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数控加工中心自动换刀原理和步骤

 
  数控加工中心具有自动换刀装置、刀具为和自动托盘交换装置,这些装置为了在一次安装后能尽可能多地完成同一工件不同部位的加工要求,并尽可能减少数控机床加工中心的非故障停机时间,达到缩短产品的制造周期,提高产品的加工精度等目标。对自动换刀装置的基本要求主要是结构简单、功能可靠、交换迅速、刀具交换机构完成刀库里的刀(新刀)与主轴上的刀(旧刀)的交换工作。自动换刀装置性能的好坏直接影响加工效率的高低。
 
  数控加工中心自动换刀原理
 
  数控加工中心刀库的种类不同,但换刀的过程是一样的。当自动换刀装置收到换刀指令后,主轴立刻停止转动并准确停至换刀位置,松刀;新刀随着刀库运动到换刀位置,松刀;双臂机械手将新、旧刀具同是抓起,刀具交换台回转到位后,将新、旧两刀分别旋转在主轴上和刀库的空位置上;主轴夹紧,并回到最初的加工位置,完成换刀过程。
  
  加工中心换刀时刀具的运动由四个部分组成;刀具随主轴停止并移动到换刀位置、刀具在刀库中的运动、刀具随换刀机械手的传递运动和刀具随主轴回到加工位置的运动等,其中刀具与在链式刀库中随链的运动为转运副,刀具随主轴的运动为移动副。换刀机械手的传递运动即包括转动副,又包括移动副。换刀机械手换刀过程由以下五个阶段完成:抓刀阶段、拔刀阶段、换刀阶段、插刀阶段和放刀阶段。这些动作分另由以下运动副完成;两个齿条分辊与缸体组成移动副;两个齿条分另与两个齿轮轴组成齿轮副;两个齿轮轴分别与缸体组成转动副;机械手臂分别与两个齿轮轴组成移动副,来回移动来完成拔刀和插刀动作。

      数控加工中心自动换刀步骤
  
  (1)装刀:刀具装入刀库
  
  任选刀座装刀方式。刀具安置在任意的刀座内,需将该刀具所在刀座号记下来。
  
  固定刀座装刀方式。刀具安置在设定的刀座内。
  
  (2)选刀
  
  从刀库中选出指定刀具的操作。
  
  1)顺序选刀:选刀方式要求按工艺过程的顺序(即刀具使用顺序)将刀具安置在刀座中,使用时按刀具的安置顺序逐一取用,用后放回原刀座中。
  
  2)随意选刀:
  
  ①刀座编码选刀: 对刀库各刀座编码,把与刀座编码对应的刀具一一放入指定的刀座中,编程时用地址T指出刀具所在刀座编码。
  
  ②计算机记忆选刀
  
  刀具号和存刀位置或刀座号对应地记忆在计算机的存储器或可编程控制器的存储器内,刀具存放地址改变,计算机记忆也随之改变。在刀库装有位置检测装置,刀具可以任意取出,任意送回。
  
  (3)换刀
  
  1)主轴上的刀具和刀库中的待换刀具都是任选刀座。
  
  刀库→选刀→到换刀位→机械手取出刀具→装入主轴,同时将主轴取下的刀具装入待换刀具的刀座。
  
  2)主轴上的刀具放在固定的刀座中,待换刀 具是任选刀座或固定刀座。
  
  选刀过程同上,换刀时从主轴取下刀具送回刀库时,刀库应事先转动到接收主轴刀具的位置。
  
  3)主轴上的刀具是任选刀座,待换刀具是固定刀座。
  
  选刀同上,从主轴取下的刀具送到最近的一个空刀位。

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