自动化制造系统-2-3-1单机工作自动化

§2-3 单机工作自动化自动化单机的选择:机床形式和规格:根据需要完成的工艺、工序及坯料情况选择控制方式:根据加工品种数、每批产量和品种变换的频率选择

自动化单机的控制方式及适用范围凸轮式特点：用专门设计制造的凸轮或靠模控制刀具的运动轨迹，并利用凸轮轴使多个不同运动能协同动作。适用范围：少品种，大批量应用机床：单轴纵切自动车床、仿形车床品种变换程度：每月一次到数次自动化单机的控制方式及适用范围非凸轮式特点：用电气、电气伺服、液压、丝杠副等非凸轮机构控制刀具的运动轨迹及多个不同运动的协同动作。适用范围：多品种，中批量应用机床：卧式多轴自动车床、单轴转塔自动车床、立式多轴半自动车床、多刀半自动车床品种变换程度：一日一次自动化单机的控制方式及适用范围数字控制式特点：用数字形式控制刀具或机构的运动轨迹及多个数控坐标轴之间的必要联动。适用范围：多品种，中小批量应用机床：各种数控机品种变换程度：一日数次切削加工自动化切削加工定义：使用切削刀具（刀具、磨具、磨料），在工具和工件的相对运动中，将工件上多余的材料层切除成为切屑，使工件获得规定的几何形状、精度和表面质量。分类：按照切削方法分 车削、钻削、镗削、铣削、刨削、插削、锯削、拉削、磨削、精整和光整加工车削自动化特点：通过车刀与主轴（工件）的相对运动来完成金属切削工作发展方向：数控车床、车削中心、车削柔性单元

车削自动化车削自动化设备分类自动化程度：自动 －－加工棒料毛坯半自动 －－加工件料毛坯主轴数目：多轴－－多个主轴同时夹持多个工件旋转，多把刀具同时加工，生产效率高，但主轴转位时存在定位误差单轴－－单根主轴

车削自动化设备分类主轴放置形式：卧式－－加工棒料毛坯立式－－加工直径大而重的件料毛坯工艺方法：横切－－刀具只作横向进给，加工形状简单、尺寸较小的销轴类零件纵切－－加工盘套类和细长的阶梯轴类零件

车削自动化设备分类加工方式：平行－－多把刀具同时加工，加工表面形状比较简单的零件顺序－－加工形状复杂、需要多把刀具轮流进行加工的零件（大多具有内孔或螺纹）车削自动化设备分类

主轴箱和刀架均不作纵向进给运动﹐而由成形刀具的横向进给运动完成切削加工。这种机床仅用于加工形状简单﹑尺寸较小的销﹑轴类工件。车削自动化设备分类

以冷拔棒料为坯料﹐工作除旋转外还随主轴箱作纵向进给﹐刀架作横向切入和进给﹐可获得较高的加工精度。机床还配有钻孔﹑铰孔(见铰削)和切螺纹的附件﹐是仪表工业的重要机械加工设备。车削自动化设备分类

具有转塔刀架和多个横向刀架﹐可用多种刀具顺序切削﹐适合于加工形状复杂的小工件。车削自动化设备分类

有位置固定的几根(一般为2或4根)主轴﹐同时在几个工位上进行相同工序的加工﹐适合于加工形状简单的工件。车削自动化设备分类

多根(通常有4﹑6﹑8根)主轴装在可周期性转位的主轴鼓内﹐装夹在主轴中的坯料顺序经过各工位完成不同工序的加工﹐并在最后一个工位切断或卸下。这种车床适合于加工形状较为复杂的工件。车削自动化设备分类

