1. 數控鑽床自動換刀裝置包含哪些東西
各類數控機復床的自動換刀裝置制的結構取決於機床的形式、工藝范圍以及刀具的種類和數量等,主要可以分為以下幾種形式
①回轉刀架換刀
數控機床上使用的回轉刀架是一種最簡單的自動換刀裝置,根據加工對象的不同,可以設計成四方刀架和六角刀架等多種形式,分別安裝著四把、六把或更多的刀具,並按數控裝置的指令換刀。回轉刀架的結構上必須具有良好的強度和剛性,以承受粗加工時的切削抗力,由於車削加工精度在很大程度上取決於刀尖位置,而加工工程中對刀尖位置一般不進行人工調整,因此更有必要選擇可靠地定位方案和合理的定位結構,以保證回轉刀架在每次轉位之後,具有盡可能高的重復定位精度
回轉刀架的全部動作由液壓系統通過電磁換向閥和順序閥進行控制,他的動作分為四個步驟:刀架抬起。刀架轉位。刀架壓緊。轉位油缸復位
回轉刀架除了採用液壓缸驅動轉位和定位銷定位以外,還可以採用電機/馬氏機構轉位和鼠齒定位,以及其他轉位和定位機構。
2. 什麼是自動換刀裝置
一、自動換刀裝置的形式
自動換刀裝置是數控機床的重要執行機構,它的形式多種多樣,目前常見的有以下幾種:
1.回轉刀架換刀;
2.排式刀架換刀;
3.更換主軸頭換刀;
4.帶刀庫的自動換刀系統
在這里我對數控機床常見的這幾種換刀系統逐一介紹,首先介紹一下回轉刀架換刀系統。
二、回轉刀架
數控機床使用的回轉刀架是比較簡單的自動換刀裝置,常用的類型有四方刀架、六角刀架,即在其上裝有四把、六把或更多的刀具。
回轉刀架必須具有良好的強度和剛度,以承受粗加工的切削力:同時要保證回轉刀架在每次轉位的重復定位精度。下面我們結合一台四工位的四方刀架了解一下其換刀過程及原理。並結合換刀原理分析一下四方刀架的常見故障現象及原因。常見機床四方刀架如圖一(左)。
圖一數控機床刀架或刀庫是由機床PLC來進行控制,對於普通的四工位刀架來說,控制比較簡單,一般用於普通的車床。我們分析車床刀架的控制原理其實就是指刀架的整個換刀過程,刀架的換刀過程其實是通過PLC對控制刀架的所有I/O信號進行邏輯處理及計算。實現刀架的順序控制。另外為了保證換刀能夠正確進行,系統一般還要設置一些相應的系統參數來對換刀過程進行調整。下面我們分析PLC控制下的換刀過程。在分析之前,我們首先了解刀架控制的電氣部分。刀架電氣控制部分如圖二所示。圖二中的a是刀架控制的強電部分,主要是控制刀架電機的正轉和反轉,來控制刀架的正轉和反轉;圖b是刀架控制的交流控制迴路,主要是控制兩個交流接觸器的導通和關閉來實現a中的強電控制;圖c部分是刀架控制的繼電器控制迴路及PLC的輸入及輸出迴路,整個過程的控制最終是由這個模塊來完成的。 圖中各器件的作用如下:
序號 名稱 含義
1 M2 刀架電動機
2 QF3 刀架電動機帶過載保護的電源空開
3 KM5、KM6 刀架電動機正、反轉控制交流接觸器
4 KA1 由急停控制的中間繼電器
5 KA6、KA7 刀架電動機正、反轉控制中間繼電器
6 S1~S4 刀位檢測霍爾開關
7 SB11 手動刀位選擇按鈕
8 SB12 手動換刀啟動按鈕
9 RC3 三相滅弧器
10 RC9、RC10 單相滅弧器
自動刀架控制涉及到的I/O信號如下:
PLC輸入信號:
X2.7:刀架電動機過熱報警輸入;
X3.0~X3.3:1~4號刀到位信號輸入;
X30.6:手動刀位選擇按鈕信號輸入;
X30.7:手動換刀啟動按鈕信號輸入;
PLC輸出信號:
Y0.6:刀架正轉繼電器控制輸出;
Y0.7:刀架反轉繼電器控制輸出。
我們現在已經清楚了刀架控制的I/O信號,下面我們結合這些信號來分析一下換刀過程,刀架換刀有兩種模式,一種是手動換刀,一種是通過T指令進行自動換刀。我們以手動狀態為例,介紹一下換刀過程及常見故障。
