机械制造的物料流装置

第7章机械制造的物料流装置

7.1工件储运装置

7.2刀具自动更换装置

7.3自动排屑装置思考与练习题

7.1工件储运装置

7.1.1物料储存装置

物料储备装置系统主要包括供给正常生产物料的仓储系统和在自动线个别环节或设备发生故障时解决燃眉之急用的线上自动储料装置系统两个部分。对于仓储系统,本节只介绍仓储系统中的与FMS或CIMS等机电一体化系统中非常重要的自动立体仓库装置。1.自动立体仓库

自动立体仓库是应现代化、自动化生产和管理信息化的要求应运而生的。与传统仓库相比,能更有效地利用空间,使物品堆放向空中立体发展;配备有完善的计算机管理系统并具自动控制物品的存取、搬运功能,能优化物品的储存数量,保持最佳的库存量,既减少资金积压又能使生产正常进行;减少搬运配料人员和仓储管理人员。如图7－1所示是一巷道式立体仓库局部简图。

图7－1巷道式立体仓库

(1)总体布局。如图7－2所示是常见的巷道式自动立体仓库平面布局形式。

图7－2巷道式自动立体仓库平面布局形式

(2)高层货架。在保证货架结构刚度、强度、稳定性的基本要求下,有的高层货架还要求结构单元自身可调整组合,以适应产品结构发生变换时对货架进行优化排布,即自动立体仓库自身具有一定的柔性组合特点。高层货架是自动立体仓库的基础结构和物品储存支架,同时还是其他元件的支撑件或载体,如定位元件、地址编码、通讯线缆、空中轨道等,其货架单元常由结构钢,如槽钢、工字钢、圆钢等通过焊、铆、螺栓连接等方式制成。

(3)自动立体仓库的计算机管理系统。其主要职能有:入库管理、出库管理和库存数据统计管理。

①入库管理:记录并刷新入库物品的名称、编码、数量、来源地、日期、质量等级及重要度等信息,并进入相关数据库。另一方面,发出指令控制仓储机械设备将物品搬运到应到达的仓位。

②出库管理:根据出库提货清单,核实出货权限,指令自动仓储机械设备执行出货指令,刷新在库品数量等数据信息。

③库存数据统计管理:结合生产状况,反映准确的在库物品信息(如清单),为生产计划、供应系统提供多方决策的数据信息,对仓库自身的库存结构和库存量等进行优化。

(4)堆跺机。如图7－3所示的双柱式堆跺机是一种可在自动立体仓库高层货架巷道轨道上穿梭行走,并堆高层货架的物料仓位存取物品的专用起重设备。为刚性起见,通常采用框架结构。堆跺机通常由行走机构、升降机构、货台与装卸托盘、框架、导向机构、控制系统和安全保护装置等组成。堆跺机一般由专业单位进行设计制造,鉴于其机构上“瘦高”的特点,其设计重点考虑以下几点:图7－3巷道堆跺机结构简图

(a)单立柱式；(b)双立柱式

2.线上自动储备装置

正如农民修建蓄水池储水以防天旱年间延误农作生产一样,线上自动储备装置是为防止自动生产线中某台或某加工单元设备出现故障而影响后续工序的正常工作或全线停产。线上自动储备装置起到蓄水池的作用,它可缓冲生产线上个别故障造成的全局性损失,或者调节正常生产线上因节拍差异而造成的“桶板效应”(指一个桶的容量取决于最低那块板所确定的桶的容积,生产线上指整个线上的节拍取决于最慢节拍的机床或工序)。线上自动储备装置在生产正常或节拍一致时几乎不发挥作用,它并非是一个常规概念的仓库,其设计原理类似于一条九经曲折的江河,在同样的距离上迂回曲折使路径增长而增大水的储备量。设计上有两种思路:动态式和静态式。

1)动态式线上自动储备装置

指上工序来的每一个零件都经过此储备装置,而按顺序地进入下工序,只是在此装置上动态地积累有较多的可流入下工序的零部件数而已。通常安装在易于发生故障的设备或工序之后端,起到缓冲调剂作用,留出设备修理时间,减少后续连锁停机损失。如图7－4所示。

图7－4动态式线上自动储料装置

2)静态式线上自动储备装置

此储备装置一直静态地存放有一定数目的上工序而来的零部件。正常时,上工序而来的零部件不经过此装置而直接进入下工序,仅当上工序设备发生停机故障时本装置才投入运行,释放库存应急,故障解除后,上工序设备须加班补充本库存,如图7－5所示。当然,这种静态也是相对而言的,为防止库存太久产生生锈等原因,有时须人为地或自动线设计要求定期释放更新库存。

图7－5静态式线上自动储料装置

7.1.2工件输送装置

物流系统中的输送系统内容较丰富,输送任务主要指工件毛坯、成品、半成品等零部件等的输送,还包括刀、夹、量、辅具等的输送。按不同的分类有不同的输送类型:

按输送行程的轨迹路径可分为:直线输送和环形输送。

按工件与机床间的位置关系可分为:内通式输送和旁通式输送。

按输送时间节拍可分为:同步输送和非同步输送。

按物料形态可分为:固体输送、液体输送和气体输送。

1.随行夹具输送与返回装置

托盘和随行夹具在自动生产线和装配线上应用较多,采用托盘或随行夹具可减少工件的装夹工作,并易于将工件准确输送到预定位置或工位。由于随行夹具和托盘都是循环使用,因而在输送设计上需考虑其返回装置。根据生产现场布局,其结构上可有三种方式供选用,见表7－1。在上方和下方返回的两种结构中,设计有升降装置或回转鼓轮,使随行夹具完成升降动作而回到初始位置以备调用。

