简述无机械手换刀是如何实现的过程

『壹』 无机械手换刀过程中需要用的的元器件

1、刀盘移动到主轴换刀位置（抓取主轴上的刀具）
这一动作主要是靠内液压缸来作为执行元容件，其次是传感器等电器元件。
2、主轴上升。
这个是靠Z轴伺服电机来执行；
3、刀盘转动选刀。
这个同样式靠伺服电机以及编码器等元器件来完成这个动作
4、主轴下移（抓取刀盘上的刀具）
这一项是靠主轴伺服下移、同时主轴内部有一个锥面与刀柄锥度相同，靠气压来吸紧。
5、刀盘退回待机位置
和第一项相同

『贰』 龙门铣加工中心.自动换刀是怎么个过程，

1.轻型龙门加工中心机床概述

轻型定梁龙门机床为工作台移动、横梁固定式龙门机床，可带刀库，也可不带刀库。机床由床身、立柱和固定横梁构成高刚度封闭框架。工作台在床身导轨上做纵向运动，该向为X坐标;溜板在横梁导轨上做横向运动，该向为Y坐标;滑枕镗铣头在溜板导轨上做垂向运动，该向为Z坐标。机床采用SIEMENS840DE控制系统，机床的X、Y、Z三轴都是CNC控制轴，主轴采用西门子公司交流主轴电动机驱动，X、Y、Z三向进给采用西门子公司伺服电动机驱动。可以实现三维直线插补、二维圆弧插补和任意三轴联动。

2.自动换刀控制要求

2.1刀库控制

刀库可以为盘式刀库，刀库容量为20位，主轴与刀库换刀采用无机械手，就近找刀，原位直接换刀的方式;也可以用链式刀库，刀库容量为40把刀，采用机械手，任意找刀，任意换刀方式。刀库盘由电动机通过齿轮降速驱动，有正、反转和停止控制。为使刀库盘快速停止，在电动机输出轴上加有一失电摩擦制动器。当停止信号发出时，即令该制动器的电磁铁失电，从而使刀库停止转动。刀库盘转动的分度和定位由马氏机构、零位开关和计数开关实现。刀库每转到一个刀位，计数开关即动作一次。当刀库转到零位时，零位开关也动作。当刀库转到指定刀位时，计数开关或零位开关动作，这时立即使电动机停转，制动器失电制动，从而刀库盘停止并依靠马氏机构精确定位在换刀位置。刀库停止后，计数开关或零位开关断开，这时应提示报警。

2.2气动控制

刀库防护门开关和主轴锥孔吹气由气动控制，气源气体经处理后供给汽缸。刀库防护门开关由一气缸来驱动，控制由二位四通双电控换向阀来完成。该换向阀的特点是：换向阀的两个位置，分别由两个电磁铁控制，而且换向阀时只需要给电磁铁一个短暂的电信号（电信号待续时间为2s）即可完成换向。只有给另一个电磁铁一个短暂电信号后，换向阀才会换到另一个位置。主轴锥孔吹气用来清洁主轴锥孔，吹气接通用一个二位三通电控截止阀来实现。当松刀开始时，给该电磁铁通电，开始锥孔吹气，直至松刀状态结束时，电磁铁失电，吹气停止。

2.3主轴拉刀控制

主轴内部装有刀具自动拉紧机构，该机构由碟簧拉紧、液压松开刀具。刀具的拉紧和松开由一个两位四通电磁阀控制。拉刀机构分为有刀、无刀、松刀，由三个无触头感应开关监测这三个状态。

刀具的拉紧及松开可以由指令控制，也可以由操作面板上的按钮控制。刀具的松开和拉紧状态应在面板上有所显示。主轴的转动和刀具的拉紧和松开动作为互锁关系。

3.马氏机构

刀库动作过程本加工中心的刀库由马氏机构刀库盘、零位开关、计数开关、刀库门开关阀和行程开关、主轴吹气阀等组成。马氏机构刀库自动换刀是主轴移动到刀库，利用主轴的松拉刀动作直接在刀库盘上抓刀、还刀。在接近刀库盘和离开刀库盘时都需要慢速移动，以免与刀库盘或者刀具发生碰撞造成事故，在其他位置就需要用快速移动来节约时间。刀库的运动包括三个过程即主轴抓刀，主轴还刀和主轴换刀。主轴将运动到的几个点，S1～S14表示滑枕和溜板运动的过程。主轴抓刀、主轴还刀和主轴换刀三个过程都可以用图解分析出来。