1、首先我們將機床調至手動狀態,通過刀位選擇按鍵進行目的刀位選擇,有的系統是利用波段開關的形式進行實現,有的系統是利用記數的形式來實現,比如說通過檢測刀位選擇信號(X30.6)的狀態,如果按下刀位選擇按鍵,X30.6的狀態應該會改變一次,計數器的數值會發生改變,系統選擇的目的刀具也會發生相應的改變。
2、選擇目的刀具完成以後,下面就是將機床刀架的當前刀位轉換到目的刀位。我們按下刀位轉換按鍵X30.7以後。這時系統PLC輸出一個刀架正轉信號Y0.6,KA6吸合;KM5吸合,這時刀架電機開始正向旋轉,刀架開始正轉。
3、刀架在正向旋轉的過程中不停的對刀位輸入信號進行檢測,如圖3所示,每把刀具各有一個霍爾位置檢測開關。各刀具按順序依次經過發磁體位置產生相應的刀位信號。當產生的刀位信號和目的刀位寄存器中的刀位相一致的時候,PLC認為所選刀具已經到位。
圖34、刀具到位以後,刀架仍繼續正向旋轉一段時間,然後停止正向旋轉(Y0.6停止輸出),延時一段時間以後,刀架反轉控制信號Y0.7有效,此時刀架開始反轉,反轉過程其實就是刀架鎖緊的過程,此過程延續一段時間,直到刀架鎖緊到位,但反轉時間不宜過長或過短。過長就有可能燒壞電機或造成電機過熱空開跳閘,時間過短有可能造成刀架不能夠鎖緊。刀架鎖緊以後,整個換刀過程結束。
安全互鎖
1、架電動機長時間旋轉,而檢測不到刀位信號,則認為刀架出現故障,立即停止刀架電動機,以防止將其損壞並報警提示;
2、刀架電動機過熱報警時,停止換刀過程,並禁止自動加工;
我們現在已經對此種刀架的換刀原理有所了解,那麼對於此種刀架在工作過程中常見的一些故障我們應該很容易分析出他的原因。常見的故障現象如下:
故障現象一:選擇了目標刀位,按下刀位轉換按鈕以後,電動刀架不轉;
故障現象二:選擇了目標刀位,按下刀位轉換按鈕以後,電動刀架轉個不停;
我們現在就以這兩種比較典型的故障現象來分析一下故障原因,希望大家有所收獲,比如故障現象一;這是比較常見的一種故障現象,出現此現象後我們應該利用怎樣的方法才能夠比較容易去解決。
從上面的敘述中我們已經了解了換刀的整個過程, 如圖四,如果刀架不動,我們應該怎麼樣去檢修呢?
1、首先我們可以利用現象比較明顯,比較容易觀察到的地方來進行判斷,在這里我們可以把接觸器作為一個特殊點,以接觸器為分界點,作出一個初步判斷,可以觀察一下接觸器是否動作,如果接觸器動作我們可以聽到接觸器吸合的聲音,相反則聽不到。
2、接觸器吸合的情況下,我們可以判斷出換刀過程中的① ④沒有問題。那麼問題應該在⑤ 或 ⑥上,具體原因如下:
1)電機電源缺相或電壓過低;
2)接觸器主觸點被燒壞或接觸不良;
3)刀架電機電源相序錯,造成電機旋轉方向發生改變,刀架選刀的過程變成刀架鎖緊的過程;
4)電機被燒壞;
5)刀架鎖得太緊或被機械卡死等。
3、接觸器在沒有吸合的情況下,我們可以判斷出故障原因有可能出在①⑤這幾步上,具體分析過程如下:
1)KM5沒有吸合的情況下,觀察KA6是否吸合,如果KA6已經動作,那麼可以測量一下KM5線圈有沒有燒壞,控制電纜有沒有斷線,KA6的觸點接觸是否良好。
2)如果KA6沒有動作,可以通過觀察PLC的輸入輸出寄存器的狀態來確定刀架正轉信號Y0.6是否有輸出,如果有輸出,可以檢測一下繼電器KA6線圈是否被燒壞,PLC輸出板是否有問題,系統PLC到KA6的連線是否有問題。如果沒有輸出,則檢查一下是否PLC編寫有誤,是否有些換刀條件沒有滿足。
3. 數控機床換刀方式有哪幾種
一種是自動,自動換刀系統
轉塔式自動換刀裝置
刀庫式自動換刀裝置
用於加工中心 數控銑
一 種是手動
