数控车床刀库的设计

数控车床刀库的设计

为了提高数控机床的精度和效率，许多数控机床和加工中心都配备了刀库，便于在每一次组装卡片时完成各种工艺的加工。常用刀库有链式和盘式两种,刀库容量有12、20、32、40等等。本文介绍了一种大型立式数控车床所配备的盘式刀库(刀库容量12),就其旋转的液压马达驱动方式和定位控制做了论述,并详细介绍了该部分液压系统的元件组成和工作原理。1刀库的驱动程序1.1o-ll减速齿轮采用液压分度马达进行分度驱动。液压分度电机型号:EIS-280-2PC-1AHO-LL减速齿轮。速度比:1/6×36/72;模数:5;刀库花盘:分度电机一转的移动量360°/12=30°;回转速度:MAX5.83r/min。依靠液压分度马达和减速齿轮机构刀库进行回转,液压分度马达一转移动一个位进行粗定位。1.2定位槽的控制(1)将销“插入/断开”控制用电磁阀SOL4以及回转方向控制用电磁阀SOL2(3)“ON”;(2)机械阀的滑阀依靠控制压力向右移动,因为滑阀的前端和控制杆连结,滚柱销从凸轮的定位槽脱开;(3)滚柱销从凸轮的定位槽脱开的同时,机械阀的通路P-B、M-T打开,马达开始回转;(4)依靠从定位点适当的角度呈现在面前的减速信号,将销“插入/断开”控制电磁阀SOL4“OFF”;(5)机械阀的滑阀依靠控制压力以及弹簧向右移动,控制杆也随之动作,滚柱销靠在凸轮的外圆上;(6)因为在凸轮的定位槽的前后实施了减速控制,滚柱销和控制杆同时跟随凸轮的外径进行运动。因为机械阀的滑阀也跟随控制杆运动,M-1入口间的油被挤压,马达减速;(7)滚柱销一进入凸轮的定位,马达轴便定位停止;(8)定位结束以后,回转方向控制用电磁阀SOL2(3)“OFF”。见图1液压马达工作原理图。2.1该系统的组成该支路液压系统由油箱、电机泵组、操纵板、液压阀及液压辅件等元件组成,以实现刀库的分度和定位动作。2.2管式单向节流阀液压原理图如图2所示,本机床通过液压分度马达、减速机构来驱动刀库中刀盘的分度,通过刀盘定位销液压缸实现刀盘分度的精确定位;其液压回路主要由管式单向节流阀、分度马达等液压元件组成。该管式单向节流阀安装在分度马达进油管路和刀盘定位液压缸的插销动作进油管路上,分别用于控制分度马达的转速和刀盘定位液压缸的插销速度。该支路液压系统与本机床液压系统共用一个油箱和动力源部分。由电机泵组9、吸油过滤器2、管式单向阀12组成。其中的电机泵组是将电机和变量泵集装为一体的设备,具有可靠性高、体积小、噪声低等优点,主系统压力和流量都通过该电机泵组来调节。该支路系统最大压力,可调节到与本机床液压系统压力相同为7MPa,压力的变化可通过耐震压力表17来观察,流量根据实际工作情况由单向节流阀4来调节。1定位缸插销功能(1)初始状态:电磁铁YV1、YV2、YV3、YV4均断电,定位插拔销电磁阀及马达旋转电磁阀均在中位,液动滑阀在右位,分度检测开关弹起,定位缸处于插销锁紧状态,马达、刀盘静止;(2)拔销:电磁铁YV2带电(YV1、YV3、YV4断电),定位插拔销电磁阀移到右位,通过压力油使液动滑阀右移,压下分度检测开关;当液动滑阀移到左位后,定位缸开始拔销;(3)马达回转:定位缸压下拔销确认开关后发讯,使电磁铁YV3/YV4带电,马达开始正转/反转,并通过传动机构带动刀盘旋转进行分度;(4)马达减速:当分度即将完毕(将要抵达换刀位置时)时,由主轴编码器提前发出减速信号,使电磁铁YV1带电(YV2断电),定位插拔销电磁阀移到左位,通过压力油使液动滑阀左移;此时,马达体内的凸轮槽与马达定位销尚处于拟合状态,该马达定位销与液动滑阀形成连动关系,在马达定位销未完全落入凸轮槽之前,液动滑阀一直处于中位阻尼状态,起到了减速作用;(5)马达停转:液动滑阀持续左移,当分度检测开关弹起时,延时0.5s(推荐值)后发出讯号,使电磁铁YV3/YV4、YV1断电,马达停转,开始插销;(6)插销锁紧:定位缸持续插销状态,直到压下插销确认开关后发讯,提示系统已安全锁紧,复归初始状态;此时就可以换刀了。2压力缸的动作依靠液压分度马达进行粗定位以后,刀库依靠液压缸(30mm×65mm×40mm)进行定位。液压缸的杆的端部30推入装在刀库花盘的圆周上600mm12个位置的衬套进行定位。液压缸动作的确认依靠限位开关。销插入:LS20、LS22(分度马达);销拔出:LS21。液压缸的动作,依靠安装在刀库中心下部的小型编码器的输出信号,安装在液压分度马达上的销插入控制用电磁阀(SOL4)“OFF”。