表7－1随行夹具输送与返回装置的布局形式

2.自动输送小车

自动输送小车是机电一体化生产系统中十分重要的输送设备,在当前的生产实际应用中,主要有有轨自动小车(RGV)和无轨自动小车(AGV也叫自动导向小车),而自动输送小车自身就是技术含量高的机电一体化产品,一般都需专业厂家设计制造并结合车间现场进行施工来完成。

(1)有轨自动小车。以直线输送应用为主,行进中沿地面铺设的轨道输送物料。有轨自动小车运行系统通常包括:轨道、动力与控制电缆、RGV小车(车身、减速与制动装置、识址与定位装置、安全保护与报警装置、控制装置)托盘交换与定位装置等。轨道一般为轻型导轨,可设计为水平、垂直、斜坡等布局形式。根据需要有的导轨还可悬架在空中,使小车成为吊挂车形式,减少工作噪声、节约占地,并利于现场打扫工作。有轨系统具有控制系统相对简单,造价低,但柔性差,一经铺就,路线不易改变,工作噪声大,占地多,清洁困难等缺点。

(2)无轨自动小车(AGV)。AGV具有较好的柔性和灵活性,运行无噪声,占地少等优点。如图7－6所示,AGV系统由随行夹具或托盘交换装置、液压升降装置、驱动行走与变速装置、动力及控制电源、地面轨迹制导设施等组成。AGV动力源一般采用一次充电能用8小时左右的蓄电池。与RGV相比,其行走轨迹制导系统比较复杂,制导方式有:电磁感应制导、光学制导、激光制导、红外线制导、磁力制导和摄像跟踪制导等。

图7－6AGV结构图3.带式奔输送装置带式输链送装置短常用于社散料或纽奉不定形构小件的看直线长生距离输安送工作旷中,其系统构撞成见图7－7,由输送带怜、托带辊那、张紧轮等、驱动滚锅筒、驱动福电机、减咐速机构等毙组成,其每个渐组件部帮分设计今选择可羊参考《盾机械零飞件设计张手册》征、《机奴械设计误手册》睬等,此处主要蔽介绍其托晌带辊的组传合结构形俩式及带的含调偏原理编。图7－7带传输寒系统图设置托哭带辊是纠为了分收担输送学带的承剧载,防命止输送请带下垂爹干涉,坝以及带变被物料跌重力拉箭长而张吸紧不足凑降低传狼载能力符。托带近辊一般此是通过咏轴承而炕空套在求芯棒上兴,随着骄输送带保的行进波而摩擦控滚动回掌转。根狭据物料摆种类、懂形态、括尺寸等真来设计别托带辊简的结构奖形式和听排布的淘疏密度帝。如图榜7－8圣所示,震布局结罢构形式什主要有忧:平行址托带辊舒、V形猛托带辊榴和槽形助托带辊危三类。畏调心托扔带辊可魄防止输朵送带朝勺一个方助向跑偏铲,在平篇带传动芹中,带辽跑偏方键向总是针朝着承演受张力建最大处键移动,翠图7－翻9是其眯调偏原刚理,若金带朝左羡立辊1梁上跑偏腥,证明称此方向锡处的张规紧力过右大,而贼立辊1腿被带的侍摩擦力废带动使晋得托架控2绕轴扫3转动勾一个角好度,此泳处的张期紧力变焦小,从根而使带归制导返鹿回,达应到自动约调偏目年的。图7－8站托带辊糕的结构形碑式(a)平行上托率带辊；(b)平行下堡托带辊;(c)酷V形托带辊绸；

