機械手(wo)-換刀機械手
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加 工 中 心 換 刀 方 式 的 選 擇 譚 春 暉 大 連 機 床 集 團 有 限 責 任 公 司 技 術 中 心 ， 遼 寧 大 連 !!"#$$ 隨 著 加 工 中 心 向 高 精 度 ， 高 速 度 方 向 發(fā) 展 ， 加 工 中 心 中 刀 具 交 換 的 速 度 和 準 確 性 已 成 為 一 項 評 價 其 性 能 的 重 要 指 標 。 如 何 更 好 地 選 擇 換 刀 機 構 和 換 刀 方 法 就 尤 為 重 要 。 下 面 就 刀 庫 、 機 械 手 及 換 刀 方 法 的 選 擇 做 一 些 簡 單 介 紹 。 ! 刀 庫 的 控 制 方 式 （ !） 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 % 碼 進 行 運 算 比 較 后 輸 出 角 度 和 速 度 指 令 到 刀 庫 伺 服 ， 驅 動 刀 庫 伺 服 電 機 。 刀 庫 的 容 量 、 旋 轉 速 度 、 加 &減 速 時 間 等 均 可 在 系 統(tǒng) 參 數(shù) 中 設 定 ， 此 種 方 式 不 受 外 界 因 素 影 響 ， 定 位 準 確 、 可 靠 ， 但 成 本 較 高 。 （ $） 刀 庫 由 液 壓 馬 達 驅 動 ， 有 快 &慢 速 之 分 ， 用 接 近 開 關 計 數(shù) 并 定 位 。 在 梯 形 圖 中 比 較 系 統(tǒng) 存 儲 的 當 前 刀 號 （ 主 軸 上 的 刀 ） 和 目 標 刀 號 （ 預 選 刀 ） 并 運 算 ， 再 輸 出 旋 轉 指 令 ， 同 時 判 斷 按 最 短 路 徑 旋 轉 到 位 。 這 種 方 式 需 要 足 夠 的 液 壓 動 力 和 電 磁 閥 ， 刀 庫 旋 轉 速 度 可 通 過 節(jié) 流 閥 調 整 。 但 使 用 一 段 時 間 后 ， 可 能 會 因 為 油 質 、 油 壓 、 油 溫 及 環(huán) 境 因 素 的 變 化 而 影 響 運 動 速 度 和 準 確 性 。 一 般 用 于 不 需 頻 繁 換 刀 的 大 中 型 機 床 。 （ ’） 刀 庫 由 交 流 異 步 電 動 機 驅 動 凸 輪 機 構 （ 馬 氏 機 構 ） ， 用 接 近 開 關 計 數(shù) ， 這 種 方 式 運 行 穩(wěn) 定 ， 定 位 準 確 可 靠 ， 一 般 與 凸 輪 機 械 手 配 合 使 用 ， 換 刀 速 度 快 ， 定 位 準 。 主 要 用 于 中 小 型 的 加 工 中 心 。 $ 機 械 手 的 驅 動 與 控 制 方 式 （ !） 機 械 手 用 液 壓 驅 動 ， 靠 接 近 開 關 檢 測 位 置 。 如 手 的 平 移 &抓 刀 &拔 刀 &換 刀 &插 刀 等 動 作 分 別 由 不 同 的 電 磁 閥 驅 動 ； 但 這 種 方 式 傳 動 機 構 較 多 ， 且 易 受 液 壓 系 統(tǒng) 穩(wěn) 定 性 或 檢 測 元 件 靈 敏 度 等 外 界 因 素 的 影 響 ， 常 用 于 不 需 頻 繁 換 刀 的 大 型 臥 式 加 工 中 心 。 （ $） 機 械 手 由 交 流 異 步 電 機 帶 動 凸 輪 機 構 旋 轉 ， 整 個 換 刀 過 程 機 械 手 僅 在 主 軸 松 &拉 刀 時 起 動 &停 止 ’ 次 ， 整 個 換 刀 動 作 連 貫 穩(wěn) 定 ， 運 行 可 靠 ， 刀 — 刀 換 刀 時 間 一 般 在 $( 左 右 。 但 對 主 軸 拉 &松 刀 及 抓 刀 位 置 的 準 確 性 要 求 較 高 ， 常 用 于 需 頻 繁 換 刀 的 中 小 型 加 工 中 心 。 （ ’） 機 械 手 由 伺 服 電 機 驅 動 ， 定 位 精 度 高 ， 換 刀 快 速 ， 穩(wěn) 定 ， 但 成 本 較 高 。 ’ 換 刀 方 式 換 刀 方 式 主 要 有 隨 機 任 選 換 刀 和 固 定 任 選 換 刀 。 前 一 種 方 式 刀 庫 的 刀 套 號 和 刀 具 號 在 換 刀 完 成 后 ， 就 不 一 致 了 。 而 后 一 種 方 式 ， 刀 套 號 和 刀 具 號 始 終 一 致 。 （ !） 固 定 換 刀 方 式 )（ 無 機 械 手 ， 無 刀 具 準 備 功 能 ） ： 無 論 換 刀 次 數(shù) ， 刀 套 號 與 刀 具 號 始 終 一 一 對 應 ， 如 * 號 刀 套 中 始 終 是 * 號 刀 。 這 種 換 刀 方 式 換 刀 時 間 較 長 ， 適 用 于 刀 具 容 量 較 少 的 小 型 加 工 中 心 。 且 無 刀 具 準 備 ， 必 須 先 歸 舊 刀 ! 再 找 新 刀 ! 加 工 （ 無 機 械 手 ， 用 主 軸 運 動 進 給 ） ， 換 刀 時 間 較 長 ， 適 用 于 小 型 刀 庫 （ +%,# 以 下 ， $# 把 刀 以 內 ， 刀 庫 速 度 快 ） 。 （ $） 固 定 換 刀 方 式 +（ 有 機 械 手 ， 可 實 現(xiàn) 刀 具 準 備 ） 刀 具 號 仍 與 刀 套 號 一 致 ， 無 刀 具 表 ， 系 統(tǒng) 可 記 憶 當 前 主 軸 刀 具 和 下 把 所 選 的 刀 具 ， 機 械 手 用 油 缸 驅 動 ， 故 易 受 油 質 、 閥 體 質 量 、 油 壓 、 油 溫 等 外 界 因 素 的 影 響 ， 需 定 期 進 行 調 整 ， 并 清 洗 閥 體 。 此 種 適 用 于 換 刀 不 很 頻 繁 、 刀 具 數(shù) 為 ,# - "# 把 、 主 軸 錐 孔 為 +%,# 以 上 的 刀 庫 。 （ ’） 隨 機 換 刀 （ 有 機 械 手 ， 可 實 現(xiàn) 刀 具 準 備 ） ： 刀 具 號 與 刀 套 號 不 一 一 對 應 ， 系 統(tǒng) 有 相 應 的 刀 具 表 隨 時 記 憶 刀 具 使 用 情 況 ， 刀 表 中 刀 套 號 是 固 定 的 ， 而 刀 具 號 則 隨 刀 具 的 交 換 隨 時 更 新 。 例 如 在 刀 具 表 初 始 化 后 ， * 號 刀 套 中 是 * 號 刀 ， 但 只 要 產(chǎn) 生 刀 具 交 換 ， 則 刀 具 表 隨 之 進 行 數(shù) 據(jù) 交 換 （ 需 在 梯 形 圖 中 處 理 并 設 定 相 應 的 數(shù) 據(jù) 表 ） 。 當 所 選 刀 具 直 徑 超 過 相 鄰 刀 套 的 中 心 距 時 （ 產(chǎn) 生 刀 具 干 涉 時 ） ， 需 做 大 徑 刀 判 斷 后 采 取 不 同 的 換 刀 方 式 ： 如 為 大 徑 刀 ， 使 用 固 定 刀 套 換 刀 方 式 ； 如 為 小 徑 刀 ， 則 采 用 隨 機 換 刀 。 大 徑 刀 的 判 別 可 用 多 種 方 式 實 現(xiàn) ， 如 采 用 宏 程 序 或 在 梯 形 圖 中 處 理 。 綜 上 所 述 ， 不 同 的 換 刀 方 式 各 有 各 的 優(yōu) 缺 點 ， 使 用 時 應 根 據(jù) 具 體 情 況 選 擇 使 用 。 收 稿 日 期 ： $##’ - #. - !! 作 者 簡 介 ： 譚 春 暉 （ !/.# - ） ， 女 ， 河 北 保 定 人 ， 大 連 機 床 集 團 工 程 師 。 （ 編 輯 江 復 """""""""""""""""""""""""""""""" ） 圖 0 時 間 1 與 刀 具 直 徑 2 的 二 次 函 數(shù) 曲 線 尺 寸 要 求 的 零 件 輪 廓 。 如 果 掌 握 了 刀 具 的 磨 損 規(guī) 律 ， 采 取 一 定 的 方 法 ， 隨 時 對 刀 具 進 行 補 償 ， 能 夠 進 一 步 提 高 工 件 的 加 工 精 度 和 產(chǎn) 品 質 量 。 ［ 參 考 文 獻 ］ ［ !］ 孫 竹 3數(shù) 控 機 床 編 程 與 操 作 3北 京 ： 機 械 工 業(yè) 出 版 社 ， $### ［ $］ 李 衛(wèi) 國 3 高 等 數(shù) 學 實 驗 課 3北 京 ： 高 等 教 育 出 版 社 ， $### ［ ’］ 許 波 ， 劉 征 3 451657 工 程 數(shù) 學 應 用 3北 京 ： 清 華 大 學 出 版 社 ， $### ［ ,］ 李 棠 ， 盧 杰 持 38*8 系 統(tǒng) 刀 具 半 徑 補 償 處 理 3組 合 機 床 與 自 動 化 加 工 技 術 ， !//,（ !） ， $, - $9 ［ 0］ 劉 德 福 ， 陳 峰 3計 算 機 數(shù) 控 系 統(tǒng) 三 維 刀 具 半 徑 補 償 研 究 3組 合 機 床 與 自 動 化 加 工 技 術 ， $##!（ 9） ， / - !! 收 稿 日 期 ： $##’ - #. - #’ 作 者 簡 介 ： 杜 家 熙 （ !/", - ） ， 男 ， 河 南 職 業(yè) 技 術 師 范 學 院 機 電 系 副 教 授 。 （ 編 輯 李 秀 敏 ） $!! 組 合 機 床 與 自 動 化 加 工 技 術 萬方數(shù)據(jù) 加工中心換刀方式的選擇 作者： 譚春暉 作者單位： 大連機床集團有限責任公司,技術中心,遼寧,大連,116022 刊名： 組合機床與自動化加工技術 英文刊名： MODULAR MACHINE TOOL & AUTOMATIC MANUFACTURING TECHNIQUE 年，卷(期)： 2004(3) 被引用次數(shù)： 3次 引證文獻(3條) 1.王元軍.楊琪.俞暉.臧鐵鋼 某型臥式加工中心自動換刀系統(tǒng)可靠性與故障分析[期刊論文]-中國制造業(yè)信息化 2010(7) 2.鞠昌娟 MCV1350加工中心數(shù)控系統(tǒng)改造研究[學位論文]碩士 2006 3.袁君勤 加工中心在多品種小批量生產(chǎn)中的應用[學位論文]碩士 2005 本文鏈接：
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