1. 数控钻床自动换刀装置包含哪些东西
各类数控机复床的自动换刀装置制的结构取决于机床的形式、工艺范围以及刀具的种类和数量等,主要可以分为以下几种形式
①回转刀架换刀
数控机床上使用的回转刀架是一种最简单的自动换刀装置,根据加工对象的不同,可以设计成四方刀架和六角刀架等多种形式,分别安装着四把、六把或更多的刀具,并按数控装置的指令换刀。回转刀架的结构上必须具有良好的强度和刚性,以承受粗加工时的切削抗力,由于车削加工精度在很大程度上取决于刀尖位置,而加工工程中对刀尖位置一般不进行人工调整,因此更有必要选择可靠地定位方案和合理的定位结构,以保证回转刀架在每次转位之后,具有尽可能高的重复定位精度
回转刀架的全部动作由液压系统通过电磁换向阀和顺序阀进行控制,他的动作分为四个步骤:刀架抬起。刀架转位。刀架压紧。转位油缸复位
回转刀架除了采用液压缸驱动转位和定位销定位以外,还可以采用电机/马氏机构转位和鼠齿定位,以及其他转位和定位机构。
2. 什么是自动换刀装置
一、自动换刀装置的形式
自动换刀装置是数控机床的重要执行机构,它的形式多种多样,目前常见的有以下几种:
1.回转刀架换刀;
2.排式刀架换刀;
3.更换主轴头换刀;
4.带刀库的自动换刀系统
在这里我对数控机床常见的这几种换刀系统逐一介绍,首先介绍一下回转刀架换刀系统。
二、回转刀架
数控机床使用的回转刀架是比较简单的自动换刀装置,常用的类型有四方刀架、六角刀架,即在其上装有四把、六把或更多的刀具。
回转刀架必须具有良好的强度和刚度,以承受粗加工的切削力:同时要保证回转刀架在每次转位的重复定位精度。下面我们结合一台四工位的四方刀架了解一下其换刀过程及原理。并结合换刀原理分析一下四方刀架的常见故障现象及原因。常见机床四方刀架如图一(左)。
图一数控机床刀架或刀库是由机床PLC来进行控制,对于普通的四工位刀架来说,控制比较简单,一般用于普通的车床。我们分析车床刀架的控制原理其实就是指刀架的整个换刀过程,刀架的换刀过程其实是通过PLC对控制刀架的所有I/O信号进行逻辑处理及计算。实现刀架的顺序控制。另外为了保证换刀能够正确进行,系统一般还要设置一些相应的系统参数来对换刀过程进行调整。下面我们分析PLC控制下的换刀过程。在分析之前,我们首先了解刀架控制的电气部分。刀架电气控制部分如图二所示。图二中的a是刀架控制的强电部分,主要是控制刀架电机的正转和反转,来控制刀架的正转和反转;图b是刀架控制的交流控制回路,主要是控制两个交流接触器的导通和关闭来实现a中的强电控制;图c部分是刀架控制的继电器控制回路及PLC的输入及输出回路,整个过程的控制最终是由这个模块来完成的。 图中各器件的作用如下:
序号 名称 含义
1 M2 刀架电动机
2 QF3 刀架电动机带过载保护的电源空开
3 KM5、KM6 刀架电动机正、反转控制交流接触器
4 KA1 由急停控制的中间继电器
5 KA6、KA7 刀架电动机正、反转控制中间继电器
6 S1~S4 刀位检测霍尔开关
7 SB11 手动刀位选择按钮
8 SB12 手动换刀启动按钮
9 RC3 三相灭弧器
10 RC9、RC10 单相灭弧器
自动刀架控制涉及到的I/O信号如下:
PLC输入信号:
X2.7:刀架电动机过热报警输入;
X3.0~X3.3:1~4号刀到位信号输入;
X30.6:手动刀位选择按钮信号输入;
X30.7:手动换刀启动按钮信号输入;
PLC输出信号:
Y0.6:刀架正转继电器控制输出;
Y0.7:刀架反转继电器控制输出。
我们现在已经清楚了刀架控制的I/O信号,下面我们结合这些信号来分析一下换刀过程,刀架换刀有两种模式,一种是手动换刀,一种是通过T指令进行自动换刀。我们以手动状态为例,介绍一下换刀过程及常见故障。