(d)上调心托规带辊;(e行)下调心碎托带辊;(f)潮V形调心托红带辊图7－9调偏原蚂理示意筒图4.链风式输送润装置链条在绵输送装框置中有胃两种功匆用:一是作嚷为物料惹的承载叼体;二是动早力牵引足元件,如在悬触挂链输惭送中的绘功用。奇本小节拴的链式凝输送装樱置中,链条作芽为承载疾体用,其系统退见图7－10,由电动机蒙、三角带欲轮、三角芝带、齿轮权减速器、知链轮和链赠条组成。采根据工件抚形态、尺途寸材料等,输送链损条可有帮多种选贫择,见图7－11。其中片械式套筒链穿应用最为扶常见,链条输送宽物料既可由是直接带事动物料(如履带死链背面犬可直接味堆放物朋料),也可带醋动料架冷、料斗偷等附属朽装置。沃为防止果物料、舒附件掉工落,平行于链泻的两侧常输设有导向楼板装置。图7－10链条作为佣承载体输品送装置图7－1家1输送撇链条的形谊式(a)弯片链佣；(b)片式套筒骄链；(c)焊接链迁；(d)可拆链;(e册)履带链;(f)齿形链5.辊道那输送装置辊道输送沫是最为简歼单的物料烧输送装置,且成本低递廉,它靠物料替与辊子外扫圆面的摩图擦力完成财输送工作返。常见的筛三种方式葱见图7－12,见(a)为靠重力露的分力使辣物料自动源从高端流看向低端。(b)为料顶料猪式输送,为水平骗布置,机械手店或机器勤人在摆苍放物料记时的水逼平推动剩使物料桶一个接环一个地桥顺次推稻动到下孤一位置销。(c)为外动稳力驱动失辊子,使工件从钢初端到末花端,适合于燥箱体件各、托盘拨、板材兔等输送郊。动力左自动辊怒道输送妖装置再岔配合其垂他辅助晌装置可颠使物料扛实现转架弯、换纱向、分探流等输丈送,见图7－13。图7－12辊道传输告的形式图7－柄13材自动输连送辊道浅的辅助垒装置(a)升降机倍；(b)弯轨；(c)回转装们置;(d)直角移巧载；(e)直角移涝载6.悬挂次链输送装班置系统悬挂链捡输送系叔统具有辉节约占卫地,布局灵活,转向方便,传输可艰靠,易于实施免等优点而估得以广泛盯应用,如塑料件寨的涂装作悦业、车架袭焊接作业龄、汽车装快配等。如伯图7－14所示,是一涂蝴装生产瞎的悬挂篇链系统,悬挂链割输送系楚统主要幅由架空村轨道、惑牵引链鸟条系统震、驱动武装置、温张紧装忠置、转芒向装置严、滑架奏滚轮和颗各种挂拣具等组子成。图7－14悬挂链输板送系统(1)滑架、宜滚轮结始构。目上前的生迅产应用俗中常用穿两种滑袍架:提拉式滑坚架和推拨肤式滑架,分别见让图7－15和图7－16。提拉式统滑架结构棒简单，投乌资少,是一种同数步传输装抚置,适合于无扬特别要求葱的生产作秤业。物料羽随挂具挂悠在滑架上,滑架在颗链条的隆牵引下烫在架空腾轨道里涛行进,将物料记送到目刘的地。善推拨式童滑架的不牵引链懂与滑架趣体不固证定连接,其传动靠写链上的推太头拨动滑馅架体而行汪进,由于滑矩架体可减与牵引岗链脱扣虫使得物螺料可以害传输到姨不同的喂悬挂链待上并接书轨,实现复急杂的输煮送和非丛同步输伍送。图7－15提拉式恩滑道图7－16推拨式客滑道(2)挂具的暗选用。封挂具的恨结构形玻式、尺庭寸规格肠取决于系物料的群种类、薪形状、庙尺寸等巡寿因素,其基本魄要求是呢物料不草掉落和剂方便装顷卸,常用的挂按具如图7－17所示。也容可自行设缎计适合现飞场生产的灵特殊挂具弟。图7－17悬挂链用底各种挂具7.1.彻3物料丽供给适配絮装置虎1.模扑块化组合论机床主轴狠箱调用人们知同道,加工中心拾刀具可换,具有灵活夜性大,通用性睛好,适应面抄广,加工类型祥和工艺方嫩法多,但由于率其每把竹刀的更途换需要煌时间,因而对绢某些零蛙件(如汽车发以动机箱体邀件加工)的综合加皆工效率较盒低,不适应批摄量生产,一般用于党小批量多朴品种的模组具制造等峡行业。而喇多刀组合口机床能做粮到多把刀渡具,有的达丘数十把跨刀具同何时工作,具有很伸高的效影率,并较好地旷保证加工老的一致性事。但在品字种更换或才产品结构倦更新改变午时,却有点无遍能为力而声可能闲置警。集加工点中心可换唯刀具和多岸轴组合机恩床高效率篇的双重特粒点的模块器组合机床斑应运而生,它是将淘多轴组寺合主轴粗箱设计凤成可换贼模块,相当于加胸工中心的付“一把”隐刀具而可胞以更换,而且每戚个模块托又相当约于一台够单面组恋合机床挎。模块罗与单台咱的组合馋机床相掠比,成本很挑低,更换方便,管理调垫度容易奏。所以,模块化造组合机蛋床具有激效率高,适应性妇广,占地少等玩优点。图7－18是一台具波有8个可换主脊轴箱模块看的中型模醒块组合机除床,可同时插完成工俊件四面边的粗精旱钻、镗姑、铰、驶攻丝、皂锪等工炕作,每个模块派的调用与盆分度工作签台回转和绞后退配合城进行。模队块的调用踪蝶和工作台辩的动作全缠由程序自墙动控制进眯行。工件感品种变换瞧时,只需装耍备相应律的模块鸽设计与长制造工鞋作。图7－18模块组遥合机结只构与布搭局图7－19带翻转槽装置的挖卧式可飘换箱组均合机床1)主轴尘箱的定位柿换臭箱机床中衰主轴箱的缝定位精度晃是保证加日工精度的罗重要因素青,通常定兵位精度应德在0.0并1mm以维内。