3.1主轴抓刀过程

主轴抓刀是要求现在无刀的主轴去抓刀库盘上的刀。动作是Y轴横向移动到达刀库顶端，Z轴向下移动到达刀具刀位并抓刀后，Y轴横向移动离开刀库（括弧号里内容是对Y和Z轴动作的描述）：S1（Z轴到P0，快速）→S2（Y轴到P1，快速）→主轴定向，第一软限位生效，刀库门开→S8（Y轴到P2，快速）→主轴松刀→S7（Z轴到P3，快速）→S6（Z轴到P4，慢速）→主轴紧刀→S12（Y轴到P5，慢速）→S13（Y轴到P6，快速）→S14（Z轴到P1，快速）→第二软限位生效，主轴定向取消，刀库门关。

3.2主轴还刀过程

主轴还刀是把主轴上的刀还回刀库盘上原刀位。动作是Y轴横向移动到达刀具刀位并松刀后，Z向上离开刀具到刀库顶端，Y轴横向离开刀库：S1（Z轴到P0，快速）→S2（Y轴到P1，快速）→主轴定向，第一软限位生效→S3（Z轴到P6，快速）→刀库门开→S4（Y轴到P5，快速）→S5（Y轴到P4，慢速）→主轴松刀→S11（Z轴到P3，慢速）→S10（Z轴到P2，快速）→S9（Y轴到P1，快速）→第二软限位生效，主轴定向取消，主轴紧刀，刀库门关。

3.3主轴换刀过程

主轴换刀是要求把主轴上的刀还回刀库盘上原刀位，并且再抓另外一把刀库盘上的刀。动作是Y轴横向移动到达刀具刀位并松刀后，Z向上离开刀具到刀库顶端，刀库盘转动找刀，Z轴向下移动到达刀具刀位并抓刀后，Y轴横向移动离开刀库：S1（Z轴到P0，快速）→S2（Y轴到P1，快速）→主轴定向，第一软限位生效→S3（Z轴到P6，快速）→刀库门开→S4（Y轴到P5，快速）→S5（Y轴到P4，慢速）→主轴松刀→S11（Z轴到P3，慢速）→S10（Z轴到P2，快速）→刀库盘旋转，刀库找刀→S7（Z轴到P3，快速）→S6（Z轴到P4，慢速）→主轴紧刀→S12（Y轴到P5，慢速）→S13（Y轴到P6，快速）→S14（Z轴到P1，快速）→第二软限位生效，主轴定向取消，刀库门关。

二、马氏机构刀库自动控制程序说明

根据自动换刀控制要求和动作过程编制PLC进行调试，使ATC正常工作。

1.加工中心I/O点安排

1.1输入点安排I33.2：主轴紧刀到位开关（上位），I33.3：主轴紧刀到位开关（中位），I33.4：主轴松刀到位开关（下位），I36.3：主轴松刀按钮开关按下，I36.4：主轴紧刀按钮开关按下，I62.0：刀库ATC生效，I62.1：刀库ATC失效，I62.2：刀库点动，I62.3：刀库回零，I62.4：刀库盘正转，I62.5：刀库盘反转，I62.7：刀库计数，I63.0：刀库零位，I63.1：刀库门开，I63.2：刀库门关，I63.3：刀库电动机监控，I63.4：刀库锁。

1.2输出点安排Q49.0：主轴松刀阀，Q49.3：主轴松刀，Q56.0：刀库ATC生效灯，Q56.1：刀库点动，Q56.2：刀库电动机正转，Q56.3：刀库电动机反转，Q56.4：刀库制动器，Q56.5：刀库门开阀，Q56.6：刀库门闭阀，Q56.7：主轴吹气阀。

2.程序功能块安排说明

FC51：主轴松拉刀，FC66：马氏机构刀库T码处理，FC67：马氏机构刀库M码处理，FC68：马氏机构刀库综合处理。

3.PLC程序调试说明

刀库调试时需要对各个电气元器件进行单步调试，保证每一件电气元器件都能正常工作;然后根据刀库的抓刀，换刀，还刀等动作进行全部动作的手动强制执行，检验程序的执行情况;最后才能使用T和M指令在自动方式下进行程序的连续自动执行，使刀库能正常运行。

三、结束语

我们的ATC通过在企业的多个产品上实际运行测试，运行情况良好，达到了控制要求。由于ATC原理及经验大同小异，对不同类型数控系统机床也有一定的参考作用。

『叁』 加工中心机械手换刀的工作原理

下面是以在螺栓数控铣床的自动换刀装置中采用这种上机械手换刀的工作原理。

该机械手安装在主轴的左侧面，随同主轴箱一起运动。机械手由机械手臂与45°的斜壳体组成。机械手臂1形状对称。固定在回转轴4上，回转轴与主轴成45°角，安装在壳体3上，5为手臂托，可由气压缸带动（图中未标出），机械手有伸缩、回转、抓刀、松刀等动作。

