关于加工中心刀库的基本知识知识
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刀库-概述刀库刀库系统是提供自动化加工过程中所需之储刀及换刀需求的一种装置;其自动换刀机构及可以储放多把刀具的刀库;改变了传统以人为主的生产方式;藉由电脑程式的控制,可以完成各种不同的加工需求,如、、镗孔、等;大幅缩短加工时程,降低生产成本;这是刀库系统的最大特点; 近年来刀库的发展已超越其为工具机配件的角色,在其特有的技术领域中发展出符合工具机高精度、高效能、高可靠度及多工复合等概念之产品;其产品品质的优劣,关系到工具机的整体效能表现;刀库-主要构件刀库主要是提供储刀位置,并能依程式的控制,正确选择刀具加以定位,以进行刀具交换;换刀机构则是执行刀具交换的动作;刀库必须与换刀机构同时存在,若无刀库则加工所需刀具无法事先储备;若无换刀机构,则加工所需刀具无法自刀库依序更换,而失去降低非切削时间的目的;此二者在功能及运用上相辅相成缺一不可;刀库-分类刀库的容量、布局,针对不同的机,其形式也有所不同,根据刀库的容量、外型和取刀方式可概分为以下几种:1、斗笠式刀库一般只能存16~24把刀具,斗笠式刀库在换刀时整个刀库向主轴移动;当主轴上的刀具进入刀库的卡槽时,主轴向上移动脱离刀具,这时刀库转动;当要换的刀具对正主轴正下方时主轴下移,使刀具进入主轴锥孔内,夹紧刀具后,刀库退回原来的位置;2、圆盘式刀库圆盘式刀库通常应用在小型立式综合加工机上;"圆盘刀库"一般俗称"盘式刀库",以便和"斗笠式刀库"、"链条式刀库"相区分;圆盘式的刀库容量不大,顶多二、三十把刀;需搭配自动换刀机构ATCAutoToolsChange进行刀具交换;3、链条式刀库链条式刀库的特点是可储放较多数量之刀具,一般都在20把以上,有些可储放120把以上;它是藉由链条将要换的刀具传到指定位置,由将刀具装到主轴上;换刀动作均采用马达加机加工中心使用的刀库最常见的形式是圆盘式刀库和机械手换刀刀库;刀库-特点 刀库一、圆盘式刀库特点圆盘式刀库应该称之为固定地址换刀刀库,即每个刀位上都有编号,一般从1编到12、18、20、24等,即为刀号地址;操作者把一把刀具安装进某一刀位后,不管该刀具更换多少次,总是在该刀位内;1、制造成本低;主要部件是刀库体及分度盘,只要这两样零件加工精度得到保证即可,运动部件中刀库的分度使用的是非常经典的“马氏机构”,前后、上下运动主要选用气缸;装配调整比较方便,维护简单;一般机床制造厂家都能自制;2、刀号的计数原理;一般在换刀位安装一个无触点开关,1号刀位上安装挡板;每次机床开机后刀库必须“回零”,刀库在旋转时,只要挡板靠近距离为左右无触点开关,就默认为1号刀;并以此为计数基准,“马氏机构”转过几次,当前就是几号刀;只要机床不关机,当前刀号就被记忆;刀具更换时,一般按最近距离旋转原则,刀号编号按逆时针方向,如果刀库数量是18,当前刀号位8,要换6号刀,按最近距离换刀原则,刀库是逆时针转;如要换10号刀,刀库是顺时针转;机床关机后刀具记忆清零;3、固定地址换刀刀库换刀时间比较长国内的机床一般要8秒以上从一次切削到另一次切削;4、圆盘式刀库的总刀具数量受限制,不宜过多,一般40刀柄的不超过24把,50的不超过20把,大型龙门机床也有把圆盘转变为链式结构,刀具数量多达60把; 二、机械手刀库特点机械手刀库换刀是随机地址换刀;每个刀套上无编号,它最大的优点是换刀迅速、可靠;1、制造成本高;刀库有一个个刀套链式组合起来,机械手换刀的动作有凸轮机构控制,零件的加工比较复杂;装配调试也比较复杂,一般由专业厂家生产,机床制造商一般不自制;2、刀号的计数原理;与固定地址选刀一样,它也有基准刀号:1号刀;但我们只能理解为1号刀套,而不是零件程序中的1号刀:T1;系统中有一张刀具表;它有两栏;一栏是刀套号,一栏是对应刀套号的当前程序刀号;假如我们编一个三把刀具的加工程序,刀具的放置起始是1号刀套装T11号刀,2号刀套装T2,3号刀套装T3,我们知道当主轴上T1在加工时,T2刀即准备好,换刀后,T1换进2号刀套,同理,在T3加工时,T2就装在3号刀套里;一个循环后,前一把刀具就安装到后一把刀具的刀套里;数控系统对刀套号及刀具号的记忆是永久的,关机后再开机刀库不用“回零”即可恢复关机前的状态;如果“回零”,那必须在刀具表中修改刀套号中相对应的刀具号;3、机械手刀库换刀时间一般为4秒从一次切削到另一次切削;4、刀具数量一般比圆盘刀库多,常规有18、20、30、40、60等5、刀库的凸轮箱要定期更换起润滑、冷却作用的油;刀库-使用选择 