4. 數控機床對自動換刀裝置有什麼基本要求
1.自動回轉刀架
自動回轉刀架是數控車床上使用的一種簡單的自動換刀裝置,有四方刀架和六角刀架等多種形式,回轉刀架上分別安裝有四把、六把或更多的刀具,並按數控指令進行換刀。回轉刀架又有立式和卧式兩種,立式回轉刀架的回轉軸與機床主軸成垂直布置,結構比較簡單,經濟型數控車床多採用這種刀架。
回轉刀架在結構上必須具有良好的強度和剛度,以承受粗加工時切削抗力和減少刀架在切削力作用下的變形,提高加工精度。回轉刀架還要選擇可靠的定位方案和合理的定位結構,以保證回轉刀架在每次轉位之後具有較高的重復定位精度(一般為0.001~0.005mm)。圖1所示為螺旋升降式四方刀架,它的換刀過程如下:
(1)刀架抬起 當數控裝置發出換刀指令後,電機22正轉,並經聯軸套16、軸17,由滑鍵(或花鍵)帶動蝸桿18、蝸輪2、軸1、軸套10轉動。軸套10的外圓上有兩處凸起,可在套筒9內孔中的螺旋槽內滑動,從而舉起與套筒9相連的刀架8及上端齒盤6,使6與下端齒盤5分開,完成刀架抬起動作。
1,17—軸;2—蝸輪;3—刀座;4—密封圈;5,6—齒盤;7—壓蓋;8—刀架;9,20—套簡;10—軸套;11—墊圈;12—螺母;13—銷;14—底盤;15—軸承;16—聯軸套;18—蝸桿;19—微動開關;21—壓縮彈簧;22—電機
(2)刀架轉位 刀架抬起後,軸套10仍在繼續轉動,同時帶動刀架8轉過90°,180°,270°或360°,並由微動開關19發出信號給數控裝置。具體轉過的度數由數控裝置的控制信號確定,刀架上的刀具位置一般採用編碼盤來確定。
(3)刀架壓緊 刀架轉位後,由微動開關發出的信號使電機22反轉,銷11使刀架8定位而不隨軸套10回轉,於是刀架8向下移動。上下端齒盤5、6合攏壓緊。蝸桿18繼續轉動則產生軸向位移,壓縮彈簧21,套筒20的外圓曲面,微動開關19使電機22停止旋轉,從而完成一次轉位。
2.轉塔頭式換刀裝置
帶有旋轉刀具的數控機床常採用轉塔頭式換刀裝置,如數控鑽鏜床的多軸轉塔頭等。轉塔頭上裝有幾個主軸,每個主軸上均裝一把刀具,加工過程中轉塔頭可自動轉位實現自動換刀。主軸轉塔頭就相當於一個轉塔刀庫,其優點是結構簡單,換刀時間短,僅為2秒左右。由於受空間位置的限制,主軸數目不能太多,主軸部件結構不能設計得十分堅實,影響了主軸系統的剛度,通常只適用於工序較少、精度要求不太高的機床,如數控鑽床、數控銑床等。近年來出現了一種用機械手和轉塔頭配合刀庫進行換刀的自動換刀裝置,如圖2所示。它實際上是轉塔頭換刀裝置和刀庫式換刀裝置的結合。其工作原理如下:
1—刀庫;2—機械手;3,4—刀具主軸;5—轉塔頭;6—工件;7—工作台
轉塔頭5上有兩個刀具主軸3和4,當用刀具主軸4上的刀具進行加工時,可由機械手2將下一步需用的刀具換至不工作的刀具主軸3上,待本工序完成後,轉塔頭回轉180°,完成換刀。因其換刀時間大部分和加工時間重合,真正換刀時間只需轉塔頭轉位的時間。這種換刀方式主要用於數控鑽床和數控銑鏜床。
3.帶刀庫的自動換刀系統
由於回轉刀架、轉塔頭式換刀裝置容納的刀具數量不能太多,不能滿足復雜零件的加工需要,因此,自動換刀數控機床多採用帶刀庫的自動換刀裝置。帶刀庫的自動換刀裝置由刀庫和換刀機構組成,換刀過程較為復雜。首先要把加工過程中使用的全部刀具分別安裝在標准刀柄上,在機外進行尺寸預調整後,按一定的方式放入刀庫。換刀時,先在刀庫中選刀,再由換刀裝置從刀庫或主軸上取出刀具,進行交換,將新刀裝入主軸,舊刀放回刀庫。刀庫具有較大的容量,既可安裝在主軸箱的側面或上方。由於帶刀庫的自動換刀裝置的數控機床的主軸箱內只有一根主軸,主軸部件的剛度要高,以滿足精密加工要求。