1、首先我们将机床调至手动状态,通过刀位选择按键进行目的刀位选择,有的系统是利用波段开关的形式进行实现,有的系统是利用记数的形式来实现,比如说通过检测刀位选择信号(X30.6)的状态,如果按下刀位选择按键,X30.6的状态应该会改变一次,计数器的数值会发生改变,系统选择的目的刀具也会发生相应的改变。
2、选择目的刀具完成以后,下面就是将机床刀架的当前刀位转换到目的刀位。我们按下刀位转换按键X30.7以后。这时系统PLC输出一个刀架正转信号Y0.6,KA6吸合;KM5吸合,这时刀架电机开始正向旋转,刀架开始正转。
3、刀架在正向旋转的过程中不停的对刀位输入信号进行检测,如图3所示,每把刀具各有一个霍尔位置检测开关。各刀具按顺序依次经过发磁体位置产生相应的刀位信号。当产生的刀位信号和目的刀位寄存器中的刀位相一致的时候,PLC认为所选刀具已经到位。
图34、刀具到位以后,刀架仍继续正向旋转一段时间,然后停止正向旋转(Y0.6停止输出),延时一段时间以后,刀架反转控制信号Y0.7有效,此时刀架开始反转,反转过程其实就是刀架锁紧的过程,此过程延续一段时间,直到刀架锁紧到位,但反转时间不宜过长或过短。过长就有可能烧坏电机或造成电机过热空开跳闸,时间过短有可能造成刀架不能够锁紧。刀架锁紧以后,整个换刀过程结束。
安全互锁
1、架电动机长时间旋转,而检测不到刀位信号,则认为刀架出现故障,立即停止刀架电动机,以防止将其损坏并报警提示;
2、刀架电动机过热报警时,停止换刀过程,并禁止自动加工;
我们现在已经对此种刀架的换刀原理有所了解,那么对于此种刀架在工作过程中常见的一些故障我们应该很容易分析出他的原因。常见的故障现象如下:
故障现象一:选择了目标刀位,按下刀位转换按钮以后,电动刀架不转;
故障现象二:选择了目标刀位,按下刀位转换按钮以后,电动刀架转个不停;
我们现在就以这两种比较典型的故障现象来分析一下故障原因,希望大家有所收获,比如故障现象一;这是比较常见的一种故障现象,出现此现象后我们应该利用怎样的方法才能够比较容易去解决。
从上面的叙述中我们已经了解了换刀的整个过程, 如图四,如果刀架不动,我们应该怎么样去检修呢?
1、首先我们可以利用现象比较明显,比较容易观察到的地方来进行判断,在这里我们可以把接触器作为一个特殊点,以接触器为分界点,作出一个初步判断,可以观察一下接触器是否动作,如果接触器动作我们可以听到接触器吸合的声音,相反则听不到。
2、接触器吸合的情况下,我们可以判断出换刀过程中的① ④没有问题。那么问题应该在⑤ 或 ⑥上,具体原因如下:
1)电机电源缺相或电压过低;
2)接触器主触点被烧坏或接触不良;
3)刀架电机电源相序错,造成电机旋转方向发生改变,刀架选刀的过程变成刀架锁紧的过程;
4)电机被烧坏;
5)刀架锁得太紧或被机械卡死等。
3、接触器在没有吸合的情况下,我们可以判断出故障原因有可能出在①⑤这几步上,具体分析过程如下:
1)KM5没有吸合的情况下,观察KA6是否吸合,如果KA6已经动作,那么可以测量一下KM5线圈有没有烧坏,控制电缆有没有断线,KA6的触点接触是否良好。
2)如果KA6没有动作,可以通过观察PLC的输入输出寄存器的状态来确定刀架正转信号Y0.6是否有输出,如果有输出,可以检测一下继电器KA6线圈是否被烧坏,PLC输出板是否有问题,系统PLC到KA6的连线是否有问题。如果没有输出,则检查一下是否PLC编写有误,是否有些换刀条件没有满足。
3. 数控机床换刀方式有哪几种
一种是自动,自动换刀系统
转塔式自动换刀装置
刀库式自动换刀装置
用于加工中心 数控铣
一 种是手动
4. 数控机床对自动换刀装置有什么基本要求
