数控机床原理、结构与维修第5章

1、数控机床结构与故障检修数控机床结构与故障检修第第5 5章章 回转工作台与自动换刀系统回转工作台与自动换刀系统学习目的与要求学习目的与要求n了解机床数控改造的条件；了解机床数控改造的条件；n理解定位销式、鼠齿盘分度工作台工作原理解定位销式、鼠齿盘分度工作台工作原理和用途；理和用途；n掌握数控回转工作台使用及其结构；掌握数控回转工作台使用及其结构；n了解数控机床常用的自动换刀装置的类型、了解数控机床常用的自动换刀装置的类型、特点、适用范围特点、适用范围n理解回转刀架换刀装置、六角同转刀架；理解回转刀架换刀装置、六角同转刀架；n了解换刀装置、工件交换系统。了解换刀装置、工件交换系统。学习导引示例学习

2、导引示例 VMC-15加工中心自动换刀系统加工中心自动换刀系统 n VMC-15加工中心具有可加工中心具有可安装安装21把刀具的刀库，其结把刀具的刀库，其结构简单，无须机械手交换刀具，构简单，无须机械手交换刀具，可提供可靠快速的刀具交换方可提供可靠快速的刀具交换方式。如图式。如图5-1所示为所示为VMC-15加工中心的刀库结构示意图。加工中心的刀库结构示意图。 刀库自动换刀的动作过程如下：刀库自动换刀的动作过程如下： 1)主轴上的主轴上的1号刀装人刀库中号刀装人刀库中的的1号刀位号刀位2）刀库中的）刀库中的5号刀具装入主号刀具装入主轴轴n 图图5-1 VMC-15加工中心的刀加工中心的刀厍结构

3、不意图厍结构不意图 图图5-1 VMC-15加工中心的刀厍结构图加工中心的刀厍结构图n 加工中心常用的回转工作台有加工中心常用的回转工作台有分度工作台分度工作台和和数数控回转工作台控回转工作台。分度工作台通常又有。分度工作台通常又有定位销式定位销式和和鼠齿盘式鼠齿盘式两种。分度工作台的功用只是将工件转两种。分度工作台的功用只是将工件转位换面，和自动换刀装置配合使用，工件一次安位换面，和自动换刀装置配合使用，工件一次安装能实现几面加工。而数控回转工作台除了分度装能实现几面加工。而数控回转工作台除了分度和转位的功能之外，还能实现圆周进给运动。和转位的功能之外，还能实现圆周进给运动。 n5.1 回转

4、工作台回转工作台n 分度工作台的分度、转位和定位工作是按照控制系统的指令自动进行的。分度工作台只能完成分度运动，而不能实现圆周进给运动。由于结构上的原因，通常分度工作台的分度运动只限于完成规定的角度(如45、60或90等)，即在需要分度时，按照数控系统的指令，将工作台及其工件回转规定的角度，以改变工件相对于主轴的位置，完成工件各个表面的加工。为满足分度精度的要求，需要使用专门的定位元件。常用的定位方式有定位销式、鼠齿盘定位和钢球定位几种。 n5.1.1定位销式分度工作台定位销式分度工作台n 图图5-2所示为卧式镗铣床加工中心的定位销式分度工作台。这种所示为卧式镗铣床加工中心的定位销式分度工作台

5、。这种工作台的定位分度主要靠定位销、定位孔来实现。回转分度时，工作工作台的定位分度主要靠定位销、定位孔来实现。回转分度时，工作台需经过（台需经过（1）松开（）松开（2）回转（）回转（3）分度定位（）分度定位（4）夹紧四个过程。）夹紧四个过程。 n图图5-2 定位销式分度工作台的结构定位销式分度工作台的结构n1一分度工作台一分度工作台 2一锥套一锥套 3一螺钉一螺钉 4一支座一支座 5一消隙油缸一消隙油缸 6一定位孔衬套一定位孔衬套 7一定位销一定位销n8一锁紧油缸一锁紧油缸 9一大齿轮一大齿轮 10一长方形工作台一长方形工作台 11一活塞一活塞 12一弹簧一弹簧 13一油槽一油槽n14、19、

