分度刀庫裝置設計

① 換刀裝置中常用的雙臂機械手有哪幾種手爪結構他們在換刀過程中要完成那些基本動作

雙臂單爪換刀機械手和鏈式刀庫自動換刀裝置設計（自動換刀機械手設計） 加工中心是現代機械加工中用得最多的設備之一，
而自動換刀裝置作為加工中心的核心部件，一直處在不斷改進之中。
設計一台小型加工中心的刀庫及自動換刀裝置。
首先，主要針對目前機床上常用的幾種類型的刀庫（鼓盤式刀庫、鏈式刀庫、格子盒式刀庫等）進行了比較分析，
最終選用鏈式刀庫結構，
選擇伺服電機驅動，
採用蝸桿蝸輪裝置減速，
並完成了鏈條的選擇和鏈輪的設計計算。
另外，選擇雙臂單爪機械手結構，
對其運動作了詳細的分析，
最終將換刀運動分解為手臂的伸縮，
手架的伸縮和回轉三個動作。
全部採用液壓系統進行控制。
在合理選用液壓缸之後，
繪制出了液壓系統控制圖、
機械手動作原理圖，
基本完成了自動換刀裝置的設計工作。

② 刀庫的發展趨勢

德傑刀庫目前，世界先進製造技術不斷興起，超高速切削、超精密加工等技術的應
用，柔性製造系統的迅速發展和計算機集成系統的不斷成熟，對數控加工技術提
出了更高的要求。當今數控機床正在朝著以下幾個方向發展：
1．德傑刀庫高速度、高精度化。速度和精度是數控機床的兩個重要指標，它直接關
繫到加工效率和產品質量。目前，數控系統採用位數、頻率更高的處理器，以提
高系統的基本運算速度。同時，採用超大規模的集成電路和多微處理器結構，以
提高系統的數據處理能力，即提高插補運算的速度和精度，並採用直線電動機直
接驅動機床工作台的直線伺服進給方式，其高速度和動態響應特性相當優越。采
用前饋控制技術，使追蹤滯後誤差大大減小，從而改善拐角切削的加工精度。
為適應超高速加工的要求，數控機床採用主軸電動機與機床主軸合二為一的
結構形式，實現了變頻電動機與機床主軸一體化，主軸電機的軸承採用磁浮軸
承、液體動靜壓軸承或陶瓷滾動軸承等形式。目前，陶瓷刀具和金剛石塗層刀具
已開始得到應用。
2．德傑刀庫多功能化。配有自動換刀機構（德傑刀庫容量可達100把以上）的各類加
工中心，能在同一台機床上同時實現銑削、鏜削、鑽削、車削、鉸孔、擴孔、攻
螺紋等多種工序加工，現代數控機床還採用了多主軸、多面體切削，即同時對一
個零件的不同部位進行不同方式的切削加工。數控系統由於採用了多CPU結構
和分級中斷控制方式，即可在一台機床上同時進行零件加工和程序編制，實現所
謂的「前台加工，後台編輯」。為了適應柔性製造系統和計算機集成系統的要
求，數控系統具有遠距離串列介面，甚至可以聯網，實現數控機床之間的數據通
信，也可以直接對多台數控機床進行控制。
3．智能化。現代數控機床將引進自適應控制技術，根據切削條件的變化，
自動調節工作參數，使加工過程中能保持最佳工作狀態，從而得到較高的加工精
度和較小的表面粗糙度，同時也能提高刀具的使用壽命和設備的生產效率。具有
自診斷、自修復功能，在整個工作狀態中，系統隨時對CNC系統本身以及與其
相連的各種設備進行自診斷、檢查。一旦出現故障時，立即採用停機等措施，並
進行故障報警，提示發生故障的部位、原因等。還可以自動使故障模塊離線，而
接通備用模塊，以確保無人化工作環境的要求。為實現更高的故障診斷要求，其
發展趨勢是採用人工智慧專家診斷系統。
4．數控編程自動化。隨著計算機應用技術的發展，目前CAD／CAM圖
形互動式自動編程已得到較多的應用，是數控技術發展的新趨勢。它是利用CA
D繪制的零件加工圖樣，再經計算機內的刀具軌跡數據進行計算和後置處理，從
而自動生成NC零件加工程序，以實現CAD與CAM的集成。隨著CIMS技
術的發展，當前又出現了CAD／CAPP／CAM集成的全自動編程方式，它
與CAD／CAM系統編程的最大區別是其編程所需的加工工藝參數不必由人工
參與，直接從系統內的CAPP資料庫獲得。
5．可靠性最大化。數控機床的可靠性一直是用戶最關心的主要指標。數控
系統將採用更高集成度的電路晶元，利用大規模或超大規模的專用及混合式集成
電路，以減少元器件的數量，來提高可靠性。通過硬體功能軟體化，以適應各種
控制功能的要求，同時採用硬體結構機床本體的模塊化、標准化和通用化及系列
化，使得既提高硬體生產批量，又便於組織生產和質量把關。還通過自動運行啟
動診斷、在線診斷、離線診斷等多種診斷程序，實現對系統內硬體、軟體和各種
外部設備進行故障診斷和報警。利用報警提示，及時排除故障；利用容錯技術，
對重要部件採用「冗餘」設計，以實現故障自恢復；利用各種測試、監控技術，
當生產超程、刀損、干擾、斷電等各種意外時，自動進行相應的保護。
6．控制系統小型化。數控系統小型化便於將機、電裝置結合為一體。目前
主要採用超大規模集成元件、多層印刷電路板，採用三維安裝方法，使電子元器
件得以高密度安裝，較大規模縮小系統的佔有空間。而利用新型的彩色液晶薄型
顯示器替代傳統的陰極射線管，將使數控操作系統進一步小型化。這樣可以方便
地將它安裝在機床設備上，更便於對數控機床的操作使用。

