第5.2_自动换刀装置2

1、1 第第5.2自动交换装置自动交换装置复习提问：复习提问： 1、自动换刀装置的形式有哪些？、自动换刀装置的形式有哪些？ 2、带刀库的自动换刀系统有什么组成？、带刀库的自动换刀系统有什么组成？ 3、常用刀库的形式有哪些？、常用刀库的形式有哪些？ 4、刀具的选择方式？、刀具的选择方式？22022-5-133三、刀具交换装置三、刀具交换装置 刀具交换装置作用：刀具交换装置作用：实现刀库与机床主轴之间传实现刀库与机床主轴之间传递和装卸刀具。递和装卸刀具。 特点：特点：自动换刀装置应当具备换刀时间短且换刀自动换刀装置应当具备换刀时间短且换刀可靠、刀具重复定位精度高、占地面积小、安全可靠可靠、刀具重复定位

2、精度高、占地面积小、安全可靠等特性。等特性。 分类：分类：机械手换刀、无机械手换刀机械手换刀、无机械手换刀第第5.2 自动换刀装置自动换刀装置 41、机械手换刀（）机械手的形式与种类（）机械手的形式与种类 在自动换刀数控机床中，机械手的形式也是多种多样的，常见的有如图所示的几种形式：在自动换刀数控机床中，机械手的形式也是多种多样的，常见的有如图所示的几种形式：(a)(a)单臂单爪回转式机械手单臂单爪回转式机械手 (b)(b)单臂双爪摆动式机械手单臂双爪摆动式机械手 (c)(c)单臂双爪回转式机械手单臂双爪回转式机械手(d)(d)双机械手双机械手 (e)(e)双臂往复交叉式机械手双臂往复交叉式机

3、械手 (f)(f)双臂端面夹紧机械手双臂端面夹紧机械手 5双臂机械手常用结构图例双臂机械手常用结构图例 a 钩手机构钩手机构 b 抱手机构抱手机构 c 伸缩手机构伸缩手机构 d 插手机构插手机构6（2 2）机械手结构与原理）机械手结构与原理为了防止刀具掉落，各种机械手的刀爪都必须带有自锁机构，如图所示。为了防止刀具掉落，各种机械手的刀爪都必须带有自锁机构，如图所示。机械手臂和刀爪机械手臂和刀爪1、3弹簧 2锁紧销 4活动销 5刀爪789 抓刀时抓刀时锁紧销锁紧销2 2被挡块压下，在被挡块压下，在弹簧弹簧1的作用下的作用下活动销活动销4 4压紧刀柄在压紧刀柄在固定爪固定爪5 5上。上。 抓完刀转

4、动时抓完刀转动时锁紧销锁紧销2 2被被弹簧弹簧3 3弹起，使弹起，使活动销活动销4 4被锁被锁位，不能后退，这就保证了机械手在运动过程中，手位，不能后退，这就保证了机械手在运动过程中，手爪中的刀具不会被甩出。爪中的刀具不会被甩出。10（3 3）、采用机械手换刀的工作原理）、采用机械手换刀的工作原理 以以VC600加工中心为例说明采加工中心为例说明采用机械手换刀的工作过程。用机械手换刀的工作过程。11换刀动作分解如下： 1）、主轴移至换刀位置，并实现准停 2）、刀库中所要更换刀具翻下 3）、ATC转动机械手抓刀 4）、主轴松刀 5）、ATC交换 6）、主轴紧刀 7）、ATC回原位 8）、刀套翻上

5、12机械手换刀特点： 换刀比较灵活，换刀时间短。把用过的刀送回刀库，并从刀库上取出新刀送入主轴，同时进行。13 课堂小结： 1、刀具交换装置的种类 2、机械手的工作原理 3、VC600加工中心机械手换刀过程 课后作业：画出利用机械手换刀过程1415 2 2、无机械手换刀、无机械手换刀 无机械手交换刀具方式无机械手交换刀具方式是利用刀库与机床主轴的相对是利用刀库与机床主轴的相对运动来实现刀具交换。要么刀具库直接移到主轴位置，运动来实现刀具交换。要么刀具库直接移到主轴位置，要么主轴直接移至刀具库。这种换刀方式结构简单，要么主轴直接移至刀具库。这种换刀方式结构简单，成本低，换刀的可靠性较高。这种换刀

6、系统多为中、成本低，换刀的可靠性较高。这种换刀系统多为中、小型加工中心采用。小型加工中心采用。 换刀时，必须首先将用过的刀具送回刀库，然后再从换刀时，必须首先将用过的刀具送回刀库，然后再从刀库中取出新刀具，这两个动作不可能同时进行，因刀库中取出新刀具，这两个动作不可能同时进行，因此换刀时间长。此换刀时间长。 以以斗笠式刀库斗笠式刀库为例讲解换刀过程。为例讲解换刀过程。下一页 返回上一页16 刀库和主轴的相对运动实现刀具交换的过程示意图刀库和主轴的相对运动实现刀具交换的过程示意图电机主轴气缸刀库刀盘直线导轨（a）（b）（c）（d）（e）（f）电机直线导轨气缸主轴刀库刀盘(a)(b)(c)(d)(