6、20-轴承轴承 15一螺栓一螺栓 16一活塞一活塞 17一中央液压缸一中央液压缸 18一油管一油管 21一底座一底座 22一挡块一挡块 运作运作n 5.1.2 齿盘定位式分度工作台齿盘定位式分度工作台 n1. 齿盘定位式分度工作台工作原理齿盘定位式分度工作台工作原理n齿盘啮合、脱开相当于两齿盘对研过程。齿盘啮合、脱开相当于两齿盘对研过程。 n2 多齿盘的特点多齿盘的特点n定位精度高，一般为士定位精度高，一般为士3。承载能力强承载能力强适用于多工位分度适用于多工位分度结构复杂，制造比较困难，其齿形及形位公差要求很高，对齿盘的研结构复杂，制造比较困难，其齿形及形位公差要求很高，对齿盘的研磨工序很费

7、工时，一般要研磨几十小时以上，因此生产效率低、成本磨工序很费工时，一般要研磨几十小时以上，因此生产效率低、成本也较高也较高n 【实例【实例5-1】 THK6370型数控卧式镗铣床齿盘定位型数控卧式镗铣床齿盘定位的分度工作台的分度工作台n 有一对分度齿盘、升夹液有一对分度齿盘、升夹液压缸、蜗杆副等组成。分度压缸、蜗杆副等组成。分度转位动作包括：工作台抬起，转位动作包括：工作台抬起，齿盘脱离啮合，完成分度前齿盘脱离啮合，完成分度前的准备工作（工作台抬起）；的准备工作（工作台抬起）；回转分度，工作台下降，齿回转分度，工作台下降，齿盘重新啮合，完成定位夹紧。盘重新啮合，完成定位夹紧。n 鼠牙盘式分度工

8、作台主要由工作台面、底座、分度液压缸及鼠牙盘等零件组成，如图5-4所示。鼠牙盘是保证分度精度的关键零件，每个齿盘的端面带有数目相同的三角形齿，当两个齿盘啮合时，能够自动确定轴向和径向的相对位置。n鼠牙盘式分度工作台作分度运动三个步骤：n 分度工作台抬起 工作台回转分度分度工作台下降 n5.1.3 鼠牙盘分度工作台鼠牙盘分度工作台n 图图5-4 鼠牙盘式分度工作台鼠牙盘式分度工作台1、2、15、16一推杆一推杆 3一下齿盘一下齿盘 4一上齿盘一上齿盘 5、13一推力轴承一推力轴承 6一活塞一活塞 7一工作台一工作台 8一齿条一齿条活塞活塞 9一升降液压缸上腔一升降液压缸上腔 10一升降液压缸下腔

9、一升降液压缸下腔 11一齿轮一齿轮 12一齿圈一齿圈 14、17一挡块一挡块 18一分度液一分度液压缸右腔压缸右腔 19一分度液压缸左腔一分度液压缸左腔 20、21一分度液压缸进回油管道一分度液压缸进回油管道 22、23一升降液压缸进回油管道一升降液压缸进回油管道三种不同生产类型的生产管理特点三种不同生产类型的生产管理特点1.5.1.4 带有交换托盘式分度工作台带有交换托盘式分度工作台n 【实例【实例5-2】 ZHS-K630型卧式加工中心带有交换托盘式型卧式加工中心带有交换托盘式分度工作台分度工作台n图图5-5 带有托盘交换的分度工作台带有托盘交换的分度工作台n1一活塞体一活塞体 2、5、1

10、6一液压阀一液压阀 3、4、8、9一油腔一油腔 6、7一鼠齿盘一鼠齿盘 10一托板一托板n11一液压缸一液压缸 12一定位销一定位销 13工作台体工作台体 14一齿圈一齿圈 15一齿轮一齿轮n分度工作原理：分度工作原理：上下上下齿盘相啮合，可准确地齿盘相啮合，可准确地定位，实现了工作台的定位，实现了工作台的分度。回转分度工作台分度。回转分度工作台根据编程命令可以正转，根据编程命令可以正转，也可以反转，由于该齿也可以反转，由于该齿盘有盘有360个，故最小分个，故最小分度单位为度单位为1。n 分度工作台上的两分度工作台上的两个托盘是用来交换工件个托盘是用来交换工件的。的。 数控回转工作台的主要作用

