数控机床自动换刀装置

山 东 华 宇 职 业 技 术 学 院 实 训 中 心 数 控 机 床 编 程 与 操 作 数 控 机 床 的 自 动 换 刀 装 置 数控机床的自动换刀装置 山 东 华 宇 职 业 技 术 学 院 实 训 中 心 数 控 机 床 编 程 与 操 作 单 元 一 自 动 换 刀 装 置 的 形 式单 元 二 刀 库单 元 三 刀 具 系 统 及 刀 具 选 择单 元 四 刀 具 交 换 装 置 数控机床的自动换刀装置 山 东 华 宇 职 业 技 术 学 院 实 训 中 心 数 控 机 床 编 程 与 操 作 一 、 回 转 刀 架 换 刀二 、 更 换 主 轴 换 刀三 、 更 换 主 轴 箱 换 刀四 、 带 刀 库 的 自 动 换 刀 系 统 Exit 单 元 一 自 动 换 刀 装 置 的 形 式 数控机床的自动换刀装置 山 东 华 宇 职 业 技 术 学 院 实 训 中 心 数 控 机 床 编 程 与 操 作 单 元 一 自 动 换 刀 装 置 的 形 式一 、 回 转 刀 架 换 刀 Exit n 凸 轮转 位合开 摆 动 阀 芯 液 压 缸拔 爪棘 轮 棘 爪电 动 机下 齿 盘上 齿 盘 凸 轮刀 架 销 钉销 钉刀 架弹 簧 安 全 离 合 器蜗 轮 副螺 母下 齿 盘上 齿 盘 电 动 机端 齿 盘 定 位刀 架内 装 信 号 盘 (e)(d)(c) (b)(a)图 6-1 回 转 刀 架 的 类 型 及 其 工 作 原 理 1、 图 6-1a) 螺 母 升 降 转 位 刀 架 2、 图 6-1b)利 用 十 字 槽 轮 来 转 位 及 锁 紧 刀 架 3、 图 6-1c)凸 台 棘 爪 式 刀 架 4、 图 6-1d)电 磁 式 刀 架 5、 图 6-1e)液 压 式 刀 架 1、 2 数控机床的自动换刀装置 山 东 华 宇 职 业 技 术 学 院 实 训 中 心 数 控 机 床 编 程 与 操 作 单 元 一 自 动 换 刀 装 置 的 形 式一 、 回 转 刀 架 换 刀 ExitA A C-C CCB-BD BA活 塞 刀 架 体 缸 体 压 盘 齿 轮 活 塞 杆固 定 插 销 齿 条活 动 插 销 拉 杆 触 头活 塞 齿 条活 塞 杆A A CBB 图 6-2 数 控 车 床 的 六 角 回 转 刀 架 1、 刀 架 抬 起2、 刀 架 转 位3、 刀 架 压 紧4、 转 位 液 压 缸 复 位 1、 2 数控机床的自动换刀装置 山 东 华 宇 职 业 技 术 学 院 实 训 中 心 数 控 机 床 编 程 与 操 作 二 、 更 换 主 轴 换 刀 Exit图 6-3 换 主 轴 换 刀 单 元 一 自 动 换 刀 装 置 的 形 式 数控机床的自动换刀装置 山 东 华 宇 职 业 技 术 学 院 实 训 中 心 数 控 机 床 编 程 与 操 作 单 元 一 自 动 换 刀 装 置 的 形 式三 、 更 换 主 轴 箱 换 刀 Exit 12 109345 867图 6-4 更 换 主 轴 箱 换 刀 数控机床的自动换刀装置 山 东 华 宇 职 业 技 术 学 院 实 训 中 心 数 控 机 床 编 程 与 操 作 单 元 一 自 动 换 刀 装 置 的 形 式四 、 带 刀 库 的 自 动 换 刀 系 统 Exit立 柱 主 轴 箱机 械 手刀 库主 轴 箱 主 轴刀 具 工 件刀 库图 6-5 刀 库 与 机 床 为 整 体 式 的数 