1.自动回转刀架
自动回转刀架是数控车床上使用的一种简单的自动换刀装置,有四方刀架和六角刀架等多种形式,回转刀架上分别安装有四把、六把或更多的刀具,并按数控指令进行换刀。回转刀架又有立式和卧式两种,立式回转刀架的回转轴与机床主轴成垂直布置,结构比较简单,经济型数控车床多采用这种刀架。
回转刀架在结构上必须具有良好的强度和刚度,以承受粗加工时切削抗力和减少刀架在切削力作用下的变形,提高加工精度。回转刀架还要选择可靠的定位方案和合理的定位结构,以保证回转刀架在每次转位之后具有较高的重复定位精度(一般为0.001~0.005mm)。图1所示为螺旋升降式四方刀架,它的换刀过程如下:
(1)刀架抬起 当数控装置发出换刀指令后,电机22正转,并经联轴套16、轴17,由滑键(或花键)带动蜗杆18、蜗轮2、轴1、轴套10转动。轴套10的外圆上有两处凸起,可在套筒9内孔中的螺旋槽内滑动,从而举起与套筒9相连的刀架8及上端齿盘6,使6与下端齿盘5分开,完成刀架抬起动作。
1,17—轴;2—蜗轮;3—刀座;4—密封圈;5,6—齿盘;7—压盖;8—刀架;9,20—套简;10—轴套;11—垫圈;12—螺母;13—销;14—底盘;15—轴承;16—联轴套;18—蜗杆;19—微动开关;21—压缩弹簧;22—电机
(2)刀架转位 刀架抬起后,轴套10仍在继续转动,同时带动刀架8转过90°,180°,270°或360°,并由微动开关19发出信号给数控装置。具体转过的度数由数控装置的控制信号确定,刀架上的刀具位置一般采用编码盘来确定。
(3)刀架压紧 刀架转位后,由微动开关发出的信号使电机22反转,销11使刀架8定位而不随轴套10回转,于是刀架8向下移动。上下端齿盘5、6合拢压紧。蜗杆18继续转动则产生轴向位移,压缩弹簧21,套筒20的外圆曲面,微动开关19使电机22停止旋转,从而完成一次转位。
2.转塔头式换刀装置
带有旋转刀具的数控机床常采用转塔头式换刀装置,如数控钻镗床的多轴转塔头等。转塔头上装有几个主轴,每个主轴上均装一把刀具,加工过程中转塔头可自动转位实现自动换刀。主轴转塔头就相当于一个转塔刀库,其优点是结构简单,换刀时间短,仅为2秒左右。由于受空间位置的限制,主轴数目不能太多,主轴部件结构不能设计得十分坚实,影响了主轴系统的刚度,通常只适用于工序较少、精度要求不太高的机床,如数控钻床、数控铣床等。近年来出现了一种用机械手和转塔头配合刀库进行换刀的自动换刀装置,如图2所示。它实际上是转塔头换刀装置和刀库式换刀装置的结合。其工作原理如下:
1—刀库;2—机械手;3,4—刀具主轴;5—转塔头;6—工件;7—工作台
转塔头5上有两个刀具主轴3和4,当用刀具主轴4上的刀具进行加工时,可由机械手2将下一步需用的刀具换至不工作的刀具主轴3上,待本工序完成后,转塔头回转180°,完成换刀。因其换刀时间大部分和加工时间重合,真正换刀时间只需转塔头转位的时间。这种换刀方式主要用于数控钻床和数控铣镗床。
3.带刀库的自动换刀系统
由于回转刀架、转塔头式换刀装置容纳的刀具数量不能太多,不能满足复杂零件的加工需要,因此,自动换刀数控机床多采用带刀库的自动换刀装置。带刀库的自动换刀装置由刀库和换刀机构组成,换刀过程较为复杂。首先要把加工过程中使用的全部刀具分别安装在标准刀柄上,在机外进行尺寸预调整后,按一定的方式放入刀库。换刀时,先在刀库中选刀,再由换刀装置从刀库或主轴上取出刀具,进行交换,将新刀装入主轴,旧刀放回刀库。刀库具有较大的容量,既可安装在主轴箱的侧面或上方。由于带刀库的自动换刀装置的数控机床的主轴箱内只有一根主轴,主轴部件的刚度要高,以满足精密加工要求。