11、是按照控制装置的信号或数控回转工作台的主要作用是按照控制装置的信号或指令作回转分度或连续回转进给运动，以使数控机床完成指令作回转分度或连续回转进给运动，以使数控机床完成指定的加工工序，如完成圆周进给运动，进行各种圆弧加指定的加工工序，如完成圆周进给运动，进行各种圆弧加工或曲面加工，它也可以进行分度工作。数控回转工作台工或曲面加工，它也可以进行分度工作。数控回转工作台分为开环和闭环两种。分为开环和闭环两种。 5.2.1 开环数控回转工作开环数控回转工作 当转台做圆周分度运动时，先分度回转再夹紧蜗轮，以当转台做圆周分度运动时，先分度回转再夹紧蜗轮，以保证定位的可靠，并提高承受负载的能由于数控转台是

12、根保证定位的可靠，并提高承受负载的能由于数控转台是根据数控装置发出的指令脉冲信号来控制转位角度，没有其据数控装置发出的指令脉冲信号来控制转位角度，没有其他的定位元件。因此，对开环数控转台的传动精度要求高，他的定位元件。因此，对开环数控转台的传动精度要求高，传动间隙应尽量小。数控转台设有零点。传动间隙应尽量小。数控转台设有零点。 52数控回转工作台数控回转工作台 n 【实例【实例5-3】 JCS-013型自动换刀数控镗铣床的型自动换刀数控镗铣床的数控回转工作台数控回转工作台n JCS0l3数控回转台由传数控回转台由传动系统、间隙消除装置及蜗轮动系统、间隙消除装置及蜗轮夹紧装置等组成。数控回转工夹

13、紧装置等组成。数控回转工作台通过移动双螺距渐厚蜗杆作台通过移动双螺距渐厚蜗杆的轴向位置来调节间隙的轴向位置来调节间隙 ，消除，消除蜗杆副传动间隙；设有零点，蜗杆副传动间隙；设有零点，使工作台准确地停在零点位置使工作台准确地停在零点位置上；可作任意角度的回转和分上；可作任意角度的回转和分度度 。n 5.2.2 闭环数控回转工作台闭环数控回转工作台 n图图5-10 数控回转工作台数控回转工作台n1一电液脉冲马达一电液脉冲马达 2、4一齿轮一齿轮 3一偏心环一偏心环 5一楔形拉紧销一楔形拉紧销 6一压块一压块7一螺母一螺母 8一锁紧螺钉一锁紧螺钉9一蜗杆一蜗杆 l0一蜗轮一蜗轮 11一调整套一调整套

14、 12、13一夹紧瓦一夹紧瓦 14一夹紧液压缸一夹紧液压缸 15一活塞一活塞 16一弹簧一弹簧17一钢球一钢球 1 8一光栅一光栅 19一撞块一撞块 20一感应块一感应块适用范围：对已投产的企业确定生产类型时使用适用范围：对已投产的企业确定生产类型时使用 5.3 刀架换刀装置刀架换刀装置 n 5.3.1自动换刀装置的形式自动换刀装置的形式表表5-1 自动换刀装置的形式自动换刀装置的形式形形 式式特特 点点适用范围适用范围转塔式转塔式回转刀架回转刀架多为顺序换刀，换刀时间多为顺序换刀，换刀时间短，结构简单紧凑，可容短，结构简单紧凑，可容纳刀具较少纳刀具较少各种数控车床，车削加工中心各种数控车床，

15、车削加工中心转塔头转塔头顺序换刀，换刀时间短，顺序换刀，换刀时间短，刀具主轴都集中在转塔头刀具主轴都集中在转塔头上，结构紧凑。但刚性较上，结构紧凑。但刚性较差，刀具主轴数受限制差，刀具主轴数受限制数控钻、镗、铣床数控钻、镗、铣床刀库式刀库式刀具与主轴之刀具与主轴之间直接换刀间直接换刀换刀运动集中，运动部件换刀运动集中，运动部件少。但刀库容量受限少。但刀库容量受限各种类型的自动换刀数控机床。各种类型的自动换刀数控机床。尤其是对使用回转类刀具的数尤其是对使用回转类刀具的数控镗铣床类立式、卧式加工心控镗铣床类立式、卧式加工心机床。要根据工艺范围和机床机床。要根据工艺范围和机床特点，确定刀库容量和自动

