簡述無機械手換刀是如何實現的過程

『壹』 無機械手換刀過程中需要用的的元器件

1、刀盤移動到主軸換刀位置（抓取主軸上的刀具）
這一動作主要是靠內液壓缸來作為執行元容件，其次是感測器等電器元件。
2、主軸上升。
這個是靠Z軸伺服電機來執行；
3、刀盤轉動選刀。
這個同樣式靠伺服電機以及編碼器等元器件來完成這個動作
4、主軸下移（抓取刀盤上的刀具）
這一項是靠主軸伺服下移、同時主軸內部有一個錐面與刀柄錐度相同，靠氣壓來吸緊。
5、刀盤退回待機位置
和第一項相同

『貳』 龍門銑加工中心.自動換刀是怎麼個過程，

1.輕型龍門加工中心機床概述

輕型定梁龍門機床為工作台移動、橫梁固定式龍門機床，可帶刀庫，也可不帶刀庫。機床由床身、立柱和固定橫梁構成高剛度封閉框架。工作台在床身導軌上做縱向運動，該向為X坐標;溜板在橫梁導軌上做橫向運動，該向為Y坐標;滑枕鏜銑頭在溜板導軌上做垂向運動，該向為Z坐標。機床採用SIEMENS840DE控制系統，機床的X、Y、Z三軸都是CNC控制軸，主軸採用西門子公司交流主軸電動機驅動，X、Y、Z三向進給採用西門子公司伺服電動機驅動。可以實現三維直線插補、二維圓弧插補和任意三軸聯動。

2.自動換刀控制要求

2.1刀庫控制

刀庫可以為盤式刀庫，刀庫容量為20位，主軸與刀庫換刀採用無機械手，就近找刀，原位直接換刀的方式;也可以用鏈式刀庫，刀庫容量為40把刀，採用機械手，任意找刀，任意換刀方式。刀庫盤由電動機通過齒輪降速驅動，有正、反轉和停止控制。為使刀庫盤快速停止，在電動機輸出軸上加有一失電摩擦制動器。當停止信號發出時，即令該制動器的電磁鐵失電，從而使刀庫停止轉動。刀庫盤轉動的分度和定位由馬氏機構、零位開關和計數開關實現。刀庫每轉到一個刀位，計數開關即動作一次。當刀庫轉到零位時，零位開關也動作。當刀庫轉到指定刀位時，計數開關或零位開關動作，這時立即使電動機停轉，制動器失電制動，從而刀庫盤停止並依靠馬氏機構精確定位在換刀位置。刀庫停止後，計數開關或零位開關斷開，這時應提示報警。

2.2氣動控制

刀庫防護門開關和主軸錐孔吹氣由氣動控制，氣源氣體經處理後供給汽缸。刀庫防護門開關由一氣缸來驅動，控制由二位四通雙電控換向閥來完成。該換向閥的特點是：換向閥的兩個位置，分別由兩個電磁鐵控制，而且換向閥時只需要給電磁鐵一個短暫的電信號（電信號待續時間為2s）即可完成換向。只有給另一個電磁鐵一個短暫電信號後，換向閥才會換到另一個位置。主軸錐孔吹氣用來清潔主軸錐孔，吹氣接通用一個二位三通電控截止閥來實現。當松刀開始時，給該電磁鐵通電，開始錐孔吹氣，直至松刀狀態結束時，電磁鐵失電，吹氣停止。

2.3主軸拉刀控制

主軸內部裝有刀具自動拉緊機構，該機構由碟簧拉緊、液壓松開刀具。刀具的拉緊和松開由一個兩位四通電磁閥控制。拉刀機構分為有刀、無刀、松刀，由三個無觸頭感應開關監測這三個狀態。

刀具的拉緊及松開可以由指令控制，也可以由操作面板上的按鈕控制。刀具的松開和拉緊狀態應在面板上有所顯示。主軸的轉動和刀具的拉緊和松開動作為互鎖關系。

3.馬氏機構

刀庫動作過程本加工中心的刀庫由馬氏機構刀庫盤、零位開關、計數開關、刀庫門開關閥和行程開關、主軸吹氣閥等組成。馬氏機構刀庫自動換刀是主軸移動到刀庫，利用主軸的松拉刀動作直接在刀庫盤上抓刀、還刀。在接近刀庫盤和離開刀庫盤時都需要慢速移動，以免與刀庫盤或者刀具發生碰撞造成事故，在其他位置就需要用快速移動來節約時間。刀庫的運動包括三個過程即主軸抓刀，主軸還刀和主軸換刀。主軸將運動到的幾個點，S1～S14表示滑枕和溜板運動的過程。主軸抓刀、主軸還刀和主軸換刀三個過程都可以用圖解分析出來。