另外,刀库内刀具数量较大,因而能够进行复杂零件的多工序加工,大大提高了机床的适应性和加工效率。带刀库的自动换刀系统适用于数控钻削中心和加工中心。
5. 数控机床自动换刀装置的分类和特点及具体应用
数控机床自动换来刀装置分为转塔自式和刀库式
转塔式分为回转刀架和转塔头
刀库式分为刀库与主轴之间直接换刀、用机械手配合刀库进行换刀和(用机械手、运输装置配合刀库进行换刀)三种
回转刀架多为顺序换刀,换刀时间短,结构紧凑,容纳刀具较少 用于数控车床、数控车削中心机床
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6. 数控机床的自动换刀装置有哪些形式
各类数控机床的自动换刀装置的结构取决于机床的形式、工艺范围以及刀具的种类和数量等,主要可以分为以下几种形式
①回转刀架换刀
数控机床上使用的回转刀架是一种最简单的自动换刀装置,根据加工对象的不同,可以设计成四方刀架和六角刀架等多种形式,分别安装着四把、六把或更多的刀具,并按数控装置的指令换刀。回转刀架的结构上必须具有良好的强度和刚性,以承受粗加工时的切削抗力,由于车削加工精度在很大程度上取决于刀尖位置,而加工工程中对刀尖位置一般不进行人工调整,因此更有必要选择可靠地定位方案和合理的定位结构,以保证回转刀架在每次转位之后,具有尽可能高的重复定位精度
回转刀架的全部动作由液压系统通过电磁换向阀和顺序阀进行控制,他的动作分为四个步骤:刀架抬起。刀架转位。刀架压紧。转位油缸复位
回转刀架除了采用液压缸驱动转位和定位销定位以外,还可以采用电机/马氏机构转位和鼠齿定位,以及其他转位和定位机构。
②更换主轴头换刀
在带有旋转刀具的数控机床中,更换主轴头是一种比较简单的换刀方式,主轴头通常有卧式和立式两种,而且常用砖塔的转位来更换主轴头,以实现自动换刀,在砖塔的各个主轴头上,预先安装有各工序所需要的旋转刀具,当发出换刀指令时,各主轴头依次的转到加工位置,并接通主运动,使相应的主轴带动刀具旋转,而其他处于不加工位置上的主轴都与主运动脱开。
由于空间位置的限制,主轴部件的结构不可能设计的十分坚实,因为影响了主轴系统的刚度,为了保证主轴的刚度,主轴的数目必须加以限制,否则将会使结构尺寸大为增加。砖塔主轴头换刀方式的主要优点在于省去了自动松夹、卸刀、装刀、夹紧以及刀具搬运等一系列复杂的操作,从而提高了换刀的可能性,并显著的缩短了换刀时间,但由于结构上的原因,砖塔主轴头通常只适用于工序较少,精度要求不太敢的数控机床,如数控钻床等。
③带刀库的自动换刀系统
带刀库的自动换刀系统由刀库和刀具交换装置如机械手等组成,目前他是多工序数控机床上应用最为广泛的换刀方法
整个换刀过程较为复杂,首先把加工过程中需要使用的全部刀具分别安装在标准的刀柄上,在机外进行尺寸育调整之后,按一定的方式放入刀库,换刀时先在到库中进行选刀,并由刀具交换装置分别动刀库和主轴上取出刀具,在进行刀具交换之后,将新道具装入主轴,把就刀具放回刀库。存放刀具的刀库具有较大的容量,它既可安装在主轴箱的侧面或上方,也可作为单独部件安装的机床以外,并有搬运装置运动刀具。
带刀库的自动换到数控机床主轴箱与砖塔主轴头相比较,由于主轴箱内只有一个主轴,设计主轴部件时就有可能充分增强它的刚度,因而能够满足精密加工的要求,另外刀库可以存放数量很大的刀具,因为能够进行复杂零件的多工序加工,这样就明显的提高了机床的适应性和加工效率。所以带刀库的自动换刀装置特别适用于数控钻、铣、镗床。但这种换刀方式的整个过程动作较多,换刀时间长,系统较为复杂,降低了工作可靠性。
7. 数控机床的自动换刀装置都有哪些方式
1、刀具交换方式