16、换特点，确定刀库容量和自动换刀装置形式刀装置形式用机械手配合刀库用机械手配合刀库进行换刀进行换刀刀库只有选刀运动，机械刀库只有选刀运动，机械手进行换刀运动，刀库容手进行换刀运动，刀库容量大量大n5.3.2 刀具的选择方式刀具的选择方式n 1顺序选择刀具顺序选择刀具n 刀具按预定工序的先后顺序插入刀库的刀座中，使用时按顺刀具按预定工序的先后顺序插入刀库的刀座中，使用时按顺序转到取刀位置。用过的刀具放回原来的刀座内，也可以按加工序转到取刀位置。用过的刀具放回原来的刀座内，也可以按加工顺序放人下一个刀座内。顺序放人下一个刀座内。n 2任意选择刀具任意选择刀具n 这种方法根据程序指令的要求任意选择所需

17、要的刀具，刀具这种方法根据程序指令的要求任意选择所需要的刀具，刀具在刀库中不必按照工件的加工顺序排列，可以任意存放。每把刀在刀库中不必按照工件的加工顺序排列，可以任意存放。每把刀具具(或刀座或刀座)都编上代码，自动换刀时，刀库旋转，每把刀具都编上代码，自动换刀时，刀库旋转，每把刀具(或或刀座刀座)都经过都经过“刀具识别装置刀具识别装置”接受识别。接受识别。n 任意选择法主要有三种编码方式：任意选择法主要有三种编码方式： (1) 刀具编码方式刀具编码方式 (2) 刀刀座编码方式座编码方式 (3) 编码附件方式编码附件方式 n5.3.3 回转刀架换刀回转刀架换刀装置装置 n回转刀架换刀装置是回转刀

18、架换刀装置是一种简单的自动换刀装一种简单的自动换刀装置，常用于数控车床。置，常用于数控车床。n 1四方刀架换刀装置：四方刀架换刀装置：WZD4型刀架具体结构，如型刀架具体结构，如图图5-13所示。所示。n 2六角同转刀架其换刀六角同转刀架其换刀的过程为刀架抬起、刀架转的过程为刀架抬起、刀架转位、刀架压紧、位、刀架压紧、 转位液压转位液压缸复位等几个步骤。缸复位等几个步骤。n图图5-13 数控车床方刀架结构数控车床方刀架结构n1一电动机一电动机2一联轴器一联轴器3一蜗杆轴一蜗杆轴4一蜗轮丝杠一蜗轮丝杠 5一刀架底座一刀架底座6一粗定位盘一粗定位盘7一刀架体一刀架体8一球头销一球头销n9一转位套一

19、转位套 10一电刷座一电刷座 11一发信体一发信体 12一螺母一螺母 13、14一电刷一电刷 15一定位销一定位销【实例【实例5-4】 C K 3263系列数控车床回转刀架系列数控车床回转刀架n n 学生研读学生研读C K 3 2 6 3系列数控车床回转刀架结构与以下系列数控车床回转刀架结构与以下刀架内容比较各自特点及其结果。刀架内容比较各自特点及其结果。n5.3.4 多主轴转塔头换刀装置多主轴转塔头换刀装置 n (1) 脱开主轴脱开主轴 (2) 转塔头抬起转塔头抬起 (3) 转塔头转位转塔头转位(4) 转塔转塔头定位压紧头定位压紧 (5) 主轴传动主轴传动n 5.3.5 排刀式刀架排刀式刀架

20、n特点是，在使用上刀具布置和机床调整都较方便，可以根特点是，在使用上刀具布置和机床调整都较方便，可以根据具体工件的车削工艺要求，任意组合各种不同用途的刀具。据具体工件的车削工艺要求，任意组合各种不同用途的刀具。n 1鼓鼓(盘盘)式刀库式刀库n 在盘式刀库结构中，刀具可以沿主轴轴向、径向、斜向安放，在盘式刀库结构中，刀具可以沿主轴轴向、径向、斜向安放，刀具轴向安装的结构最为紧凑。盘式刀库的刀具轴线与鼓刀具轴向安装的结构最为紧凑。盘式刀库的刀具轴线与鼓(圆盘圆盘)轴线平行，刀具环行排列，分径向、轴向两种取刀方式，其刀座轴线平行，刀具环行排列，分径向、轴向两种取刀方式，其刀座(刀套刀套)结构不同。这