谜主轴箱息的定位方事式通常采包用“一面鞋两销”定扰位,其中两销幕可以是“等圆柱销-菱形销芽”、“锻两个圆汉柱销”厕或“两宝个圆锥族销”。尖从定位兰原则讲,采用两个沉圆柱销或贿两个圆锥答销定位都动属于过定浩位状态。只为减少过攀定位的干淹涉,要求严格膜的加工精暖度或者使帅一个销套拼可以径向姻浮动,浮动量为0.1m黄m。此外,也可用晌“两面趟一销”禾定位(见图7－20)冰,其中一添个面用狸动力箱壳的前端旨面,且为主基鼓面,第二基会面用两陪个定位齐支承块慎组成,且与主搬基面相彻垂直,以伸缩公定位销派的平面带限制主境轴箱的久横向(X向)不定度。冈伸缩定位夕销前端制循成一个斜半面和一个叉平面。图7－20两面一丧销定位等方法2)主轴驱箱的夹紧彩如吃图7－21所示,由夹紧产液压缸4带动r形压板怎将主轴勿箱与动赛力箱定洁位并压撤紧。图7－21主轴箱得的夹紧3)主轴吼箱的输送钥输捏送装置有狭液压缸滑众台推送装革置、输送般车、机械拦手和链条且等。图7－22所示的须是链条有式传送避装置,主轴箱投支承在山圆导轨6上,利用链条2输送主轴果箱。图7－22主轴箱的京输送2.工苦件自动育供给装季置(自脂动上料歪机构)自动化加酒工或装配迁生产线的梨自动化程筒度及运行惰的好坏很砍大程度上咏取决于工苦件自动上捕下料装置墨的设计与论选择。因堪为加工、恼装配中约静三分之一虏的费用,三分之饺二的工骄时都集群中在此岔装置相在关的工座序上。渗大批量碑生产中,为减少重驶复而繁重揭的体力作粱业,降低劳动御强度,提高生产碰效率,保证产朗品质量势及其一午致性,保障生含产安全,要求提高津上下料的杆自动化程乓度是十分嗓有意义的驴。由于自哈动上料和祥自动定位饲加工后的摇工件已有民比较准确它的位置和迹尺寸,所以,自动下梅料比较姜容易实饥现,一般采用傍推杆、推喇板或机械坚手即可,此处不作农介绍。下面介绍击各设备的撇作用及其榜特点。跟1)愈供料器拌作用杰是一方面许储存工件嫌毛坯,另一方面,在自动砌加工或手装配工维序源源融不断地树自动提波供工件于。通常蒸分为料肥仓式供领料器和惜料斗式坛供料器脚两大类盖。两类粥的根本周区别在寒于工件搞在供料颗器中能链否完成胡自动定炊向的功派能。料烫仓式不杯能完成违自动定究向,工件需人苏工或专用味定向器来赵实现定向姜排布,适用于难袋以自动定铲向排列的羡工件;料斗式切自带定柿向器可掩以工件茶自动定档向,用于定向慕排列性好狱、质量小资的工件,见表7－2,料仓式表还分为款自重式演送进合赛外力强班制送进路两种方无式。表尼中提供屈了供料培器的众绢多结构闯形式,其详尽订的结构循设计可抖参考《法机械工肠程设计拆手册》妖。表7－2供料器丑种类和黄结构形显式表7－2供料器低种类和叙结构形早式2)定向脚器没见图7－23,对于形状昼复杂而又榴不能在料较斗中自动励定向的工俩件需在输向料槽中进雅行再次定请向,料仓中培工件若注非人工皇定向排英列,也需专常门的定碌向器对均工件定婶向,因而定向肚器的设计努选择也是贸十分重要凳的环节,有的定皮向器客壁观上还举具有剔忘除器功捎能。图7－23各种定颠向器结窄构形式3)隔离唉器伪定向排列愉好的工件制送料经常既是连续送邀进和不等换节拍的非谎同步送进,但往往需台要逐个或蚊成组隔离当而送往加拌工区;隔离器设爹计考虑两鄙个方面:一是根乳据工件角形状、族材质、窝表面状蚊况等决挺定隔离仇器的选本择,二是考虑写隔离器工赛作节拍与误相关工序输的节拍一最致性问题,隔离器厘往往与泥送料器呈设计在速一起,一般由何往复运侍动、摆距动、旋秘转等来深实现隔俘离,常见机初构见图7－24。图7－24各种隔续离器4)分路夕器陷将来自一疤路的工件欺分成两路繁以上行进,有的场合巩必须设置比分路器,如供料器妇供给能力球大,足以供给注两台以上喉的设备或撕装配工序;从生产能垄力大的工柿序向生产鄙能力小的床工序传送;自动检逆测工序伏中,将不合格典件剔除等犬。图7－25是分路局器结构载。图7－25分路器岁的结构5)合路浸器穗自动化生稠产中,有时需劈燕对数台棋加工设驰备完成御的同一邮种工件涂进行统挡计、检灶验;或者由数障台供料器敏向同一台夸加工设备怠供料时,都需要亿对工件垄进行集第中汇集丧。合路较后必须促保持工夺件定向牲一致。年见图7－26。图7－26合路器宴的结构6)输剩料槽结气构舟工件想从供料罪器到达酸上料器洗或上工洁序加工吃完毕后绕到达下枕工序途缘瑞中都必什须由输槽料槽来岩支撑和蝇保持定冷向。其委结构设寇计主要书取决于陪工件形懒状、尺四寸、重愈量等。尤工件在薄槽中运授动一是拳平移滑狱动,要考虑其榨耐磨性;二是滚动,要考虑其壁摩擦系数宜足够大。面有的输料教槽还带有穷减速装置秤。常见结没构形式见刷图7－27。图7－27输料槽的病基本结构7)上呢料机构岂将已定斯向排布抛好的工聋件装入欺夹具并行定位由稳上料机池构完成网,上料钓过程与予零件的坚装配在溪某种程域度上十幕分相似右。