控 机 床 图 6-6 刀 库 与 机 床 为 分 体 式 的 数控 机 床 1、 2 数控机床的自动换刀装置 山 东 华 宇 职 业 技 术 学 院 实 训 中 心 数 控 机 床 编 程 与 操 作 单 元 一 自 动 换 刀 装 置 的 形 式四 、 带 刀 库 的 自 动 换 刀 系 统 Exit 工 件转 塔 头机 械 手刀 库图 6-7 双 主 轴 头 换 刀 1、 2 数控机床的自动换刀装置 山 东 华 宇 职 业 技 术 学 院 实 训 中 心 数 控 机 床 编 程 与 操 作 单 元 二 刀 库 一 、 刀 库 的 功 能二 、 刀 库 的 形 式三 、 刀 库 的 容 量 Exit 数控机床的自动换刀装置 山 东 华 宇 职 业 技 术 学 院 实 训 中 心 数 控 机 床 编 程 与 操 作 单 元 二 刀 库二 、 刀 库 的 形 式 Exit a） 直 线 刀 库 (k)(j) (g)(f)(e)A (d) (c)(b)(a)A向(h) (i)b/c/de/f/g） 圆 盘 刀 具h/i） 链 式 刀 库j/k） 其 它 刀 库 图 6-8 刀 库 的 各 种 形 式 数控机床的自动换刀装置 山 东 华 宇 职 业 技 术 学 院 实 训 中 心 数 控 机 床 编 程 与 操 作 单 元 二 刀 库三 、 刀 库 的 容 量 Exit5 100O80604020 10 15 20 25 30铣 削 车 削 钻 削可加工工件工艺比率(%) 刀 具 数图 6-9 加 工 工 件 与 刀 具 数 量 的 关 系 数控机床的自动换刀装置 山 东 华 宇 职 业 技 术 学 院 实 训 中 心 数 控 机 床 编 程 与 操 作 单 元 三 刀 具 系 统 及 刀 具 选 择一 、 刀 具 系 统二 、 刀 具 的 选 择 方 式三 、 刀 具 识 别 装 置 Exit 数控机床的自动换刀装置 山 东 华 宇 职 业 技 术 学 院 实 训 中 心 数 控 机 床 编 程 与 操 作 单 元 三 刀 具 系 统 及 刀 具 选 择 Exit 二 、 刀 具 的 选 择 方 式1、 顺 序 选 择 刀 具2、 任 意 选 择 刀 具a） 刀 具 编 码 方 式b） 刀 座 编 码 方 式c） 编 码 附 件 方 式 刀 座 识 别 装 置刀 座 编 码 块拉 杆销 紧 螺 母编 码 环刀 柄图 6-10 刀 具 编 码 的 结 构 图 6-11 刀 座 编 码 的 结 构 代 码 突 起 弹 性 接 触 片 钥 匙 代 码 凹 凸 处弹 性 接 触 片钥 匙 代 码 凹 凸 处 炭 刷炭 刷代 码 突 起导 向 突 起 图 6-12 编 码 钥 匙 图 6-13 编 码 钥 匙 孔 的 剖 面 图 数控机床的自动换刀装置 山 东 华 宇 职 业 技 术 学 院 实 训 中 心 数 控 机 床 编 程 与 操 作 单 元 三 刀 具 系 统 及 刀 具 选 择三 、 刀 具 识 别 装 置 Exit 1、 接 触 式 刀 具 识 别 装 置2、 非 接 触 式 刀 具 识 别 装 置a） 非 接 触 式 磁 性 识 别 法b） 非 接 触 式 光 电 识 别 法 编 码 环刀 具 识 别 装 置触 针刀 柄 01011图 6-14 接 触 式 刀 具 识 别 装 置 的 原 理 次 线 圈检 测 线 圈 二 次 线 圈 0110101010投 光 射 出 面受 光 入 射 面 