3.1主軸抓刀過程

主軸抓刀是要求現在無刀的主軸去抓刀庫盤上的刀。動作是Y軸橫向移動到達刀庫頂端，Z軸向下移動到達刀具刀位並抓刀後，Y軸橫向移動離開刀庫（括弧號里內容是對Y和Z軸動作的描述）：S1（Z軸到P0，快速）→S2（Y軸到P1，快速）→主軸定向，第一軟限位生效，刀庫門開→S8（Y軸到P2，快速）→主軸松刀→S7（Z軸到P3，快速）→S6（Z軸到P4，慢速）→主軸緊刀→S12（Y軸到P5，慢速）→S13（Y軸到P6，快速）→S14（Z軸到P1，快速）→第二軟限位生效，主軸定向取消，刀庫門關。

3.2主軸還刀過程

主軸還刀是把主軸上的刀還回刀庫盤上原刀位。動作是Y軸橫向移動到達刀具刀位並松刀後，Z向上離開刀具到刀庫頂端，Y軸橫向離開刀庫：S1（Z軸到P0，快速）→S2（Y軸到P1，快速）→主軸定向，第一軟限位生效→S3（Z軸到P6，快速）→刀庫門開→S4（Y軸到P5，快速）→S5（Y軸到P4，慢速）→主軸松刀→S11（Z軸到P3，慢速）→S10（Z軸到P2，快速）→S9（Y軸到P1，快速）→第二軟限位生效，主軸定向取消，主軸緊刀，刀庫門關。

3.3主軸換刀過程

主軸換刀是要求把主軸上的刀還回刀庫盤上原刀位，並且再抓另外一把刀庫盤上的刀。動作是Y軸橫向移動到達刀具刀位並松刀後，Z向上離開刀具到刀庫頂端，刀庫盤轉動找刀，Z軸向下移動到達刀具刀位並抓刀後，Y軸橫向移動離開刀庫：S1（Z軸到P0，快速）→S2（Y軸到P1，快速）→主軸定向，第一軟限位生效→S3（Z軸到P6，快速）→刀庫門開→S4（Y軸到P5，快速）→S5（Y軸到P4，慢速）→主軸松刀→S11（Z軸到P3，慢速）→S10（Z軸到P2，快速）→刀庫盤旋轉，刀庫找刀→S7（Z軸到P3，快速）→S6（Z軸到P4，慢速）→主軸緊刀→S12（Y軸到P5，慢速）→S13（Y軸到P6，快速）→S14（Z軸到P1，快速）→第二軟限位生效，主軸定向取消，刀庫門關。

二、馬氏機構刀庫自動控製程序說明

根據自動換刀控制要求和動作過程編制PLC進行調試，使ATC正常工作。

1.加工中心I/O點安排

1.1輸入點安排I33.2：主軸緊刀到位開關（上位），I33.3：主軸緊刀到位開關（中位），I33.4：主軸松刀到位開關（下位），I36.3：主軸松刀按鈕開關按下，I36.4：主軸緊刀按鈕開關按下，I62.0：刀庫ATC生效，I62.1：刀庫ATC失效，I62.2：刀庫點動，I62.3：刀庫回零，I62.4：刀庫盤正轉，I62.5：刀庫盤反轉，I62.7：刀庫計數，I63.0：刀庫零位，I63.1：刀庫門開，I63.2：刀庫門關，I63.3：刀庫電動機監控，I63.4：刀庫鎖。

1.2輸出點安排Q49.0：主軸松刀閥，Q49.3：主軸松刀，Q56.0：刀庫ATC生效燈，Q56.1：刀庫點動，Q56.2：刀庫電動機正轉，Q56.3：刀庫電動機反轉，Q56.4：刀庫制動器，Q56.5：刀庫門開閥，Q56.6：刀庫門閉閥，Q56.7：主軸吹氣閥。

2.程序功能塊安排說明

FC51：主軸松拉刀，FC66：馬氏機構刀庫T碼處理，FC67：馬氏機構刀庫M碼處理，FC68：馬氏機構刀庫綜合處理。

3.PLC程序調試說明

刀庫調試時需要對各個電氣元器件進行單步調試，保證每一件電氣元器件都能正常工作;然後根據刀庫的抓刀，換刀，還刀等動作進行全部動作的手動強制執行，檢驗程序的執行情況;最後才能使用T和M指令在自動方式下進行程序的連續自動執行，使刀庫能正常運行。

三、結束語

我們的ATC通過在企業的多個產品上實際運行測試，運行情況良好，達到了控制要求。由於ATC原理及經驗大同小異，對不同類型數控系統機床也有一定的參考作用。

『叄』 加工中心機械手換刀的工作原理

下面是以在螺栓數控銑床的自動換刀裝置中採用這種上機械手換刀的工作原理。

該機械手安裝在主軸的左側面，隨同主軸箱一起運動。機械手由機械手臂與45°的斜殼體組成。機械手臂1形狀對稱。固定在回轉軸4上，回轉軸與主軸成45°角，安裝在殼體3上，5為手臂托，可由氣壓缸帶動（圖中未標出），機械手有伸縮、回轉、抓刀、松刀等動作。