上料碧机构的盖设计主目要根据斥工件形匀状、尺绍寸、重蕉量、材鼓料性质之等与夹荒具配合昆选择,落其中上线料杆(魄元件)舰的选择柳设计是袭最重要暑的,主卷要有:偷顶杆式舅、弹性案销、磁竹性元件碌、摩擦追式、真锅空吸附蜓和机械崖手等。蛇图7－28所示的是我具有指形狂压板的L形摇杆购式上料丽机构,适用于空英间上不允鉴许使用滑贴板顶杆式上上料机构宅的场合。L形摇杆2的圆弧段A用于隔截离工件,指形压萌板3的开闭践即可利框用工件桶的重量,也可采波用强制梯的方法,如设置开恶闭挡块。图7－28摇杆式笛上料机肉构图7－29摇杆与弹授性销上料归机构图7－30真空吸糖盘式薄徒板材上拌料机构图7－31自动拧紧某螺母机构图7－32所示为机辛械手式上皇料机构。烘当机械手4抓取到工孔件后,将从图示饱双点画线悟位置按(1)至(6)的顺序把吊工件装入稍分度转台6上的夹色具7中。机闻械手4的上下运冷动与摆动项可用凸轮贫或气缸分缴别驱动。双若工件有看中心通孔,机械手4的夹持部秩分5可采用列弹性销啄等,否则采用爱真空吸头浓为好。图7－32机械手固式上料渐机构图7－33所示为岗连续带铸材的步瞒进上料帅机构。全上料体1的内腔有男一斜面A,并装有滚酿柱2,滚柱压请块3及弹簧4。当曲柄美轮5通过连杆6、摇杆7驱动上料暗体1向右运诱动时,由于滚柱2在弹簧4的作用秒下由右抱向左运谈动的趋谷势,于是便被叶楔紧在斜改面A和带材8之间,使带材8也随上料居体1一起向炊右移动,完成上踢料动作睁。当上受料体1向左运动纤时,因滚柱2与斜面A脱离了打接触不毁能再夹璃紧带材8,故此时输带材8静止不动,于是上搅料体1完成空驳程复位秋。图7－33连续带材酸步进上料么机构图7－34所示为颜棒料的锅上料机弱构。上寸料动作厉顺序如巾图左侧始图线所逗示:(1)至(2)为接取距棒料,(3隶)至(4)为向固定思承料架6上料,(5矿)为回程。云送料架2的往复竖运动可继用气缸旺驱动,其绕销轴3的上下摆量动由摇爪4及靠模5提供。在扔料道1的上部凑应设置惕隔离机始构,以使棒料急逐个地落仆入送料架2的槽口。精送料架2的端部应旱具有图示涨的斜面,以使其回越程时能顺拌利地从被旅夹紧的棒薄料下方退勾出。图7－34棒料的上兆料机构3.上悟(下)巾料机械被手工业机械起手是一种钥能模拟人宿手功能,按给定程眨序、轨迹拣和要求实五现抓取、鬼摆放、搬修运工件、言更换刀具尼或操纵工申具的机械后化自动化终装置。通聪常由执行奋机构、驱狭动机构和妨控制系统翠组成,若加上行霞走机构,则通常称险为机器人际。执行机烧构包括手海部、腕部释、臂部、宅机身或机苍座等。其出中手部直携接与工件个或工具接冲触,完成夹紧煌、吸附、继托持与松伍开等功能,是机械手类的关键元徐件,手部通唯常包括菌手指(卡爪)、传力机扩构和驱动闲元件。有声的机械手名机构十分蜻复杂,如图7－35所示。这抱是一个有壶十多个自汤由度的仿惑人手手爪备。有的机棵械手还带层有传感器,检测其匀工作相笑关信号,可实现反窄馈闭环控诞制。图7－35仿人手机盐械手手爪敲结构机械手背机构形宿式取决羡于工件推和使用胞要求,和按不同魔分类标桑准有如宇下几种访:含·按口夹持动木作分类凯:回转局型、移喷动型、浪回转或挣移动多酬指式及省其他类昌型;将·珠按驱动扁元件分李:液压歉、气动普和电动摄;斯·按播传力机茄构分:理滑槽杠堪杆式、港连杆杠大杆式、元斜楔杠神杆式、伍齿轮齿既条式、每弹簧杠嚷杆式、舅凸轮杠羽杆式;遮·按夹晴持工件驾方式分:手指式(外爪、课内卡)、吸盘签式(电磁真空燃负压吸盘尚、挤压排宿气吸盘)和其他形扶式(托持、勺遍式、钩式床、张紧式)。本节以储第一种光分类形垫式分别闹予以介案绍。恩1痛)回转很型机械敲手秩图7－36所示为侵两个气能缸并联镇驱动手表指开闭香的回转写型机械疯手。气肥缸3、4的活塞偿杆均固摧定在支毫承座2上,气缸体漠与U形板5相铰接。保当气缸3、4的缸体同姐步向左或络向右移动山时,U型板5通过连你杆7带动两右手指8闭合或张唯开。图7－36回转型机陆械手2)移粒动型机梨械手棉图7－37所示为招移动型涂机械手摇。连杆4的一端竭铰接在需摆杆5的中点,另一端继与固定味支板2相连,连接杆3、摆杆5、6及手指7组成平行央四边形机含构。油缸1、连接嫌块3、连杆4、及摆顶杆5又构成Scot腹t－Russ贯el机构。当林连接块3作直线运毙动时,销轴8、9的连线块始终平妈行于连畜接块3的运动方琴向。从而,当油缸1的活塞杆精伸出或缩该回时,两手指7将平行倡地作对节向直线壶运动,实现闭削合或张桶开。图7－37移动型蒙机械手3)多动指式机层械手蹄图7－38所示为政回转型妖多指式坏机械手配。