另外,刀庫內刀具數量較大,因而能夠進行復雜零件的多工序加工,大大提高了機床的適應性和加工效率。帶刀庫的自動換刀系統適用於數控鑽削中心和加工中心。
5. 數控機床自動換刀裝置的分類和特點及具體應用
數控機床自動換來刀裝置分為轉塔自式和刀庫式
轉塔式分為回轉刀架和轉塔頭
刀庫式分為刀庫與主軸之間直接換刀、用機械手配合刀庫進行換刀和(用機械手、運輸裝置配合刀庫進行換刀)三種
回轉刀架多為順序換刀,換刀時間短,結構緊湊,容納刀具較少 用於數控車床、數控車削中心機床
其它的太多了我打字太慢請諒解~~
6. 數控機床的自動換刀裝置有哪些形式
各類數控機床的自動換刀裝置的結構取決於機床的形式、工藝范圍以及刀具的種類和數量等,主要可以分為以下幾種形式
①回轉刀架換刀
數控機床上使用的回轉刀架是一種最簡單的自動換刀裝置,根據加工對象的不同,可以設計成四方刀架和六角刀架等多種形式,分別安裝著四把、六把或更多的刀具,並按數控裝置的指令換刀。回轉刀架的結構上必須具有良好的強度和剛性,以承受粗加工時的切削抗力,由於車削加工精度在很大程度上取決於刀尖位置,而加工工程中對刀尖位置一般不進行人工調整,因此更有必要選擇可靠地定位方案和合理的定位結構,以保證回轉刀架在每次轉位之後,具有盡可能高的重復定位精度
回轉刀架的全部動作由液壓系統通過電磁換向閥和順序閥進行控制,他的動作分為四個步驟:刀架抬起。刀架轉位。刀架壓緊。轉位油缸復位
回轉刀架除了採用液壓缸驅動轉位和定位銷定位以外,還可以採用電機/馬氏機構轉位和鼠齒定位,以及其他轉位和定位機構。
②更換主軸頭換刀
在帶有旋轉刀具的數控機床中,更換主軸頭是一種比較簡單的換刀方式,主軸頭通常有卧式和立式兩種,而且常用磚塔的轉位來更換主軸頭,以實現自動換刀,在磚塔的各個主軸頭上,預先安裝有各工序所需要的旋轉刀具,當發出換刀指令時,各主軸頭依次的轉到加工位置,並接通主運動,使相應的主軸帶動刀具旋轉,而其他處於不加工位置上的主軸都與主運動脫開。
由於空間位置的限制,主軸部件的結構不可能設計的十分堅實,因為影響了主軸系統的剛度,為了保證主軸的剛度,主軸的數目必須加以限制,否則將會使結構尺寸大為增加。磚塔主軸頭換刀方式的主要優點在於省去了自動松夾、卸刀、裝刀、夾緊以及刀具搬運等一系列復雜的操作,從而提高了換刀的可能性,並顯著的縮短了換刀時間,但由於結構上的原因,磚塔主軸頭通常只適用於工序較少,精度要求不太敢的數控機床,如數控鑽床等。
③帶刀庫的自動換刀系統
帶刀庫的自動換刀系統由刀庫和刀具交換裝置如機械手等組成,目前他是多工序數控機床上應用最為廣泛的換刀方法
整個換刀過程較為復雜,首先把加工過程中需要使用的全部刀具分別安裝在標準的刀柄上,在機外進行尺寸育調整之後,按一定的方式放入刀庫,換刀時先在到庫中進行選刀,並由刀具交換裝置分別動刀庫和主軸上取出刀具,在進行刀具交換之後,將新道具裝入主軸,把就刀具放回刀庫。存放刀具的刀庫具有較大的容量,它既可安裝在主軸箱的側面或上方,也可作為單獨部件安裝的機床以外,並有搬運裝置運動刀具。
帶刀庫的自動換到數控機床主軸箱與磚塔主軸頭相比較,由於主軸箱內只有一個主軸,設計主軸部件時就有可能充分增強它的剛度,因而能夠滿足精密加工的要求,另外刀庫可以存放數量很大的刀具,因為能夠進行復雜零件的多工序加工,這樣就明顯的提高了機床的適應性和加工效率。所以帶刀庫的自動換刀裝置特別適用於數控鑽、銑、鏜床。但這種換刀方式的整個過程動作較多,換刀時間長,系統較為復雜,降低了工作可靠性。
7. 數控機床的自動換刀裝置都有哪些方式
1、刀具交換方式
數控機床的自動換刀裝置中,實現刀庫與機床主軸之間傳遞和裝卸刀具的裝置稱為刀具交換裝置。刀具的交換方式和它們的具體結構對機床的生產率和工作可靠性有著直接的影響。