7、e)(f)17换刀动作分解如下：换刀动作分解如下：1 1）、）、 主轴升至换刀位置，并实现准停 2）、刀库移进3）、主轴松刀 4）、主轴升至参考点 5）、刀盘转至目标位 6）、主轴下降至换刀位 7）、主轴紧刀 8）、刀库移出18四、自动换刀装置的常见故障与维修四、自动换刀装置的常见故障与维修 自动换刀装置的常见故障有：刀库运动故障，定位误自动换刀装置的常见故障有：刀库运动故障，定位误差过大，机械手夹持刀柄不稳定，机械动作误差过大差过大，机械手夹持刀柄不稳定，机械动作误差过大等。这些故障最后都造成换刀动作卡位，整机停止工等。这些故障最后都造成换刀动作卡位，整机停止工作。对于机械、液压作。对于机械

8、、液压( (或气动或气动) )方面的故障，主要应重方面的故障，主要应重视对现场设备操作人员的调查，故障的判断由于视对现场设备操作人员的调查，故障的判断由于ATCATC装装置是由置是由PLCPLC可编程序控制器通过应答信号控制的，因此可编程序控制器通过应答信号控制的，因此大多数故障出现在反馈环节大多数故障出现在反馈环节( (电路或反馈元件电路或反馈元件) )上。需上。需通过电路分析与信号一动作通过电路分析与信号一动作定位一限位等有关环节定位一限位等有关环节的综合分析来判断故障所在，故难度较大。的综合分析来判断故障所在，故难度较大。 191 1、刀库及换刀机械手的维护、刀库及换刀机械手的维护 (1

9、)(1)严禁把超重、超长的刀具装入刀库，防止在机械手严禁把超重、超长的刀具装入刀库，防止在机械手换刀时掉刀或刀具与工件、夹具等发生碰撞。换刀时掉刀或刀具与工件、夹具等发生碰撞。 (2)(2)顺序选刀方式必须注意刀具放置在刀库中的顺序要顺序选刀方式必须注意刀具放置在刀库中的顺序要正确。其他选刀方式也要注意所换刀具是否与所需刀正确。其他选刀方式也要注意所换刀具是否与所需刀具一致，防止换错刀具导致事故发生。具一致，防止换错刀具导致事故发生。 (3)(3)用手动方式往刀库上装刀时，要确保装到位、装牢用手动方式往刀库上装刀时，要确保装到位、装牢靠。检查刀座上的锁紧是否可靠。靠。检查刀座上的锁紧是否可靠。

10、 (4)(4)经常检查刀库的回零位置是否正确，检查机床主轴经常检查刀库的回零位置是否正确，检查机床主轴回换刀点位置是否到位，并及时调整，否则不能完成回换刀点位置是否到位，并及时调整，否则不能完成换刀动作。换刀动作。 (5)(5)要注意保持刀具刀柄和刀套的清洁。要注意保持刀具刀柄和刀套的清洁。 (6)(6)开机时，应先使刀库和机械手空运行，检查各部分开机时，应先使刀库和机械手空运行，检查各部分工作是否正常，特别是各行程开关和电磁阀能否正常工作是否正常，特别是各行程开关和电磁阀能否正常动作。检查机械手液压系统的压力是否正常，刀具在动作。检查机械手液压系统的压力是否正常，刀具在机械手上锁紧是否可靠，

11、发现不正常时应及时处理。机械手上锁紧是否可靠，发现不正常时应及时处理。 202、刀库的故障 (1)(1)刀库不能转动或转动不到位刀库不能转动或转动不到位, ,刀库不能转动的可能刀库不能转动的可能原因有：原因有：联接电动机轴与蜗杆轴的联轴器松动；联接电动机轴与蜗杆轴的联轴器松动；变频器故障，应查变频器的输入输出电压正常与否；变频器故障，应查变频器的输入输出电压正常与否；PLCPLC无控制输出，可能是接口板中的继电器失效；无控制输出，可能是接口板中的继电器失效；机械连接过紧或黄油粘涩；机械连接过紧或黄油粘涩；电网电压过低电网电压过低( (不应低于不应低于370V)370V)。 刀库转动不到位的可能

12、原因有：电机转动故障，传动刀库转动不到位的可能原因有：电机转动故障，传动机构误差。机构误差。 (2)(2)刀套不能夹紧刀具刀套不能夹紧刀具 可能原因是刀套上的调整螺母可能原因是刀套上的调整螺母松动，或弹簧太松，造成卡紧力超重，刀具超重。松动，或弹簧太松，造成卡紧力超重，刀具超重。21 (3)(3)刀套上下不到位刀套上下不到位 可能原因是装置调整不当或加工可能原因是装置调整不当或加工误差过大而造成拨叉位置不正确；因限位开关安装不误差过大而造成拨叉位置不正确；因限位开关安装不准或调整不当而造成反馈信号错误。准或调整不当而造成反馈信号错误。 (4)(4)刀套不能拆卸或停留一段时间才能拆卸刀套不能拆卸或停留一段时间才能拆卸 应检查操应检查操纵刀套上下的气缸、气阀是否松动，气压足不足，刀纵刀套上下的气缸、气阀是否松动，气压足不足，刀套的转动轴锈蚀等。套的转动轴锈蚀等。 223 3、换刀机