电动肿机2通过链条月或传动带3、蜗杆4及涡轮5、驱动螺说杆6转动,螺杆6又通过夫两齿轮8把运动传传递给螺杆9;安装在岔螺杆6左、右螺弄旋段上的划两螺母7分别带动汉杠杆12绕支点坦摆动,使上下咱两卡爪14平行移动,闭合或张拢开;与此同时,螺杆9上的螺母7带动L型摆杆10摆动,L型摆杆10又拨动强中间卡段爪14,使之沿旧导轨11左右运绝动,与上下职两卡爪雅一起夹要紧或松级开工件砖。图7－38回转型多旧指式机械初手图7－39移动型照多指式灿机械手4)其他沟类型机械撕手物图7－40所示的是死利用电磁从吸盘吸附佳工件的机膊械手。电傲磁吸盘5由永久抬磁铁和厉线圈组结成,通电时为损消磁,即松开工投件;断电时为事励磁,即吸附珠工件,可避免因犁故障停电锻而使工件桂脱落。当技工件较大念采用两个昏以上的电徐磁吸盘时,电磁吸盘屯的支承部婚应具有上紫下浮动和适摆动的功抢能,以防止准工件弯简曲造成减吸附不续良。图7－40电磁吸盘传式机械手图7－41所示的包是利用从手臂的格运动使质手指闭孔合将工调件夹紧叼的机械蹲手。手鲜指7处于常掘开状态,如图中叹的下侧沈手指所虽指的位绘置。当划手臂1向右运动,板簧9碰到工盲件12后,由于工件12对手指7的反作用唉力,手指7将绕销引轴11转动,同时其左芽端的滚子8沿着杠例杆6的右端面雕滚动,待滚子8落入杠孩杆6上的圆廊弧槽A后,手指7便停止转愈动而将工篇件12夹紧,如图中隔的上侧怎手指所净处的位停置。手抚指7对工件12的夹紧间驱动力梨由压缩日弹簧5产生,板簧9起缓冲作找用。松开垒工件时,楔杆3在气缸心或电磁拖铁2的带动下斯向左运动,其斜面冬迫使杠陆杆6摆动而宾与手指7脱钩,手指7在扭簧10的作用下引张开复位乞。图7－41配合运开动式机摔械手在设计机瓦械手手部斗机构时,视必须事先均确认工件晓环境条件冠、作业要石求等因素藏和机械手浇综合性能瓜要求。许工件摘因素:形洋状、局部喊形状、尺珠寸、重量夸、材质特虫性、稳定棵性和特殊垦性;币环境因师素:工件搁分布、工牌件放置状纽奉态、位置饱和姿势、摩操作空间警、高低温落、特殊介棵质、电/蹈磁场;厚作业舍要求:工筹件批量、广工件尺寸蔑形状变化体及通用性哥;抓取摆奇放方式;汤设担计中主要愧考虑问题匹有:(1袜)足够的困夹持或吨吸附力;(2)适当的阁开闭空武间;(3)定位准改确度;(4)刚度、强寒度和耐磨弓性;(5)结构紧凑法与重心分拴布;(6茫)联结的方趴便性;(7怀)驱动与劈燕传力机扎构适配夏选取设闸计;(8搂)通用性点与专用使性;(9淋)检测元件搞与联锁保收护等;(10者)工作节拍旁与速度。7.2刀具自促动更换扁装置7.2.收1刀具泳自动更换孩装置类型蔬1充.转塔刀刊架转位自热动换刀装采置早期的岸钻削加械工中心槽采用转廊塔头刀丛架回转救式的换践刀方式可(见图若7－4觉2)。粘这种装杨置通常辱没有独响立专门赴的刀库分,多个盗刀具主扩轴均布颜在转塔郊上,通宇过转塔锹头分度萌转位实仆现刀具绿更换,忠一般为尖顺序换专刀。转锯塔头与桶主电动姥机和变然速箱可说做成一圈个整体携部件,和共同沿威机床导配轨运动钞,这种出结构较窜紧凑,沉但移动盟部件较卧重;也范可把主惜电动机蚕和变速界箱固定星在机床谎上,只涛有转塔馋头沿机初床导轨阻运动,颜使移动京部件较译轻,且维振动及短热量不炒传到转涨塔头中冈。转塔崭头式自忙动换刀亮装置,搞由于转洲塔头结水构受限浮制,刚触度较低枝,而且罩每把刀窑具都需食要一个锄主轴,辆刀具数筑目受限嫂,一般惨不超过躲10把习。钻塔毯式既可卵实现单拔刀更换抗,还可旦实现多左轴组合粮头更换稠，如图骄7－4巧3所示秋。如今异,转塔守回转刀斩架更多切的用于签数控车孝床上,妖如图7倡－44绝所示。欠图7－42转塔换凉刀立式铁加工中哪心图7－43转搭换累刀多轴料头立式恨加工中极心图7－44转塔换刀溪卧式数控嚷车床2.刀库恒换刀1)直穿接换刀馒刀库中抗刀具的讲轴线方臭向与主点轴轴线地平行,不需换刀南机械手,换刀动牛作由刀劫库与机乞床主轴抱的相对抛运动(回转、育移动)实现,结构简单,换刀可秆靠性较剧高。图7－45无机械手泡直接换刀泰的卧式加屡工中心如图7－45所示的右卧式加壤工中心毯。刀库狸作选刀粪回转运赢动和拔锯刀、插但入刀具江的运动咬。换刀轻时,刀库移案近主轴,可实现主撑轴任意位铃置换刀。债也有在换欠刀时主轴呜箱移向刀证库的,实现主保轴固定日位置换爷刀,其换刀梅过程如缝图7－46所示。闻换刀中,旧刀必棵须先取哈出送回屯刀库相纸应位置勾后,才能再从削刀库中取帅出新刀,这两个动它作不能同慕时进行,所以换纷刀时间振较长。贡刀库容克量不大,多用于中榨小型加工滋中心。立橡式加工中诞心的换刀辈如图7－47所示。图7－46主轴箱在指固定位置奸的直接换贼刀过程图7－47无机械屈手直接谣换刀的反立式加匆工中心2)机械艰手换刀查这是揉加工中心嫌换刀的主献要形式,刀库的塔位置要萝比无机穷械手的约自动换谦刀装置叙灵活得棋多。刀零库中刀声具的存慈放方向捎与主轴滴装刀方絮向可以联不一致,根据不同抓要求可配赶置不同形饥式的机械贯手。在刀非库距主轴并位置较远此的情况下,还可设极置刀具咬传送机丹构,在刀库与就机械手之矩间传送刀荣具。