刀具的交換方式很多,一般可分為以下兩大類。
(一)無機械手換刀
無機械手換刀,是由刀庫和機床主軸的相對運動實現的刀具交換。換刀時,必須首先將用過的刀具送回刀庫,然後再從刀庫中取出新刀具,這兩個動作不可能同時進行,因此,換刀時間長。所示的數控立式鏜銑床就是採用這種換刀方式的實例。它的選刀和換刀由三個坐標軸的數控定位系統來完成,因此每交換一次刀具,工作台和主軸箱就必須沿著三個坐標軸作兩次來回運動,因而增加了換刀時間。另外,由於刀庫置於工作台上,減少了工作台的有效使用面積。
(二)機械手換刀
由於刀庫及刀具交換方式的不同,換刀機械手也有多種形式。因為機械手換刀有很大的靈活性,而且還可以減少換刀時間,應用最為廣泛。
在各種類型的機械手中,雙臂機械手全面地體現了以上優點,為了防止刀具掉落,各機械手的活動爪都必須帶有自鎖結構。雙臂回轉機械手的動作比較簡單,而且能夠同時抓取和裝卸機床主軸和刀庫中的刀具,因此換刀時間可以進一步縮短。雙臂回轉機械手,雖不是同時抓取主軸和刀庫中的刀具,但是換刀准備時間及將刀具送回刀庫的時間(圖中實線所示位置)與機械加工時間重合,因而換刀(圖中雙點劃線所示位置)時間較短。
2、機械手形式
在自動換刀數控機床中,機械手的形式也是多種多樣,常見的有以下幾種形式。
1、單臂單爪回轉式機械手
這種機械手的手臂可以回轉不同的角度來進行自動換刀,其手臂上只有一個卡爪,不論在刀庫上或是在主軸上,均靠這個卡爪來裝刀及卸刀,因此換刀時間較長。
2、單臂雙爪回轉式機械手
這種機械手的手臂上有兩個卡爪,兩個卡爪有所分工。一個卡爪只執行從主軸上取下「舊刀」送回刀庫的任務,另一個卡爪則執行由刀庫取出「新刀」送到主軸的任務。其換刀時間較上述單爪回轉式機械手要少。
3、雙臂回轉式機械手
這種機械手的兩臂上各有一個卡爪,兩個卡爪可同時抓取刀庫及主軸上的刀具,回轉180°後又同時將刀具放回刀庫及裝入主軸。這種機械手換刀時間較以上兩種單臂機械手均短,是最常用的一種形式。
4、雙機械手
這種機械手相當於兩個單臂單爪機械手,它們互相配合進行自動換刀。其中一個機械手從主軸上取下「舊刀」送回刀庫,另一個由刀庫中取出「新刀」裝入機床主軸。
5、雙臂往復交叉式機械手
這種機械手的兩手臂可以往復運動,並交叉成一定的角度。一個手臂從主軸上取下「舊刀」送回刀庫,另一個手臂由刀庫中取出「新刀」裝入主軸。整個機械手可沿某導軌直線移動或繞某個轉軸回轉,以實現由刀庫與主軸間的運刀工作。
6、雙臂端面夾緊式機械手
這種機械手只是在夾緊部位上與前幾種不同。前幾種機械手均靠夾緊刀柄的外圓表面來抓取刀具,這種機械手則是靠夾緊刀柄的兩個端面來抓取的。
3、機械手夾持結構
在換刀過程中,由於機械手抓住刀柄要作快速回轉,要作拔、插刀具的動作,還要保證刀柄鍵槽的角度位置對准主軸上的驅動鍵。因此,機械手的夾持部分要十分可靠,並保證有適當的夾緊力,其活動爪要有鎖緊裝置,以防止刀具在換刀過程中轉動脫落。機械手夾持刀具的方法有以下兩種。
(一)柄式夾持
柄式夾持,也稱軸向夾持或V形槽夾持。其刀柄前端有V形槽,供機械手夾持用,目前我國數控機床較多採用這種夾持方式。機械手手掌結構示意圖。它由固定爪及活動爪組成,活動爪可繞軸回轉,其一端在彈簧柱塞的作用下,支靠在擋銷上,調整螺釘以保持手掌適當的夾緊力,鎖緊銷使活動爪牢固地夾持刀柄,防止刀具在交換過程中松脫。鎖緊銷還可軸向移動,使活動爪放鬆,以便杈刀從刀柄V形槽中退出。
(二)法蘭盤式夾持
法蘭盤式夾持,也稱徑向夾持或碟式夾持。刀柄的前端有供機械手夾持的法蘭盤。採用法蘭盤式夾持的優點是:當採用中間搬運裝置時,可以很方便從一個機械手過渡到另一個輔助機械手上去。對於法蘭盤式夾持方式,其換刀動作較多,不如柄式夾持方式應用廣泛。