阅 读 方 向(a) (b)编 码 环刀 具 识 别 装 置刀 柄 111图 6-15 非 接 触 式 磁 性 识 别 原 理 图 图 6-16 光 导 纤 维 刀 具 识 别 原 理 图 数控机床的自动换刀装置 山 东 华 宇 职 业 技 术 学 院 实 训 中 心 数 控 机 床 编 程 与 操 作 单 元 四 刀 具 交 换 装 置一 、 刀 具 交 换 方 式二 、 机 械 手 形 式三 、 机 械 手 夹 持 结 构四 、 自 动 换 刀 动 作 顺 序 Exit 数控机床的自动换刀装置 山 东 华 宇 职 业 技 术 学 院 实 训 中 心 数 控 机 床 编 程 与 操 作 单 元 四 刀 具 交 换 装 置一 、 刀 具 交 换 方 式 Exit 1、 无 机 械 手 换 刀2、 机 械 手 换 刀 (a) (b)(c) (d) 主 轴 主 轴刀 库刀 库主 轴刀 库 主 轴刀 库图 6-17 双 臂 机 械 手 常 见 的 结 构 形 式 数控机床的自动换刀装置 山 东 华 宇 职 业 技 术 学 院 实 训 中 心 数 控 机 床 编 程 与 操 作 单 元 四 刀 具 交 换 装 置二 、 机 械 手 形 式 Exit 刀 库主 轴 (a) (b) (c)(c) (d) (e)图 6-18 机 械 手 的 形 式 1、 单 臂 单 爪 回 转 式 机 械 手 （ a）2、 单 臂 双 爪 回 转 式 机 械 手 （ b）3、 双 臂 回 转 式 机 械 手 （ c）4、 双 机 械 手 （ d）5、 双 臂 往 复 交 叉 式 机 械 手 （ e）6、 双 臂 端 面 夹 紧 式 机 械 手 （ f） 数控机床的自动换刀装置 山 东 华 宇 职 业 技 术 学 院 实 训 中 心 数 控 机 床 编 程 与 操 作 单 元 四 刀 具 交 换 装 置三 、 机 械 手 夹 持 结 构 Exit 1、 柄 式 夹 持2、 法 兰 盘 式 夹 持活 动 爪回 转 轴挡 销锁 紧 销 调 整 螺 栓 弹 性 柱 塞 固 定 爪图 掌 结 构 示 意 图 6-19 机 械 手 手 法 兰 盘 (d)弹 簧夹 紧 片刀 柄 夹 紧 片刀 柄 (c) 刀 具 夹 紧 片刀 柄(a) (b)图 6-20 法 兰 盘 夹 持 原 理 图 数控机床的自动换刀装置 山 东 华 宇 职 业 技 术 学 院 实 训 中 心 数 控 机 床 编 程 与 操 作 单 元 四 刀 具 交 换 装 置四 、 自 动 换 刀 动 作 顺 序 Exit 1、 双 臂 往 复 交 叉 式 机 械 手 的 换 刀 过 程 T46T08P09T10T11T47T46T45T44T07T06T05P05T04 T05T04T09T05T09T05T09T05 T09 T05T09 T05T07T06P05 T05T09T04 主 轴 卸 刀 机 械 手 机 械 手 架 装 刀 机 械 手 (l)(k)(j) (i)(h)(g)(f) (d) (c)(b) 1、 2 数控机床的自动换刀装置 山 东 华 宇 职 业 技 术 学 院 实 训 中 心 数 控 机 床 编 程 与 操 作 单 元 四 刀 具 交 换 装 置四 、 自 动 换 刀 动 作 顺 序 Exit 2、 钩 刀 机 械 手 的 换 刀 过 程90 180 90(a) (b) (c) (d) (e)图 6-22 钩 刀 机 械 手 的 换 刀 过 程 1、 2