用机晓械手换刀残的自动换台刀装置,刀库容煌量可以谈很大,而换刀抄时间可怪缩短到荣几秒。敬由于刀锤库位置桥和机械倒手换刀执动作的犯不同,因此换蒙刀过程旷不尽相驴同,见图7－48。刀库柴中处于蜓换刀位润置的刀虽具轴线肠与主轴滴轴线平虎行，换沉刀时,主轴箱伴上移至堪固定的家换刀位年置,由机械舱手完成懒抓刀、替拔刀、法回转180°、插入墨刀具等动鹅作(见图7－49)。立式加肯工中心机恰械手换刀呜实例如图7－50所示。图7－48刀库安恳装在立隔柱顶部北的卧式理加工中魔心图7－4霉9顶置棒刀库的机你械手换刀戏动作(a)抓刀;(b抗)拔刀;(c朋)回转180°;(d)插刀;(e嘉)还原图7－50立式加工愈中心机械炊手换刀实雾例图7－5播1换刀现机械手的铺结构形式青(a)托单臂单爪少回转式;校(b)单锯臂双爪回快转式;(每c)双臂诉回转式;(d)双机械缘瑞式;(e)双臂往复苗交叉式;(f)双臂端鞠面夹紧忘式7.2.卡2刀库汉1时.刀库类插型1)鼓(蜂盘)式刀俩库(1)刀具轴线允与鼓盘轴掉线平行的住鼓式刀库(见图7－52)。刀具洁环形排恢列,分径向、甩轴向两种不取刀形式,其刀座(刀套)结构不拦同。这臂种鼓式如刀库结挨构简单,应用较多,适用于刀员具容量较觉少的情况资。为增加诵刀库空间史利用率,可采用放双环或拌多环排胃列刀具腔的形式驴。但鼓裕盘直径御增大,转动惯粱量就增严加,选刀时间扭也较长。图7－5残2鼓式没刀库(a)径向取刀障形式；(b)轴向取讯刀形式(2)刀具轴线刻与鼓盘轴聚线不平行钟的鼓式刀冈库刀具轴遭线与鼓盘虾轴线夹角娇为锐角(见图7－48)。这种鼓渠式刀库占肆用面积较藏大,刀库安装驶位置及刀种库容量受匠限制,应用较少颜。但应用挨这种鼓式汉刀库可减哑少机械手谎换刀动作,简化机富械手结乓构。2)链顾式刀库碑链式刀堂库(见图7－53)结构较紧侮凑,通常为球轴向取鞭刀。刀崭库容量伶可较大,链环可京根据机熊床的布泉局配置侄成各种渣形状,也可将换洋刀位置的诉刀座突出释以利换刀负。一般刀如具数量在30～120把时,多采用前链式刀殿库。图7－关53汽链式刀卸库(a)单环链式观刀库；(b)多环链式借刀库3)矩阵贵格子式刀臂库轧矩阵格子扎盒式刀库(见图7－54)。刀具分储几排直线桃排列,由纵、奸横向移蛮动的取林刀机械宰手完成回选刀运聪动,将选取的右刀具送到妖固定的换体刀位置刀伯座上,由换刀它机械手谈交换刀衰具。特条点是刀笑具排列党结构紧首凑,空间利用哲率高,刀库容量潮大,但是布厕局灵活题性差,刀库常常铸安装在工详作台上,应用较改少。图7－54固定型质格子盒奴式刀库2.选刀虎方式1)顺序记选刀方式麦按智照工序、膛工步要求,人工依堵次将所柿用刀具头插入刀骄库刀座烘中,每次换刀糠刀库按顺剧序转动一子个刀座位往置,获取新婆刀,使用过的送刀具可以裕放回原来志的刀座位牢置,也可以拿顺序放姜入下一蹈个刀座局内。更盾换不同系的工件坐时必须时重新排膛列刀库造中的刀畅具顺序,因而操温作繁琐过。由于蝴在加工迅同一工居件中各煌工序的押刀具不两能重复燥使用,这不仅乖使刀具锁数量增每多,而且在使稼用同种刀烦具时,因刀具靠的尺寸都误差也蜻容易造妈成加工锻精度不毁稳定。仰顺序选拉刀方式基的优点透是刀库退的运动算及其控鼠制简单职。顺序惭选刀方适式适用肌于工件佣品种数兄较少、罩加工批液量较大氧、刀具蔬数量较师少的加坝工中心;刀库与主混轴之间直趟接换刀的滋加工中心烦和有成套屡刀库可自新动更换刀驾库的加工宋中心。2)任意乔选刀方式劣由闹于加工中东心采用的教数控系统董绝大多数直都具有刀协具任选功稿能,因此泊,多数加顽工中心都予采用任意子选刀方式搜。它可分峰为刀座编岂码、刀具何编码和跟刚踪记忆等门方式。(1)刀座编码反任选刀具玻。刀座设爆有编码,而当刀具拘装入刀座干后就具有遣该刀座的的编码。在况编程时要济规定每一务工序所需命刀具要装幅入的刀座手编码,加工时靠都刀座编码倒识别装置渣选取所需许刀具。刀唱具还回刀己库时也必繁须还入其评原来所占报用的刀座行。因此,与顺序选研刀方式相仆比,选刀、海还刀时馆间较长,刀库运记动及其晋控制也说较复杂酸。刀座赚编码任杂选刀具园适用于疗选刀、俭还刀运爆动与机绣床加工桃时间可寇重合的着场合,可存放大潮直径刀具狡。(2)基刀具编撞码任选晃刀具。顾编程时庭只规定耗每一工胳序所需璃刀具的帝编码,煮而与刀斗具装入管哪个刀库座无关微。用过歼的刀具鸭可还入传刀库的眉任意空际刀座。庆每把刀赌具都必裳须带有糟编码,尸并且有播完善的保刀具编典码管理剥系统。(3)跟踪记绳忆任选惹刀具。唐刀具号炕及其所系在刀座地号(存刀位置,即刀具地防址)一一对孙应地记壶忆在数摘控系统施的PC中。不预论刀具柴存放在猛哪个刀名座,都始终盛记忆着郑它的踪捐迹。因双此,刀具可前任意取疯出、任糖意送回,不仅刀钥具、刀能座都不僚必设编镜码条,省去编岂码识别末装置,而且可减菊少换刀过满程时间。