4、自動換刀動作順序
由於自動換刀裝置的布局結構多種多樣,其換刀過程動作順序會不盡相同。下面分別以常見的雙臂往復交叉式機械手和鉤刀機械手為例用動作分圖加以說明。
(一)雙臂往復交叉式機械手的換刀過程
(1)開始換刀前狀態。主軸正用T05號刀具進行加工,裝刀機械手已抓住下一工步需用的T09號刀具,機械手架處於最高位置,為換刀做好了准備;
(2)上一工步結束,機床立柱後退,主軸箱上升,使主軸處於換刀位置。接著下一工步開始,其第一個指令是換刀,機械手架回轉180o轉向主軸。
(3)卸刀機械手前伸,抓住主軸上已用過的T05號刀具。
(4)機械手架由滑座帶動,沿刀具軸線前移,將T05號刀具從主軸上拔出。
(5)卸刀機械手縮回原位。
(6)裝刀機械手前伸,使T09號刀具對准主軸。
(7)機械手架後移,將T09號刀具插入主軸。
(8)裝刀機械手縮回原位。
(9)機械手架回轉180o,使裝刀、卸刀機械手轉向刀庫。
(10)機械手架由橫梁帶動下降,找第二排刀套鏈,卸刀機械手將T05號刀具插回P05號刀套中。
(11)刀套鏈轉動把在下一個工步需用的T46號刀具送到換刀位置,機械手一降,找第三排刀鏈,由裝刀機械手將T46號刀具取出。
(12)刀套鏈反轉,把P09號刀套送到換刀位置,同時機械手架上升至最高位置,為再下一工步的換刀做好准備。
(二)鉤刀機械手的換刀過程
作為最常用的一種換刀形式,換刀一次所需的基本動作如下。
1)抓刀。手臂旋轉90?,同時抓住刀庫和主軸上的刀具。
(2)拔刀。主軸夾頭松開刀具,機械手同時將刀庫和主軸上的刀具拔出。
(3)換刀。手臂旋轉180?,新舊刀具更換。
(4)插刀。機械手同時將新舊刀具分別插入主軸和刀庫,然後主軸夾頭夾緊刀具;
(5)復位。轉動手臂,回到原始位置。
8. 自動數控車床都有哪些結構部件組成
雖然數控車床種類較多,但一般均由車床主體、數控裝置和伺服系統三大部分組成。
1)車床主體除了基本保持普通車床傳統布局形式的部分經濟型數控車床外,目前大部分數控車床均已通過專門設計並定型生產。
1)主軸與主軸箱
a)主軸數控車床主軸的回轉精度,直接影響到零件的加工精度;其功率大小、回轉速度影響到加工的效率;其同步運行、自動變速及定向准停等要求,影響到車床的自動化程度。
b)主軸箱具有有級自動調速功能的數控車床,其主軸箱內的傳動機構已經大大簡化;具有無級自動調速(包括定向准停)的數控車床,起機械傳動變速和變向作用的機構已經不復存在了,其主軸箱也成了"軸承座"及"潤滑箱"的代名詞;對於改造式(具有手動操作和自動控制加工雙重功能)數控車床,則基本上保留其原有的主軸箱。
2)導軌數控車床的導軌是保證進給運動准確性的重要部件。它在很大程度上影響車床的剛度、精度及低速進給時的平穩性,是影響零件加工質量的重要因素之一。除部分數控車床仍沿用傳統的滑動導軌(金屬型)外,定型生產的數控車床已較多地採用貼塑導軌。這種新型滑動導軌的摩擦系數小,其耐磨性、耐腐蝕性及吸震性好,潤滑條件也比較優越。
3)機械傳動機構除了部分主軸箱內的齒輪傳動等機構外,數控車床已在原普通車床傳動鏈的基礎上,作了大幅度的簡化。如取消了掛輪箱、進給箱、溜板箱及其絕大部分傳動機構,而僅保留了縱、橫進給的螺旋傳動機構,並在驅動電動機至絲杠間增設了(少數車床未增設)可消除其側隙的齒輪副。
a)螺旋傳動機構數控車床中的螺旋副,是將驅動電動機所輸出的旋轉運動轉換成刀架在縱、橫方向上直線運動的運動副。構成螺旋傳動機構的部件,一般為滾珠絲杠副。滾珠絲杠副的摩擦阻力小,可消除軸向間隙及預緊,故傳動效率及精度高,運動穩定,動作靈敏。但結構較復雜,製造技術要求較高,所以成本也較高。另外,自行調整其間隙大小時,難度亦較大。
