞刀。这对数控车床安全和精度构成极大的危险。斗笠式刀库的工作原理：斗笠式刀库的换刀时间为5～7秒1.1刀库处于正常状态，此时刀库停留在远离主轴中心的位置。此位置一般安装有信号传感器（为了方便理解，定义为A），传感器Ａ发送信号输送到数控机床的PLC中，对刀库状态进行确认。1.2数控系统对指令的目标刀具号和当前主轴的刀具号进行分析。如果目标刀具号和当前主轴刀具号一致，直接发出换刀完成信号。如果目标刀具号和当前主轴刀具号不一致，启动换刀程序，进入下一步。1.3主轴沿Z方向移动到安全位置。一般安全位置定义为Z轴第一参考点位置，同时主轴完成定位动作，并保持定位状态；主轴定位常常通过检

3、测主轴所带的位置编码器一转信号来完成。1.4刀库平行向主轴位置移动。刀库刀具中心和主轴中心线在一条直线上时为换刀位置，位置到达通过信号传感器（B）反馈信号到数控系统PLC进行确认。1.5主轴向下移动到刀具交换位置。一般刀具交换位置定义为Ｚ轴的第二参考点，在此位置将当前主轴上的刀具还回到刀库中。1.6刀库抓刀确认后，主轴吹气松刀。机床在主轴部分安装松刀确认传感器（C），数控机床PLC接收到传感器Ｃ发送的反馈信号后，确认本步动作执行完成，允许下一步动作开始。1.7主轴抬起到Ｚ轴第一参考点位置。此操作目的是防止刀库转动时，刀库和主轴发生干涉。1.8刀库旋转使能。数控系统发出刀库电机正/反转启动信号

4、，启动刀库电机的转动，找到指令要求更换的目标刀具，并使此刀具位置的中心与主轴中心在一条直线上。1.9主轴沿下移到Z轴的第二参考点位置，进行抓刀动作。1.10主轴刀具加紧。加紧传感器（D）发出确认信号。1.11刀库向远离主轴中心位置侧平移，直到PLC接收到传感器A发出的反馈确认信号。1.12主轴定位解除，换刀操作完成。刀库仅有以上四个传感器是不够的，为了保证数控机床的安全，保证刀库的换刀顺利完成，在斗笠式刀库中一般还安装刀库转动到位确认传感器（E），保证刀库转动停止时，刀具中心线位置和主轴中心线在一条直线上。不能太多，太多的话这个“斗笠”就太大了，放不下了。这种斗笠式刀库在换刀时整个刀库向主轴

5、移动。当主轴上的刀具进入刀库的卡槽时，主轴向上移动脱离刀具，这时刀库转动。当要换的刀具对正主轴正下方时主轴下移，使刀具进入主轴锥孔内，夹紧刀具后，刀库退回原来的位置。斗笠式刀库的分度装置是利用了外啮合槽轮机构能把主动轴的匀速连续运动转换为从动轴的周期性间歇运动原理设计的一种分度转位机构。斗笠式刀库选刀时，首先由刀库回转电机得到旋转指令，输入轴通过联轴器带动定位法兰旋转，从而使在定位法兰上的圆柱滚子回绕法兰中心转动；当圆柱滚子转动一定角度，进入分度盘的分度槽中，拨动分度盘开始作转位运动；当分度盘转过一定的角度后，圆柱滚子从分度槽中脱出，刀库鼓轮盘（分度盘通过螺钉与刀库鼓轮连在一起转动见图1）即

6、静止不动，并由定位法兰的锁止半轴定位。ω1ω2槽轮机构（马尔它机构）一、槽轮机构的组成及其工作特点作用：将连续回转变换为间歇转动。组成：带圆销的拨盘、带有径向槽的槽轮。拨盘和槽轮上都有锁止弧：槽轮上的凹圆弧、拨盘上的凸圆弧，起锁定作用。特点：结构简单、制造容易、工作可靠、机械效率高，能平稳地、间歇地进行转位。因槽轮运动过程中角速度有变化，不适合高速运动场合。o1工作过程：拨盘连续回转，当两锁止弧接触时，槽轮静止；反之槽轮运动。o2锁止弧槽轮拨盘圆销二、槽轮机构的类型与应用球面槽轮机构应用实例：电影放映机、自动摄影机、六角车床转塔。外啮合槽轮机构内啮合槽轮机构槽轮机构类型轴线平行轴线相交外啮合

7、槽轮机构内啮合槽轮机构ω12φω2球面槽轮机构六槽内槽轮拨盘六角车床转塔圆销车螺纹41装牙膏筒2车帽口6卸牙膏筒5切尾3空闲三、槽轮机构的运动系数及运动特性1.运动系数拨盘等速回转，在一个运动循环内，总的运动时间为：t＝2π/ω1定义：k=td/t为运动系数，即：k=td/t为减少冲击，进入或退出啮合时，槽中心线与拨销中心连线成90°角。故有：2α12φ2td＝2α1/ω1槽轮的运动时间为：=2α1/2π90