伸缩动作：气压缸（图中未标出）带动手臂托架5沿主轴轴向移动。

回转动作：气压缸2中的齿条轮通过齿轮带动回转轴4转动。从而实现手臂正向和反向180°的旋转运动。

抓刀、松刀动作：机械手对刀具的夹紧和松开是通过气压缸6。碟形弹簧7及拉杆8、杠杆9、活动爪10来实现。碟形弹簧实现夹紧，气压缸实现松开。在活动爪中有两个销子11，当夹紧刀具时，插入刀柄凸缘的孔内，确保安全、可靠。

2)

机械手的自动换刀过程的动作顺序

（a） （b） （c） （d）

图4-6 换刀机械手的换刀过程

自动换刀装置的换刀过程由选刀和换刀两部分组成。

选刀即刀库按照选刀命令（或信息）自动将要用的刀具移动到换刀位置，完成选刀过程，为下面换刀做好准备，换刀即是机械手把主轴上用过的刀具取下，将选好的刀具安装在主轴之上。

换刀动作的大致过程为：

1)主轴箱回到最高处（z坐标零点），同时实现“主轴准停”。即主轴停止回转并准确停止在一个固定不变的角度方位上，保证主轴端面的键也在一个固定的方位，使刀柄上的键槽能恰好对正端面键。

2)机械手抓住主轴和刀库上的刀具。

3)把卡紧在主轴和发库上的刀具松开

4)活塞杆推动机械手下行，从主轴和刀库上取出刀具

5)机械手回转180°，交换刀具位置，

6)将更换后的刀具装入主轴和刀库

7)分别夹紧主轴和刀库上的刀具

8)机械手松开主轴和刀库上的刀具

9)当机械手松开具后，限位开关发出“换刀完毕”的信号，主轴自由，可以开始加工或其他程序动作。

『肆』 加工中心刀库怎么备刀

汉川机床XH714D 打个比方说我现在是T1刀在切削，下一把是T2，怎么把T2转到换刀位置，而且在T2换刀的时候不会出现刀具号重复。
加工中心刀库备刀；直接在上一段程序中任何一个地方输入T2。
加工中心刀库换刀方式 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。 (1)无机械手换刀。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。 (2)机械手换刀。采用机械手进行刀具交换的方式(如图7.2所示)应用得最为广泛，这是因为机械手换刀有很大的灵活性，而且可以减少换刀时间。

『伍』 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。

『陆』 如让机床执行换刀功能，把1号刀具放到工作位置，可采用的方式有哪几种。

直接换刀。
换刀3种方法：(1)直接换刀方式。直接换刀方式就是指换刀过程由刀库和主轴箱配合完成，这是最直接的换刀方式。
(2)机械手换刀方式。机械手换刀方式就是指在换刀时，由机械手进行操作，负责在刀库和主轴之间传递刀具，将需要使用的刀具推送到主轴上，再将替换下来的刀具送回到刀库内。这种换刀方式虽不如前一种来得直接，但避免了刀库和主轴为换刀进行移动，而是由机械手代替。这样就使机械元件运动幅度减小，完成换刀的速度更快，设计布局也更加灵活，因此广泛应用于大多数加工中心。
(3)转塔头方式。转塔头方式是通过砖塔的旋转，使需要的刀具移动到相应位置的换刀方式。它一般为顺序换刀，优点是结构紧凑，换刀时间极短，一般较多应用于加工曲轴类等细长类工件且需要完成多道工序的零件。

『柒』 加工中心无机械手换刀和机械手换刀有什么区别，那和加工中心自动换刀又有什么区别

现在立式加工中心常用的就是斗笠刀库或链式刀库，有机械手在换刀时，刀回库选装选取换取答的刀具，然后机械手同时抓住刀库中的新刀和主轴上被换刀具，然手机械手旋转180度对调两把刀具完成换刀、装刀过程。无机械手在换刀时，刀库需要先旋转至空刀套将主轴上的刀具放回刀库，然后在旋转刀库至要换的刀具位置后装刀到主轴上。所以有机械手的换刀方式明显效率要高很多，刀库只旋转一次就可以了（当然也可以调双次），而且机械手换刀要安全些，撞到的话也许就只是机械手损坏，而另一种可能就整个刀库废了。 说的比较简单，希望对你有帮助。