b)齒輪副。在較多數控車床的驅動機構中,其驅動電動機與進給絲杠間設置有一個簡單的齒輪箱(架)。齒輪副的主要作用是,保證車床進給運動的脈沖當量符合要求,避免絲杠可能產生的軸向竄動對驅動電動機的不利影響。
4)自動轉動刀架除了車削中心採用隨機換刀(帶刀庫)的自動換刀裝置外,數控車床一般帶有固定刀位的自動轉位刀架,有的車床還帶有各種形式的雙刀架。
5)檢測反饋裝置檢測反饋裝置是數控車床的重要組成部分,對加工精度、生產效率和自動化程度有很大影響。檢測裝置包括位移檢測裝置和工件尺寸檢測裝置兩大類,其中工件尺寸檢測裝置又分為機內尺寸檢測裝置和機外尺寸檢測裝置兩種。工件尺寸檢測裝置僅在少量的數控車床上配用。
6)對刀裝置除了極少數專用性質的數控車床外,普通數控車床幾乎都採用了各種形式的自動轉位刀架,以進行多刀車削。這樣,每把刀的刀位點在刀架上安裝的位置,或相對於車床固定原點的位置,都需要對刀、調整和測量,並以確認,以保證零件的加工質量。
(2)數控裝置和伺服系統數控車床與普通車床的主要區別就在於是否具有數控裝置和伺服系統這兩大部分。如果說,數控車床的檢測裝置相當於人的眼睛,那麼,數控裝置相當於人的大腦,伺服系統則相當於人的雙手。這樣,就不難看出這兩大部分在數控車床中所處的重要位置了。a)數控裝置數控裝置的核心是計算機及其軟體,它在數控車床中起「指揮」作用:數控裝置接收由加工程序送來的各種信息,並經處理和調配後,向驅動機構發出執行命令;在執行過程中,其驅動、檢測等機構同時將有關信息反饋給數控裝置,以便經處理後發出新的執行命令。
數控機床是一種裝有程序控制系統(數控系統)的自動化機床。該系統能夠邏輯地處理具有使用號碼,或其他符號編碼指令(刀具移動軌跡信息)規定的程序。具體地講,把數字化了的刀具移動軌跡的信息輸入到數控裝置,經過解碼、運算,從而實現控制刀具與工件相對運動,加工出所需要的零件的機床,即為數控機床。
1、數控機床工作原理按照零件加工的技術要求和工藝要求,編寫零件的加工程序,然後將加工程序輸入到數控裝置,通過數控裝置控制機床的主軸運動、進給運動、更換刀具,以及工件的夾緊與松開,冷卻、潤滑泵的開與關,使刀具、工件和其它輔助裝置嚴格按照加工程序規定的順序、軌跡和參數進行工作,從而加工出符合圖紙要求的零件。
2、數控機床結構數控機床主要由控制介質、數控裝置、伺服系統和機床本體四個部分組成。數控機床的加工過程:
1)控制介質
控制介質以指令的形式記載各種加工信息,如零件加工的工藝過程、工藝參數和刀具運動等,將這些信息輸入到數控裝置,控制數控機床對零件切削加工。
2)數控裝置
數控裝置是數控機床的核心,其功能是接受輸入的加工信息,經過數控裝置的系統軟體和邏輯電路進行解碼、運算和邏輯處理,向伺服系統發出相應的脈沖,並通過伺服系統控制機床運動部件按加工程序指令運動。
3)伺服系統
伺服系統由伺服電機和伺服驅動裝置組成,通常所說數控系統是指數控裝置與伺服系統的集成,因此說伺服系統是數控系統的執行系統。數控裝置發出的速度和位移指令控制執行部件按進給速度和進給方向位移。每個進給運動的執行部件都配備一套伺服系統,有的伺服系統還有位置測量裝置,直接或間接測量執行部件的實際位移量,並反饋給數控裝置,對加工的誤差進行補償。
4)機床本體
數控機床的本體與普通機床基本類似,不同之處是數控機床結構簡單、剛性好,傳動系統採用滾珠絲杠代替普通機床的絲杠和齒條傳動,主軸變速系統簡化了齒輪箱,普遍採用變頻調速和伺服控制。
數控車床的刀具:
(1)對刀具的要求數控車床能兼作粗、精加工。為使粗加工能以較大切削深度、較大進給速度地加工,要求粗車刀具強度高、耐用度好。精車首先是保證加工精度,所以要求刀具的精度高、耐用度好。為減少換刀時間和方便對刀,應可能多地採用機夾刀。數控車床還要求刀片耐用度的一致性好,以便於使用刀具壽命管理功能。在使用刀具壽命管理時,刀片耐用度的設定原則是以該批刀片中耐用度zui低的刀片作為依據的。在這種情況下,刀片耐用度的一致性甚至比其平均壽命更重要。
(2)數控車床的刀具數控車削用的車刀一般分為三類,即尖形車刀、圓弧形車刀和成型車刀。以直線形切削刃為特徵的車刀一般稱為尖形車刀。這類車刀的刀尖(同時也為其刀位點)由直線形的主、副切削刃構成,如90?內、外圓車刀,左、右端面車刀,切槽(斷)車刀及刀尖倒棱很小的各種外圓和內孔車刀。用這類車刀加工零件時,其零件的輪廓形狀主要由一個獨立的刀尖或一條直線型主切削刃位移後得到,它與另兩類車刀加工時所得到零件輪廓形狀的原理是截然不同的。
圓弧形車刀是較為特殊的數控加工用車刀。其特徵是,構成主切削刃的刀刃形狀為一圓度誤差或線輪廓度誤差很小的圓弧;該圓弧刃每一點都是圓弧形車刀的刀尖,因此,刀位點不在圓弧上,而在該圓弧的圓心上;車刀圓弧半徑理論上與被加工零件的形狀無關,並可按需要靈活確定或測定後確認。當某些尖形車刀或成型車刀(如螺紋車刀)的刀尖具有一定的圓弧形狀時,也可作為這類車刀使用。
圓弧形車刀可以用於車削內、外表面,特別適宜於車削各種光滑連接(凹形)的成型面。成型車刀俗稱樣板車刀,其加工零件的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形狀和尺寸決定。數控車削加工中,常見的成型車刀有小半徑圓弧車刀、非矩形車槽刀和螺紋車刀等。在數控加工中,應盡量少用或不用成型車刀,當確有必要選用時則應在工藝准備文件或加工程序單上進行詳細說明。為了適應數控機床自動化加工的需要(如刀具的對刀或預調、自動換刀或轉刀、自動檢測及管理工作等),並不斷提高產品的加工質量和生產效率,節省刀具費用,應多使用模塊化和標准化刀具。
2、數控車床的卡盤液壓卡盤是數控車削加工時夾緊工件的重要附件,對一般回轉類零件可採用普通液壓卡盤;對零件被夾持部位不是圓柱形的零件,則需要採用專用卡盤;用棒料直接加工零件時需要採用彈簧卡盤。
3、數控車床的尾座對軸向尺寸和徑向尺寸的比值較大的零件,需要採用安裝在液壓尾架上的活頂針對零件尾端進行支撐,才能保證對零件進行正確的加工。尾架有普通液壓尾架和可編程液壓尾座。
4、數控車床的刀架刀架是數控車床非常重要的部件。數控車床根據其功能,刀架上可安裝的刀具數量—般為8把、10把、12把或16把,有些數控車床可以安裝更多的刀具。刀架的結構形式一般為回轉式,刀具沿圓周方向安裝在刀架上,可以安裝徑向車刀、軸向車刀、鑽頭、鏜刀。車削加工中心還可安裝軸向銑刀、徑向銑刀。少數數控車床的刀架為直排式,刀具沿一條直線安裝。數控車床可以配備兩種刀架:
(1)專用刀架由車床生產廠商自己開發,所使用的刀柄也是專用的。這種刀架的優點是製造成本低,但缺乏通用性。
(2)通用刀架根據一定的通用標准而生產的刀架,數控車床生產廠商可以根據數控車床的功能要求進行選擇配置。
5、數控車床的銑削動力頭數控車床刀架上安裝銑削動力頭可以大大擴展數控車床的加工能力。
9. 目前數控機床常用的換刀裝置有哪些
你好襲,你這個問題很大。我就數控車床來做個解釋吧:
在卧式數控車床中,自動換刀裝置有液壓換刀裝置和電動伺服換刀裝置,前者是以液壓為動力,而伺服的則由伺服電機提供動力。
而在結構上,又有盤式、島式和節式之分。根據機床功能、自動化程度等的不同來靈活應用。
由於篇幅有限。暫時寫這點吧,供你參考。