③ 數控車床自動回轉刀架機械結構及控制裝置設計選題的意義

數控車床的刀架是機床的重要組成部分刀架用於夾持切削用的刀具,因此其結構直接影響機床的切削性能和切削效率。在一定程度上,刀架的結構和性能體現了機床的設計和製造技術水平。隨著數控車床的不斷發展,刀架結構形式也在不斷翻新。其中按換刀方式的不同,數控車床的刀架系統主要有回轉刀架、排式刀架和帶刀庫的自動換刀裝置等多種形式。自1958年首次研製成功數控加工中心自動換刀裝置以來,自動換刀裝置的機械結構和控制方式不斷得到改進和完善。自動換刀裝置是加工中心的重要執行機構,它的形式多種多樣,目前常見的有:回轉刀架換刀更換主軸頭換刀以與帶刀庫的自動換刀統。

④ 刀庫換刀的程序設計及plc原理圖怎麼設計啊

N140 M81 ； 刀套回刀 N145 IF [#1000 EQ 0] GOTO 250 ； #1000：FANUC 系統變數號，對應PMC 54.0 N150 #4=#4120 ； # 4120:FANUC 模態信息的系統變數號,讀入的T碼賦給#4N160 T#4 ； 將賦給#4的T碼再賦給TN180 M80 ； 刀套倒刀 N190 G04 X1 ； 延時N200 M82 ； ATC扣刀N210 M83 ； 主軸松刀)N220 M84 ； ATC交換刀具N225 M85 ； 主軸緊刀N230 M86 ； ATC回原位N240 M81 ； 刀套回刀N250 G#101 G#102 G#103 ； 恢復G代碼N255 M88 ； 換刀結束N260 M99; ； 子程序返回N270 #3000=1 ；#3000:FANUC 宏報警系統變數號 顯示屏顯示 M6 WITHOUT T CODEN280 M99 ；子程序返回根據系統變數[#1000]的狀態，當[#1000 EQ 0]時完成對小刀與小刀或大刀與大刀的一次交換；當[#1000 EQ 1]時完成對小刀與大刀或大刀與小刀的二次交換，因為該盤式刀庫機械手拔刀到位時無檢測信號裝置。宏程序中的主軸准停位置、換刀固定點無論是FANUC數控系統還是SIEMENS數控系統都可以通過機床參數進行設定。
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⑤ 刀庫的主要構件

刀庫主要是提供儲刀位置，並能依程式的控制，正確選擇刀具加以定位，以進行刀具交換；換刀機構則是執行刀具交換的動作。刀庫必須與換刀機構同時存在，若無刀庫則加工所需刀具無法事先儲備；若無換刀機構，則加工所需刀具無法自刀庫依序更換，而失去降低非切削時間的目的。此二者在功能及運用上相輔相成缺一不可。
近年來刀庫的發展已超越其為工具機配件的角色，在其特有的技術領域中發展出符合工具機高精度、高效能、高可靠度及多工復合等概念之產品。其產品品質的優劣，關繫到工具機的整體效能表現。
刀庫的容量、布局，針對不同的工具機，其形式也有所不同，根據刀庫的容量、外型和取刀方式可概分為以下幾種：
1-1-1 斗笠式刀庫
一般只能存16~24把刀具，斗笠式刀庫在換刀時整個刀庫向主軸移動。當主軸上的刀具進入刀庫的卡槽時，主軸向上移動脫離刀具，這時刀庫轉動。當要換的刀具對正主軸正下方時主軸下移，使刀具進入主軸錐孔內，夾緊刀具後，刀庫退回原來的位置。
1-1-2 圓盤式刀庫
圓盤式刀庫通常應用在小型立式綜合加工機上。圓盤刀庫一般俗稱盤式刀庫，以便和斗笠式刀庫、鏈條式刀庫相區分。圓盤式的刀庫容量不大，頂多二、三十把刀。需搭配自動換刀機構ATC(Auto Tools Change)進行刀具交換。
1-1-3 鏈條式刀庫
鏈條式刀庫的特點是可儲放較多數量之刀具，一般都在20把以上，有些可儲放120把以上。它是藉由鏈條將要換的刀具傳到指定位置，由機械手將刀具裝到主軸上。換刀動作均採用馬達加機械凸輪的結構，此設計之結構簡單、動作快速、確實、可靠，但是價格較高，通常為客制化產品。 自動換刀系統是CNC工具機的重要組成部分，主要是將加工所需刀具，從刀庫中傳送到主軸夾持機構上。刀具夾持元件的結構特性及其與工具機主軸的聯結方式，將直接影響工具機的加工性能。刀庫結構形式及刀具交換裝置的工作方式，則會影響工具機的換刀效率。自動換刀系統本身及相關結構的復雜程度，又會對整機的成本產生直接影響。
數控工具機的自動換刀系統大概分為1.油壓機構2.氣壓機構3.電氣式凸輪機構。在不斷追求速度及可靠性提升的數控工具機市場，凸輪式換刀機構就廣泛的被採用。此設計只用一個驅動馬達就可完成復雜的換刀動作，快速確實，除了換油外沒有其他消耗零件及保養需求，故障率最少，壽命超過百萬次以上。
一般具有ATC裝置者都有ATC臂。換刀時若是需要在刀具庫與主軸兩處更換，則需要ATC臂來補助。但有些工具機並不需要ATC臂即可完成換刀動作。