21、种鼓式刀库结构简单，应用较多，适用于刀结构不同。这种鼓式刀库结构简单，应用较多，适用于刀库容量较小的情况。库容量较小的情况。 54 刀库自动换刀系统刀库自动换刀系统图图5-21 鼓鼓(盘盘)式刀库式刀库n 2链式刀库n 链式刀库容量比盘式的要大，结构也比较灵活和紧凑，常为轴向换刀。链环可根据机床的布局配置成各种形状，也可将换刀位置刀座突出以利于换刀。一般当刀具数量在30120把时，多采用链式刀库。n (1) 刀库结构n 主动链轮由伺服电动机通过蜗轮减速装置驱动(根据需要，还可经过齿轮副传动)。确保刀套准确地停在换刀位置上采取定位盘准停等三种方式。 (2) 刀库的转位n 刀库转位机构由伺服电动机

22、通过消隙齿轮带动蜗杆，通过蜗轮使刀库转动。n 3格子盒式刀库 n 固定型格子盒式刀库 非固定型格子盒式刀库 mnmnn n5.4.2 刀具交换机构刀具交换机构 / n1利用刀库与机床主轴的相对运动实现刀具交换n2采用机械手进行刀具交换n最常见的有如图5-30所示的五种机械手的形式：n(a) 单臂单爪回转式机械手(b) 单臂双爪摆动式机械手(c)单臂双 n爪回转式机械手 (d) 双机械手 (e)双臂往复交叉式机械手(f) n双臂端面夹紧机械手n 图图5-30 机械手的形式机械手的形式n5.4.3 机械手结构原理机械手结构原理n 1机械手的形式n单臂双爪式机械手：图5-32所示，通过活塞的运动带动

23、齿条齿轮传动来实现。这种机械手换刀动作可靠，换刀时间短。缺点是刀柄精度要求高，结构复杂， n 单臂双爪且手臂回转轴与主轴成45的机械手 【实例【实例5-5】JCS013卧式加工中心双臂单爪交叉型机械手卧式加工中心双臂单爪交叉型机械手n图5-32这种机械手的自动换刀过程，如图5-34所示。 n n 图图5-35 钳形机械手手爪钳形机械手手爪 图图5-36 刀库夹爪刀库夹爪n1一手臂一手臂2一锁销一锁销3一止退销一止退销4一弹簧一弹簧 1一锁销一锁销 2一顶销一顶销 3一弹簧一弹簧n5一支点轴一支点轴6一手爪一手爪7一键一键8一螺钉一螺钉 4一支点轴一支点轴5一手爪一手爪6一挡销一挡销2手爪形式手

24、爪形式(1) 钳形手的杠杆手爪（图钳形手的杠杆手爪（图5-35） (2) 刀库夹爪（图刀库夹爪（图5-36 )3机械手结构原理：机械手有两对抓刀爪，分别由液压缸驱机械手结构原理：机械手有两对抓刀爪，分别由液压缸驱动其动作。动其动作。 4机械手的驱动机构：气缸通过杆带动机械手臂升降。机械手的驱动机构：气缸通过杆带动机械手臂升降。 n【实例【实例5-7】 JCS-018A加工中心的自动换刀装置加工中心的自动换刀装置 n 1自动换刀工作过程自动换刀工作过程(图图5-43) 刀套转刀套转90机械手转机械手转75刀具松开刀具松开 机械手拔刀机械手拔刀交换两刀具位置交换两刀具位置 机械手插机械手插刀刀 刀

25、具夹紧刀具夹紧液压缸复位液压缸复位 机械手反转机械手反转75，回到原始位置。，回到原始位置。 刀套带着刀具向刀套带着刀具向上翻转上翻转90，为下一次选刀做准备。，为下一次选刀做准备。n 2机械手传动过程机械手传动过程n 机械手的拔刀、插刀动作机械手的拔刀、插刀动作大都由油缸完成。根据结构大都由油缸完成。根据结构要求可以采取要求可以采取“油缸动、活油缸动、活塞固定塞固定”或或“活塞动、油缸活塞动、油缸固定固定的结构形式。的结构形式。n图图5-43 自动换刀过程示意图自动换刀过程示意图n1一机械手；一机械手；2一刀库；一刀库；3一主轴；一主轴；n 4一刀套；一刀套；5一刀具一刀具n图图5-44 J