数控机床的自动换刀装置中,实现刀库与机床主轴之间传递和装卸刀具的装置称为刀具交换装置。刀具的交换方式和它们的具体结构对机床的生产率和工作可靠性有着直接的影响。
刀具的交换方式很多,一般可分为以下两大类。
(一)无机械手换刀
无机械手换刀,是由刀库和机床主轴的相对运动实现的刀具交换。换刀时,必须首先将用过的刀具送回刀库,然后再从刀库中取出新刀具,这两个动作不可能同时进行,因此,换刀时间长。所示的数控立式镗铣床就是采用这种换刀方式的实例。它的选刀和换刀由三个坐标轴的数控定位系统来完成,因此每交换一次刀具,工作台和主轴箱就必须沿着三个坐标轴作两次来回运动,因而增加了换刀时间。另外,由于刀库置于工作台上,减少了工作台的有效使用面积。
(二)机械手换刀
由于刀库及刀具交换方式的不同,换刀机械手也有多种形式。因为机械手换刀有很大的灵活性,而且还可以减少换刀时间,应用最为广泛。
在各种类型的机械手中,双臂机械手全面地体现了以上优点,为了防止刀具掉落,各机械手的活动爪都必须带有自锁结构。双臂回转机械手的动作比较简单,而且能够同时抓取和装卸机床主轴和刀库中的刀具,因此换刀时间可以进一步缩短。双臂回转机械手,虽不是同时抓取主轴和刀库中的刀具,但是换刀准备时间及将刀具送回刀库的时间(图中实线所示位置)与机械加工时间重合,因而换刀(图中双点划线所示位置)时间较短。
2、机械手形式
在自动换刀数控机床中,机械手的形式也是多种多样,常见的有以下几种形式。
1、单臂单爪回转式机械手
这种机械手的手臂可以回转不同的角度来进行自动换刀,其手臂上只有一个卡爪,不论在刀库上或是在主轴上,均靠这个卡爪来装刀及卸刀,因此换刀时间较长。
2、单臂双爪回转式机械手
这种机械手的手臂上有两个卡爪,两个卡爪有所分工。一个卡爪只执行从主轴上取下“旧刀”送回刀库的任务,另一个卡爪则执行由刀库取出“新刀”送到主轴的任务。其换刀时间较上述单爪回转式机械手要少。
3、双臂回转式机械手
这种机械手的两臂上各有一个卡爪,两个卡爪可同时抓取刀库及主轴上的刀具,回转180°后又同时将刀具放回刀库及装入主轴。这种机械手换刀时间较以上两种单臂机械手均短,是最常用的一种形式。
4、双机械手
这种机械手相当于两个单臂单爪机械手,它们互相配合进行自动换刀。其中一个机械手从主轴上取下“旧刀”送回刀库,另一个由刀库中取出“新刀”装入机床主轴。
5、双臂往复交叉式机械手
这种机械手的两手臂可以往复运动,并交叉成一定的角度。一个手臂从主轴上取下“旧刀”送回刀库,另一个手臂由刀库中取出“新刀”装入主轴。整个机械手可沿某导轨直线移动或绕某个转轴回转,以实现由刀库与主轴间的运刀工作。
6、双臂端面夹紧式机械手
这种机械手只是在夹紧部位上与前几种不同。前几种机械手均靠夹紧刀柄的外圆表面来抓取刀具,这种机械手则是靠夹紧刀柄的两个端面来抓取的。
3、机械手夹持结构
在换刀过程中,由于机械手抓住刀柄要作快速回转,要作拔、插刀具的动作,还要保证刀柄键槽的角度位置对准主轴上的驱动键。因此,机械手的夹持部分要十分可靠,并保证有适当的夹紧力,其活动爪要有锁紧装置,以防止刀具在换刀过程中转动脱落。机械手夹持刀具的方法有以下两种。
(一)柄式夹持
柄式夹持,也称轴向夹持或V形槽夹持。其刀柄前端有V形槽,供机械手夹持用,目前我国数控机床较多采用这种夹持方式。机械手手掌结构示意图。它由固定爪及活动爪组成,活动爪可绕轴回转,其一端在弹簧柱塞的作用下,支靠在挡销上,调整螺钉以保持手掌适当的夹紧力,锁紧销使活动爪牢固地夹持刀柄,防止刀具在交换过程中松脱。锁紧销还可轴向移动,使活动爪放松,以便杈刀从刀柄V形槽中退出。
(二)法兰盘式夹持