伸縮動作：氣壓缸（圖中未標出）帶動手臂托架5沿主軸軸向移動。

回轉動作：氣壓缸2中的齒條輪通過齒輪帶動回轉軸4轉動。從而實現手臂正向和反向180°的旋轉運動。

抓刀、松刀動作：機械手對刀具的夾緊和松開是通過氣壓缸6。碟形彈簧7及拉桿8、杠桿9、活動爪10來實現。碟形彈簧實現夾緊，氣壓缸實現松開。在活動爪中有兩個銷子11，當夾緊刀具時，插入刀柄凸緣的孔內，確保安全、可靠。

2)

機械手的自動換刀過程的動作順序

（a） （b） （c） （d）

圖4-6 換刀機械手的換刀過程

自動換刀裝置的換刀過程由選刀和換刀兩部分組成。

選刀即刀庫按照選刀命令（或信息）自動將要用的刀具移動到換刀位置，完成選刀過程，為下面換刀做好准備，換刀即是機械手把主軸上用過的刀具取下，將選好的刀具安裝在主軸之上。

換刀動作的大致過程為：

1)主軸箱回到最高處（z坐標零點），同時實現「主軸准停」。即主軸停止回轉並准確停止在一個固定不變的角度方位上，保證主軸端面的鍵也在一個固定的方位，使刀柄上的鍵槽能恰好對正端面鍵。

2)機械手抓住主軸和刀庫上的刀具。

3)把卡緊在主軸和發庫上的刀具松開

4)活塞桿推動機械手下行，從主軸和刀庫上取出刀具

5)機械手回轉180°，交換刀具位置，

6)將更換後的刀具裝入主軸和刀庫

7)分別夾緊主軸和刀庫上的刀具

8)機械手鬆開主軸和刀庫上的刀具

9)當機械手鬆開具後，限位開關發出「換刀完畢」的信號，主軸自由，可以開始加工或其他程序動作。

『肆』 加工中心刀庫怎麼備刀

漢川機床XH714D 打個比方說我現在是T1刀在切削，下一把是T2，怎麼把T2轉到換刀位置，而且在T2換刀的時候不會出現刀具號重復。
加工中心刀庫備刀；直接在上一段程序中任何一個地方輸入T2。
加工中心刀庫換刀方式 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。 (1)無機械手換刀。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。 (2)機械手換刀。採用機械手進行刀具交換的方式(如圖7.2所示)應用得最為廣泛，這是因為機械手換刀有很大的靈活性，而且可以減少換刀時間。

『伍』 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。

『陸』 如讓機床執行換刀功能，把1號刀具放到工作位置，可採用的方式有哪幾種。

直接換刀。
換刀3種方法：(1)直接換刀方式。直接換刀方式就是指換刀過程由刀庫和主軸箱配合完成，這是最直接的換刀方式。
(2)機械手換刀方式。機械手換刀方式就是指在換刀時，由機械手進行操作，負責在刀庫和主軸之間傳遞刀具，將需要使用的刀具推送到主軸上，再將替換下來的刀具送回到刀庫內。這種換刀方式雖不如前一種來得直接，但避免了刀庫和主軸為換刀進行移動，而是由機械手代替。這樣就使機械元件運動幅度減小，完成換刀的速度更快，設計布局也更加靈活，因此廣泛應用於大多數加工中心。
(3)轉塔頭方式。轉塔頭方式是通過磚塔的旋轉，使需要的刀具移動到相應位置的換刀方式。它一般為順序換刀，優點是結構緊湊，換刀時間極短，一般較多應用於加工曲軸類等細長類工件且需要完成多道工序的零件。

『柒』 加工中心無機械手換刀和機械手換刀有什麼區別，那和加工中心自動換刀又有什麼區別

現在立式加工中心常用的就是斗笠刀庫或鏈式刀庫，有機械手在換刀時，刀回庫選裝選取換取答的刀具，然後機械手同時抓住刀庫中的新刀和主軸上被換刀具，然手機械手旋轉180度對調兩把刀具完成換刀、裝刀過程。無機械手在換刀時，刀庫需要先旋轉至空刀套將主軸上的刀具放回刀庫，然後在旋轉刀庫至要換的刀具位置後裝刀到主軸上。所以有機械手的換刀方式明顯效率要高很多，刀庫只旋轉一次就可以了（當然也可以調雙次），而且機械手換刀要安全些，撞到的話也許就只是機械手損壞，而另一種可能就整個刀庫廢了。 說的比較簡單，希望對你有幫助。