26、CS一一018A刀库结构简图刀库结构简图n1一电动机一电动机 2一十字联轴节一十字联轴节 3一蜗轮一蜗轮 4一蜗杆一蜗杆 5一汽缸一汽缸 6一活塞杆一活塞杆 7一拨叉一拨叉n8一螺杆一螺杆 9一位置开关一位置开关 10一定位开关一定位开关 11一滚子一滚子 12一销轴一销轴 13一刀套一刀套 4一刀盘一刀盘n 图图5-45所示为本所示为本机床盘式刀库的结构简机床盘式刀库的结构简图。图。如图如图5-44 (a)所示，所示，当数控系统发出换刀指当数控系统发出换刀指令后，直流伺服电动机令后，直流伺服电动机1接通，其运动经过十接通，其运动经过十字联轴节字联轴节2、蜗杆、蜗杆4、蜗轮蜗轮3传到如图传到如

27、图5-44 (b)所示的刀盘所示的刀盘 .n3刀库结构刀库结构【实例【实例5-75-7】 带刀库自动换刀系统实例带刀库自动换刀系统实例n TH6350卧式加工中心的自动换刀系统卧式加工中心的自动换刀系统由链式刀库和换刀机械手组成由链式刀库和换刀机械手组成 n 1刀库刀库 该机床的链式方刀库置于机床左侧，该机床的链式方刀库置于机床左侧，通过地脚螺钉及调整装置，使刀库与机通过地脚螺钉及调整装置，使刀库与机床的相对位置能保持准确的换刀。床的相对位置能保持准确的换刀。 刀库刀库存刀数有存刀数有30、40、60把三种。图把三种。图5-46刀库的结构：刀库的结构： (1) 刀具锁紧装置刀具锁紧装置(2)

28、刀刀库回零库回零 (3) 手动换刀装置手动换刀装置 n图图5-46 刀库部分传动结构刀库部分传动结构n1一刀套一刀套 2一联接板一联接板 3一链条一链条 4一链条张紧装置一链条张紧装置 5一伺服电动机一伺服电动机 n 6一联轴器一联轴器 7一蜗杆一蜗杆 8一蜗轮一蜗轮 9、1 0一齿轮一齿轮 11一链轮一链轮n1) 编刀号编刀号 钻头为钻头为00、镗刀为、镗刀为05、铣、铣刀为刀为15、铰刀为、铰刀为45。n 2) 装刀具装刀具 00号刀装上主轴，号刀装上主轴，05、1 5、45号分别装人刀库号分别装人刀库0、2 9、28三个位置，如图三个位置，如图5-48所示。所示。n3) 将刀号输入刀套地

29、址和主轴上的刀将刀号输入刀套地址和主轴上的刀号地址，见表号地址，见表5-2。n 4) 起动机床进行加工，机床执行钻起动机床进行加工，机床执行钻孔程序后接到孔程序后接到M06指令，便进行换刀。指令，便进行换刀。 换刀后，主轴上换刀后，主轴上00到了到了0号刀套上，号刀套上，0号刀套上的号刀套上的05号刀换到了主轴上号刀换到了主轴上. 2刀具的选择方式刀具的选择方式图图5-48 刀具在刀库和主轴上的位置刀具在刀库和主轴上的位置(钻孔钻孔)n该机床的选刀方式为任意选刀。刀具号和刀库上的存刀位置地址该机床的选刀方式为任意选刀。刀具号和刀库上的存刀位置地址对应地记忆在计算机存储器内或可编程序控制器的存储

30、器内。设对应地记忆在计算机存储器内或可编程序控制器的存储器内。设有一工件需有一工件需4把刀具进行钻、镗、铣、铰加工，选刀过程如下：把刀具进行钻、镗、铣、铰加工，选刀过程如下：5) 机床在执行镗孔程序后接到机床在执行镗孔程序后接到T15指令，刀库便将装有指令，刀库便将装有15号刀的号刀的29号刀套旋转到换刀位置，再接到号刀套旋转到换刀位置，再接到M06指令，便进行换刀。换指令，便进行换刀。换刀后主轴上的刀后主轴上的05号刀到号刀到29号刀套上，号刀套上，2 9号刀套上的号刀套上的15号刀换到号刀换到主轴上。主轴上。6) 机床在执行铣削加工程序后接到机床在执行铣削加工程序后接到T45指令，刀库便将