法兰盘式夹持,也称径向夹持或碟式夹持。刀柄的前端有供机械手夹持的法兰盘。采用法兰盘式夹持的优点是:当采用中间搬运装置时,可以很方便从一个机械手过渡到另一个辅助机械手上去。对于法兰盘式夹持方式,其换刀动作较多,不如柄式夹持方式应用广泛。
4、自动换刀动作顺序
由于自动换刀装置的布局结构多种多样,其换刀过程动作顺序会不尽相同。下面分别以常见的双臂往复交叉式机械手和钩刀机械手为例用动作分图加以说明。
(一)双臂往复交叉式机械手的换刀过程
(1)开始换刀前状态。主轴正用T05号刀具进行加工,装刀机械手已抓住下一工步需用的T09号刀具,机械手架处于最高位置,为换刀做好了准备;
(2)上一工步结束,机床立柱后退,主轴箱上升,使主轴处于换刀位置。接着下一工步开始,其第一个指令是换刀,机械手架回转180o转向主轴。
(3)卸刀机械手前伸,抓住主轴上已用过的T05号刀具。
(4)机械手架由滑座带动,沿刀具轴线前移,将T05号刀具从主轴上拔出。
(5)卸刀机械手缩回原位。
(6)装刀机械手前伸,使T09号刀具对准主轴。
(7)机械手架后移,将T09号刀具插入主轴。
(8)装刀机械手缩回原位。
(9)机械手架回转180o,使装刀、卸刀机械手转向刀库。
(10)机械手架由横梁带动下降,找第二排刀套链,卸刀机械手将T05号刀具插回P05号刀套中。
(11)刀套链转动把在下一个工步需用的T46号刀具送到换刀位置,机械手一降,找第三排刀链,由装刀机械手将T46号刀具取出。
(12)刀套链反转,把P09号刀套送到换刀位置,同时机械手架上升至最高位置,为再下一工步的换刀做好准备。
(二)钩刀机械手的换刀过程
作为最常用的一种换刀形式,换刀一次所需的基本动作如下。
1)抓刀。手臂旋转90?,同时抓住刀库和主轴上的刀具。
(2)拔刀。主轴夹头松开刀具,机械手同时将刀库和主轴上的刀具拔出。
(3)换刀。手臂旋转180?,新旧刀具更换。
(4)插刀。机械手同时将新旧刀具分别插入主轴和刀库,然后主轴夹头夹紧刀具;
(5)复位。转动手臂,回到原始位置。
8. 自动数控车床都有哪些结构部件组成
虽然数控车床种类较多,但一般均由车床主体、数控装置和伺服系统三大部分组成。
1)车床主体除了基本保持普通车床传统布局形式的部分经济型数控车床外,目前大部分数控车床均已通过专门设计并定型生产。
1)主轴与主轴箱
a)主轴数控车床主轴的回转精度,直接影响到零件的加工精度;其功率大小、回转速度影响到加工的效率;其同步运行、自动变速及定向准停等要求,影响到车床的自动化程度。
b)主轴箱具有有级自动调速功能的数控车床,其主轴箱内的传动机构已经大大简化;具有无级自动调速(包括定向准停)的数控车床,起机械传动变速和变向作用的机构已经不复存在了,其主轴箱也成了"轴承座"及"润滑箱"的代名词;对于改造式(具有手动操作和自动控制加工双重功能)数控车床,则基本上保留其原有的主轴箱。
2)导轨数控车床的导轨是保证进给运动准确性的重要部件。它在很大程度上影响车床的刚度、精度及低速进给时的平稳性,是影响零件加工质量的重要因素之一。除部分数控车床仍沿用传统的滑动导轨(金属型)外,定型生产的数控车床已较多地采用贴塑导轨。这种新型滑动导轨的摩擦系数小,其耐磨性、耐腐蚀性及吸震性好,润滑条件也比较优越。
3)机械传动机构除了部分主轴箱内的齿轮传动等机构外,数控车床已在原普通车床传动链的基础上,作了大幅度的简化。如取消了挂轮箱、进给箱、溜板箱及其绝大部分传动机构,而仅保留了纵、横进给的螺旋传动机构,并在驱动电动机至丝杠间增设了(少数车床未增设)可消除其侧隙的齿轮副。
a)螺旋传动机构数控车床中的螺旋副,是将驱动电动机所输出的旋转运动转换成刀架在纵、横方向上直线运动的运动副。构成螺旋传动机构的部件,一般为滚珠丝杠副。滚珠丝杠副的摩擦阻力小,可消除轴向间隙及预紧,故传动效率及精度高,运动稳定,动作灵敏。但结构较复杂,制造技术要求较高,所以成本也较高。另外,自行调整其间隙大小时,难度亦较大。