矿但刀库上口必须设有便刀座位置蛮检测装置(一般与君电动机构装在一秤起),以便检咽测出每晶个刀座豪位置。涂为此,刀库设有常一个机械茅原点。对氏于圆周运阴动选刀的怎刀库,每次选刀价运动刀库贩正转或反掉转都不超的过180°。目砍前多数辞加工中栋心采用渐跟踪记幻玉忆任选饿刀具方监式。7.3自动排屑柔装置7.3举.1惨排屑机桶的分类安装排碧屑动力枯源的不强同可分滤为以下花几类:1.磁力叼吸屑式用于能逮产生磁臭力吸附陆金属材钱料排屑咽工作,文有时还讲用于使旺不同材晋料切屑殖的分离泥工作,酸其分类母见图7这－55离。图7－奔55孝磁力吸言屑装置贿的分类(a)磁板(带)式；(b)磁环式睡；(c)磁滚互连放式(1)庙磁板带蓄式(图埋a)。奥用于铁含质、钢述质材料偷的断屑导或长度旁小于1隆00m灭m的钢悲铁工件梳输送,嫂结构简虽单、变露型容易缴。该排炼屑方式靠其铁屑者与传动尝部分隔闭离封闭惩,外形远美观,锣故障率乡丰低。但瘦是,由蝴于铁屑钩受磁力低作用而葡易在板橡带上滑任动,因猜此,仅贸适合碎告屑干式嫁或油冷鼻加工状漠态下使颜用。且搬排屑量助受到限扰制。瘦(纤2)磁廊环式(瓣图b)据。用于架冷却液纤中颗粒想状、粉有末状钢约铁材料降,浮油肾的分离春。一般举不单独立使用,病通常与挥涡旋分臣离器、愤流体磁争化器组略成排屑遗净化防样腐装置洪,用于模精加工数(如磨拐削、珩肠磨等)是中冷却迎液的净勾化处理饰。应用捎较广。(3)磁滚互连低式(图c)。冷却液厨中断屑铁露质材料分么离,结构较复史杂,排屑量较批小,应用不棒多。2.机械腿式排屑装绢置利用摩渔擦力、啄挤压、赚推拉等依机械方挡式排除呜切屑,见图7－56。图7－济56识机械式挨排屑装哪置(a)平板链峰式；(b)刮板式；(c)螺旋式(1)平着板链式(山图a)。继用于各类瓶材质各种向状态的切盈屑。尤其膊适于团状蛾、卷状的糟细长屑,医排屑量较支大,应用激广泛。但祥该装置的括传动部分间与铁屑不猜分离,易运发生故障礼。量(2)刮暗板式(图援b)。适迫合于各种计材质的断或屑或长度酸小于10剥0mm的筝切屑。(3)螺旋式(图c)。适合煌于各种陆材质的承碎屑。纠一般不克单独使系用,多用于偏叨离排屑中欧心线短距艳离输送。缝此方式结闹构简单,应用较少,排屑量较连大,可根据您螺旋轴池的结构涛不同区是分为有罩芯螺旋根和无芯范螺旋两结种。如图7－57所示是一象有芯螺旋美排屑装置,排屑槽成U形,由钢板割焊成,数段相芦接,也可用铸掏铁制成,铸铁耐磨撇性好。排兴屑槽可以甚设在机床斥中间底座惠内,也可设志在地沟碌内。螺授旋器1由电动机攻经减速器2、联轴节5带动旋转,转速为10～20r／min。螺旋器览的一端装怠在自位轴岔承上,另一端装银在滑动轴堆承上,也可以躺使另一晌端自由闹地贴合丽在排屑现槽底面磨上旋转,随磨损而确下降,从而,保证螺旋脆器紧密贴锯合槽的底创部,且使螺榨旋器径雨向有一秘定浮动嫁量,避免切屑宾卡死现象著。螺旋器撤直径为150至mm时,最长可强达30m,直径为200证mm时,最长可达40m。当螺旋驳器较长时,应在每3～4m间用一个振浮动接头业相接,以改善业工作状化况。图7－57螺旋排屑熄装置3.大梯流量液司力冲涮简式使用大流朗量排屑是骄集冷却、闸润滑、排加屑、净化就防腐等于织一体。用教大流量切进削液冷却走加工切削奖区的机床,可在夹正具及工询作台和肾相应部斧位设置亏喷嘴,利用切禾削液的狼冲刷作够用,将切屑个冲带到略排屑装解置上或捎地沟中,然后经葡过滤使为切屑与谣切削液佛分离,切削液障可继续工由切削楼液泵送迅至切割允区。通遇常,机床在全劲封闭状态闭下工作,以免切削爪液飞溅。龄适合于各勾种材质的辩断屑,是一种商新兴的阿排屑方搜式,造价较高,排屑量葬较大,维修方捞便,故障率构低,使用寿命麻长。但是,其占地乱面积大,使用费用疲较高,目前应用痒不多。见言图7－58。图7－58液力冲扑刷式排抓屑装置4.振动馋式适合于碌各种材余质、各淹种状态虫的切屑密。噪声能较大,狮目前很出少使用黄。5.气力孤输送排屑丧装置排屑方骂法有两旋种类型:一种是用仗压缩空气车喷嘴将切秧屑吹走,另一种维是利用塔吸尘器邪产生真虫空用管脂道将切观屑吸走糖。尽管挎吹排的昨能力远怜大于抽拥吸排屑,但是由幼于压缩坟空气从龙喷嘴中递喷出的逐噪声大,且有切雅屑乱飞,不易控卫制,故使用拴不多;抽吸排倦屑方式忘常用于纲粉尘状蓝细小微温粒磨屑后的排除,如干式的守砂带磨削,或用于加恒工中产生砌有毒气体刊或烟尘的锄场合。图7－5翠9所示的份是一种吸搅屑器。电遗动机带动惨排风扇旋酸转,使机铸内成负压截,将混有拳粉屑的气陪体经吸风处口吸入机猾体,一部律分粉屑落动入集尘盒灾内,一部卵分经由布坟袋过滤,习吸附在布哑袋上,滤既净后的空鹅气由机体单上部排出销。用管道姨将切削区聪与吸风口临相连就可引以实现吸尽屑。当布袖袋内集屑液太多时,雷可以用手颈摇动振杆检机构使粉加屑落入集副尘盒内。舱集尘盒内绝的粉屑定