车削自动化设备分类

车削自动化设备分类

车削自动化设备分类

单轴纵切自动车床底座1、床身2、送料装置3、主轴箱4、天平刀架5、中心架6、上刀架7、三轴钻铰附件8、分配轴9单轴纵切自动车床单轴纵切自动车床机床的用途形状较复杂，精度要求高，一次成形的小型轴类零件。用于成批大量生产的钟表、仪器仪表行业。毛坯为棒料送料、夹紧、放松、纵向和横向进给皆由分配轴上的鼓轮或凸轮分别进行控制。分配轴转一转，完成一个工作循环。单轴纵切自动车床加工示意图1棒料2夹料夹头3主轴4主轴箱5天平刀架6中心架7上刀架9料管10三轴转铰附件11支撑套12中心轴57698121110单轴纵切自动车床加工示意图单轴纵切自动车床刀架结构No.1、2－联动刀架；No.3、4、5－相互独立的上刀架；2－天平刀架单轴半自动转塔车床单轴半自动转塔车床单轴半自动转塔车床用途：适合加工形状比较复杂、需用多把刀具顺序工作的盘套料工件单轴半自动转塔车床自动工作循环与转塔式六角车床类似具有转塔自动转位动作，以便转换刀具使下一组加工刀具对准主轴各刀架可根据加工程序协同动作结构特点：没有丝杠和尾座，而在床尾装有一个可纵向移动的转塔刀架，其上可装多把刀，工作中周期性转位，顺序地对工件进行加工。刀具行程由挡块控制，易保证精度，提高生产率。1.挡块限送料长度；2.双刀同时车外圆；3.车外圆及倒角；4.打中心孔；5.钻孔；6.套车外螺纹；7.前刀架刀切槽；8.前刀架刀倒角；9.前刀架刀滚花；10.切断刀切下工件单轴六角自动车床4主轴箱3床身1底座5横刀架6回转刀架7辅助轴8凸轮分配轴单轴六角自动车床用途：适合加工大批量生产中加工形状比较复杂、需用多把刀具顺序工作的棒料工件自动工作循环松开夹料夹头，然后棒料从主轴孔中送出，送至预定长度后，夹料夹头夹紧棒料按预定的工艺过程加工各表面工件加工完毕后切断单轴六角自动车床机床上有两个横刀架，一个立刀架和一个回转刀架，回转刀架上有六个安装刀具的孔。利用这些刀架可以完成外圆车削、端面车削、成型车削、切槽钻孔、扩孔、镗孔、铰孔、滚花、攻铰螺纹及切断等工序。

机床上各刀架的运行由装在分配轴上的平板凸轮控制。送夹料和换位由装在分配轴上的定时轮控制。多轴顺序作业自动车床特点：4－6根主轴沿周向均匀地分布在可以间歇转动的主轴筒上，各主轴不仅作旋转主运动，也随主轴筒作周期性的、间歇性的转位；各工位每次加工完毕，由主轴筒带动主轴旋转1/z转（z为主轴根数），将主轴连同工件一起转至下一个工位，再进行下一工步的加工多轴顺序作业自动车床可以较高的生产率加工形状比较复杂，需要多把刀具顺序地轮流参加切削的零件，这些零件大多具有内外螺纹。加工精度较单轴机床差。多轴平行作业自动车床用途：加工长度不大、形状简单、工序较少的棒料工件；多为卧式特点：2、4、8根主轴垂直排列在一条直线上，每个主轴上装有相同的毛坯，分别采用相同的刀具，同时进行相同内容的加工多轴连续作业自动车床用途：加工形状不太复杂、生产率要求高的件料；多为立式特点：6～12根主轴组合在一个圆形回转工作台上，各工位上装有相同的刀具，进行同样的工序内容、加工同样的工件；各主轴除了自身的主旋转外，还绕回转工作台中心缓慢连续转位数控车床用途：适合加工回转体工件特点：主轴转速和进给速度高高精度：具有前馈控制、各种补偿控制以及直线滚动导轨副可实现多种工序复合的全部加工高柔性数控车床转塔刀架排刀架数控车床机内测量装置（工件机内测量）触发式测头－－具有三维测量功能，相当于一个重复定位精度很高的触头开关。当触头接触被测量目标时，发出触发信号，数控系统接到信号后就中断测量运动。可用于加工后在机内工作循环中对工件进行在线测量，补偿刀具磨损和机床温度变化引起的误差。数控车床机内测量装置（工件机内测量）数控车床机内测量装置（刀具机内测量）测头测量装置位于床头侧面的固定位置，用弯臂庄上测头进行测量。可以测出刀尖位置与设定位置的偏差，并进行补偿，还可对破损刀具报警车削中心与数控卧式车床的区别：车削中心的转塔刀架上带有能使刀具旋转的动力刀座，主轴具有按轮廓成形要求连续回转运动和进行连续精确分度的C轴功能，并能与X轴或Z轴连动。主轴定向机构和C轴在工件规定部位上铣槽、钻孔或要求主轴定向停止后以便装卸、检测工件时，可以通过位置控制使主轴在不同角度定位，即主轴定向。粗分度由主轴电动机分度完成，最终定位由主轴后端的齿式分度盘和插销完成。C轴能控制主轴连续分度，同时与刀架的X轴或Z轴联动俩铣削各种曲线槽、车螺纹、车多边形等，也可定向停车。多主轴、双主轴和辅助主轴多主轴：各