b)齿轮副。在较多数控车床的驱动机构中,其驱动电动机与进给丝杠间设置有一个简单的齿轮箱(架)。齿轮副的主要作用是,保证车床进给运动的脉冲当量符合要求,避免丝杠可能产生的轴向窜动对驱动电动机的不利影响。
4)自动转动刀架除了车削中心采用随机换刀(带刀库)的自动换刀装置外,数控车床一般带有固定刀位的自动转位刀架,有的车床还带有各种形式的双刀架。
5)检测反馈装置检测反馈装置是数控车床的重要组成部分,对加工精度、生产效率和自动化程度有很大影响。检测装置包括位移检测装置和工件尺寸检测装置两大类,其中工件尺寸检测装置又分为机内尺寸检测装置和机外尺寸检测装置两种。工件尺寸检测装置仅在少量的数控车床上配用。
6)对刀装置除了极少数专用性质的数控车床外,普通数控车床几乎都采用了各种形式的自动转位刀架,以进行多刀车削。这样,每把刀的刀位点在刀架上安装的位置,或相对于车床固定原点的位置,都需要对刀、调整和测量,并以确认,以保证零件的加工质量。
(2)数控装置和伺服系统数控车床与普通车床的主要区别就在于是否具有数控装置和伺服系统这两大部分。如果说,数控车床的检测装置相当于人的眼睛,那么,数控装置相当于人的大脑,伺服系统则相当于人的双手。这样,就不难看出这两大部分在数控车床中所处的重要位置了。a)数控装置数控装置的核心是计算机及其软件,它在数控车床中起“指挥”作用:数控装置接收由加工程序送来的各种信息,并经处理和调配后,向驱动机构发出执行命令;在执行过程中,其驱动、检测等机构同时将有关信息反馈给数控装置,以便经处理后发出新的执行命令。
数控机床是一种装有程序控制系统(数控系统)的自动化机床。该系统能够逻辑地处理具有使用号码,或其他符号编码指令(刀具移动轨迹信息)规定的程序。具体地讲,把数字化了的刀具移动轨迹的信息输入到数控装置,经过译码、运算,从而实现控制刀具与工件相对运动,加工出所需要的零件的机床,即为数控机床。
1、数控机床工作原理按照零件加工的技术要求和工艺要求,编写零件的加工程序,然后将加工程序输入到数控装置,通过数控装置控制机床的主轴运动、进给运动、更换刀具,以及工件的夹紧与松开,冷却、润滑泵的开与关,使刀具、工件和其它辅助装置严格按照加工程序规定的顺序、轨迹和参数进行工作,从而加工出符合图纸要求的零件。
2、数控机床结构数控机床主要由控制介质、数控装置、伺服系统和机床本体四个部分组成。数控机床的加工过程:
1)控制介质
控制介质以指令的形式记载各种加工信息,如零件加工的工艺过程、工艺参数和刀具运动等,将这些信息输入到数控装置,控制数控机床对零件切削加工。
2)数控装置
数控装置是数控机床的核心,其功能是接受输入的加工信息,经过数控装置的系统软件和逻辑电路进行译码、运算和逻辑处理,向伺服系统发出相应的脉冲,并通过伺服系统控制机床运动部件按加工程序指令运动。
3)伺服系统
伺服系统由伺服电机和伺服驱动装置组成,通常所说数控系统是指数控装置与伺服系统的集成,因此说伺服系统是数控系统的执行系统。数控装置发出的速度和位移指令控制执行部件按进给速度和进给方向位移。每个进给运动的执行部件都配备一套伺服系统,有的伺服系统还有位置测量装置,直接或间接测量执行部件的实际位移量,并反馈给数控装置,对加工的误差进行补偿。
4)机床本体
数控机床的本体与普通机床基本类似,不同之处是数控机床结构简单、刚性好,传动系统采用滚珠丝杠代替普通机床的丝杠和齿条传动,主轴变速系统简化了齿轮箱,普遍采用变频调速和伺服控制。
数控车床的刀具:
(1)对刀具的要求数控车床能兼作粗、精加工。为使粗加工能以较大切削深度、较大进给速度地加工,要求粗车刀具强度高、耐用度好。精车首先是保证加工精度,所以要求刀具的精度高、耐用度好。为减少换刀时间和方便对刀,应可能多地采用机夹刀。数控车床还要求刀片耐用度的一致性好,以便于使用刀具寿命管理功能。在使用刀具寿命管理时,刀片耐用度的设定原则是以该批刀片中耐用度zui低的刀片作为依据的。在这种情况下,刀片耐用度的一致性甚至比其平均寿命更重要。
(2)数控车床的刀具数控车削用的车刀一般分为三类,即尖形车刀、圆弧形车刀和成型车刀。以直线形切削刃为特征的车刀一般称为尖形车刀。这类车刀的刀尖(同时也为其刀位点)由直线形的主、副切削刃构成,如90?内、外圆车刀,左、右端面车刀,切槽(断)车刀及刀尖倒棱很小的各种外圆和内孔车刀。用这类车刀加工零件时,其零件的轮廓形状主要由一个独立的刀尖或一条直线型主切削刃位移后得到,它与另两类车刀加工时所得到零件轮廓形状的原理是截然不同的。
圆弧形车刀是较为特殊的数控加工用车刀。其特征是,构成主切削刃的刀刃形状为一圆度误差或线轮廓度误差很小的圆弧;该圆弧刃每一点都是圆弧形车刀的刀尖,因此,刀位点不在圆弧上,而在该圆弧的圆心上;车刀圆弧半径理论上与被加工零件的形状无关,并可按需要灵活确定或测定后确认。当某些尖形车刀或成型车刀(如螺纹车刀)的刀尖具有一定的圆弧形状时,也可作为这类车刀使用。
圆弧形车刀可以用于车削内、外表面,特别适宜于车削各种光滑连接(凹形)的成型面。成型车刀俗称样板车刀,其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形状和尺寸决定。数控车削加工中,常见的成型车刀有小半径圆弧车刀、非矩形车槽刀和螺纹车刀等。在数控加工中,应尽量少用或不用成型车刀,当确有必要选用时则应在工艺准备文件或加工程序单上进行详细说明。为了适应数控机床自动化加工的需要(如刀具的对刀或预调、自动换刀或转刀、自动检测及管理工作等),并不断提高产品的加工质量和生产效率,节省刀具费用,应多使用模块化和标准化刀具。
2、数控车床的卡盘液压卡盘是数控车削加工时夹紧工件的重要附件,对一般回转类零件可采用普通液压卡盘;对零件被夹持部位不是圆柱形的零件,则需要采用专用卡盘;用棒料直接加工零件时需要采用弹簧卡盘。
3、数控车床的尾座对轴向尺寸和径向尺寸的比值较大的零件,需要采用安装在液压尾架上的活顶针对零件尾端进行支撑,才能保证对零件进行正确的加工。尾架有普通液压尾架和可编程液压尾座。
4、数控车床的刀架刀架是数控车床非常重要的部件。数控车床根据其功能,刀架上可安装的刀具数量—般为8把、10把、12把或16把,有些数控车床可以安装更多的刀具。刀架的结构形式一般为回转式,刀具沿圆周方向安装在刀架上,可以安装径向车刀、轴向车刀、钻头、镗刀。车削加工中心还可安装轴向铣刀、径向铣刀。少数数控车床的刀架为直排式,刀具沿一条直线安装。数控车床可以配备两种刀架:
(1)专用刀架由车床生产厂商自己开发,所使用的刀柄也是专用的。这种刀架的优点是制造成本低,但缺乏通用性。
(2)通用刀架根据一定的通用标准而生产的刀架,数控车床生产厂商可以根据数控车床的功能要求进行选择配置。
5、数控车床的铣削动力头数控车床刀架上安装铣削动力头可以大大扩展数控车床的加工能力。
9. 目前数控机床常用的换刀装置有哪些
你好袭,你这个问题很大。我就数控车床来做个解释吧:
在卧式数控车床中,自动换刀装置有液压换刀装置和电动伺服换刀装置,前者是以液压为动力,而伺服的则由伺服电机提供动力。
而在结构上,又有盘式、岛式和节式之分。根据机床功能、自动化程度等的不同来灵活应用。
由于篇幅有限。暂时写这点吧,供你参考。