31、有指令，刀库便将有45号刀的号刀的刀套刀套28旋转到换刀位置，再接到旋转到换刀位置，再接到M06指令，便进行换刀。换刀指令，便进行换刀。换刀后主轴上的后主轴上的15号刀换到为号刀换到为28号刀套上，号刀套上，28号刀套上的号刀套上的45号刀换号刀换到了主轴上。到了主轴上。n 3机械手机械手 该机床采用回转式双臂机械手该机床采用回转式双臂机械手 (1) 机械手手臂的回转机械手手臂的回转 (2) 机械手座的转向机械手座的转向 表表5-2 刀套地址和刀号表刀套地址和刀号表地地 址址输入二位输入二位BCD数据数据说说 明明0号刀套号刀套000001010号刀套上已装入号刀套上已装入05号刀号刀29号刀

32、套号刀套0001010129号刀套上已装入号刀套上已装入15号刀号刀26号刀套号刀套0100010128号刀套上已装入号刀套上已装入45号刀号刀主轴主轴00000000主轴上的刀具是主轴上的刀具是00号刀号刀5.5 5.5 辅助机构辅助机构 5.5.1工件交换系统和工件交换系统和FMC的工件交换装置的工件交换装置n1. 工件交换系统工件交换系统 H400教学型加工中心工作台交换系统可分为工作台抬起、交换、夹紧三个过程。教学型加工中心工作台交换系统可分为工作台抬起、交换、夹紧三个过程。n 2. 柔性制造单元柔性制造单元(FMC)的工件交换装置的工件交换装置n【实例【实例5-9】 具有托板交换工作

33、站的柔性制造系统具有托板交换工作站的柔性制造系统(FMS) 图图5-59柔性制造系统柔性制造系统(FMS) 由由4台台ZHS-K63加工中心组成。加工中心组成。n图图5-59 FMS(柔性制造系统柔性制造系统)n1一机床一机床 2一可交换托板一可交换托板 3一托板运输一托板运输 4一托板站一托板站 5.5.2 5.5.2 排屑装置排屑装置 排屑装置的作用是将排屑装置的作用是将切屑从加工区域排出数控切屑从加工区域排出数控机床之外机床之外 .图图5-60排屑装排屑装置主要有三种。置主要有三种。n (a)平板链式排屑装置平板链式排屑装置: 切屑用链带带出机床切屑用链带带出机床,能能排除各种形状的切屑

34、排除各种形状的切屑 n(b)刮板式排屑装置刮板式排屑装置:带有带有刮板链板。用于输送各种刮板链板。用于输送各种材料的短小切屑。材料的短小切屑。n(c)螺旋式排屑装置螺旋式排屑装置:沟槽沟槽中的切屑即由螺旋杆推动中的切屑即由螺旋杆推动连续向前运动，最终排入连续向前运动，最终排入切屑收集箱。切屑收集箱。n图图5-60 排屑装置排屑装置n(a)平板链式平板链式 (b)刮板式刮板式 (c)螺旋式螺旋式n为了避免由于操作、编程出错，使机床进给坐标轴发生为了避免由于操作、编程出错，使机床进给坐标轴发生碰撞而损坏机床、刀具、工件等，一般在数控机床进给碰撞而损坏机床、刀具、工件等，一般在数控机床进给电动机与丝

35、杠连接之间装有过载离合器。当机床发生碰电动机与丝杠连接之间装有过载离合器。当机床发生碰撞过载时，它能自动脱开并切断伺服驱动电源。撞过载时，它能自动脱开并切断伺服驱动电源。n数控机床的超程限位保护一般有硬限位和软限位两种双数控机床的超程限位保护一般有硬限位和软限位两种双重保护。硬限位靠行程开关碰撞机械撞块后，自动切断重保护。硬限位靠行程开关碰撞机械撞块后，自动切断进给驱动电源。进给驱动电源。n数控机床开机工作前首先必须回机床参考点，以建立机数控机床开机工作前首先必须回机床参考点，以建立机床坐标系。为此，数控机床上的行程开关分为超程限位床坐标系。为此，数控机床上的行程开关分为超程限位开关与回参考点

36、开关两类。开关与回参考点开关两类。n5.5.3 过载保护、超程限位和回机床参考点装置过载保护、超程限位和回机床参考点装置5.5 5.5 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与维修 1. 刀库及换刀机械手的维护刀库及换刀机械手的维护n(1) 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。具与工件、夹具等发生碰撞。n (2) 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具一致，防止换错刀具导致事故发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。生。n (3) 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。的锁紧是否可靠。n (4) 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