两种刀库形式各有优缺点;选择哪一种常规选择大家关注两点:一是价格,二是使用场合;价格:以40刀库20把刀为例;圆盘式刀库价格约为万,机械手刀库为万;使用场合:一般单件小批量生产用圆盘式刀库为好,大批量生产用机械手刀库;另外大家也知道机械手刀库可靠性比圆盘式刀库高,但圆盘式刀库维护保养简单方便;其实还有几点大家容易忽略;1、圆盘式刀库的刀柄在刀库内放置时7:24的锥面是敞开的,无保护,时间久了或车间环境恶劣,锥面易脏;影响刀具的重复安装精度;而机械手刀库的刀套包容全部锥面,不易脏;特别对精镗刀的镗孔精度稳定性有好处;2、机械手刀库对刀具重量要求严格,一旦超重,刀具会从机械手中甩出去,易出危险;长度也必须在要求范围内,机械手旋转时所占的空间比较大,编程者须计算换刀是否会碰夹具等;3、圆盘式刀库从使用上讲,刀具应在圆盘周围均匀放置,尽可能使质量重心在圆盘中心;以延长刀库使用寿命;4、从承重的角度讲,圆盘式刀库的刀柄以40和30比较好,50的刀柄最好选机械手刀库;5、刀库在使用大直径刀具大于相邻刀位的最大直径时处理比较麻烦;要么每一把刀具间隔位置都一样;要么通过PLC专门辟出几个刀套位作为“特区”;刀库-故障情况 圆盘式刀库的故障概率比机械手刀库高,易损件主要是“马式机构”马氏机构就是"机械原理"中讲述的一种间歇机构,是纯机械机构.中拨叉上的滚针轴承损坏,如果刀库长时间满载或者偏重运行;那导轨副会磨损、圆盘中心的轴承也会磨损;但是更换都是比较方便的;机械手刀库主要是靠凸轮机构完成换刀动作的,简单、可靠;平时只要按时更换凸轮箱里的油即可;使用寿命长;如果凸轮槽磨损到一定程度后不更换,刀库就不能用了;的结构,此设计之结构简单、动作快速、确实、可靠,但是价格较高,通常为客制化产品;刀库-速度指标刀库1、衡量换刀速度的方法主要有二种:1刀到刀换刀时间TtoT2切屑到切屑换刀时间CtoC;由于到切屑换刀时间基本上就是综合加工机两次切削之间的时间,反映了综合加工机换刀所需的辅助时间,因此切屑到切屑换刀时间应是衡量综合加工机效率高低的最直接指标;而刀到刀换刀时间则主要反映自动换刀装置本身性能的好坏,适合作为工具机自动换刀装置的性能指标,这两种方法通常用来评价换刀速度;至于换刀时间多少才算得上是高速工具机,并没有确定的指标,在技术条件可能的情况下,应尽可能提高换刀速度;2、提高换刀速度的基本原则工具机的换刀装置,通常由刀库和换刀机构组成,有些应用臂换刀,有些换刀方式并不需要机械手臂,刀库的形式和摆放位置也不一样;为了适合高速运动的需要,高速工具机在结构上已和传统的工具机不同;以刀具运动进给为主,减小运动工件的质量,已成为高速工具机设计的主流;因此,设计换刀装置时,要充分考虑到高速工具机的结构特征;3、提高换刀速度的主要技术方法适合于工具机的快速技术主要有以下几个方面:在传统自动换刀装置的基础上提高动作速度,或采用动作速度更快的机构和驱动元件;例如,机械凸轮结构的换刀速度高于液压和气动结构; 根据高速工具机的结构特点设计刀库和换刀装置的形式和位置;例如,传统工具机的刀库和换刀装置多装在立柱一侧,在高速工具机则多为立柱移动的进给方式,为减轻运动件质量,刀库和换刀装置不宜再装在立柱上;采用新方法进行刀具快速交换,不用刀库和机械手方式,而改用其它方式换刀;例如不用换刀,用换主轴的方法; 使用适合于高速工具机的刀柄;如HSK刀柄质量轻,装卸刀具的行程短,可以使自动换刀装置的速度提高;快速自动换刀装置采用HSK 空心短锥柄刀是发展的趋势;刀库-自动换刀系统自动换刀系统是工具机的重要组成部分,主要是将加工所需刀具,从刀库中传送到主轴夹持机构上;刀具夹持元件的结构特性及其与工具机主轴的联结方式,将直接影响工具机的加工性能;刀库结构形式及刀具交换装置的工作方式,则会影响工具机的换刀效率;自动换刀系统本身及相关结构的复杂程度,又会对整机的成本产生直接影响; 数控工具机的自动换刀系统大概分为1.油压机构2.气压机构3.电气式凸轮机构;在不断追求速度及可靠性提升的数控工具机市场,凸轮式换刀机构就广泛的被采用;此设计只用一个驱动马达就可完成复杂的换刀动作,快速确实,除了换油外没有其他消耗零件及保养需求,故障率最少,寿命超过百万次以上;一般具有装置者都有ATC臂;换刀时若是需要在刀具库与主轴两处更换,则需要ATC臂来补助;但有些工具机并不需要ATC臂即可完成换刀动作;刀库-安装调试调节板的接地端绝对不可以和外部+24V电源的0V端相连,否则将会使内部的-9V 电源取消,导致调节板无法正常工作;因调节板和比例阀距离很远,因此阀芯位置反馈信号线必须使用带屏蔽的电缆; 阀芯位置反馈信号uf在刀库不转时输出必须调节到uf=0,调节用比例阀的调节螺钉进行,以保证同样的给定电压正反转速度一致;阀芯位置反馈中的移动铁芯在比例阀中是借助弹簧复位的,使用年代较长的机床应更换相同规格的弹簧,以防止由于老化而带来的转速不稳;对于零速给定单元的调整应注意,不可使ud的幅值太大,只要保证Y1、Y2在停止时保持热态就可以了;一般取;刀库正常工作前如维修或初始安装后必须用示波器实测PWM调制器是否已正常起振,并将uc端波形相比较,其幅值和频率对控制系统的工作都至关重要,误差应保证在10%以内,必要时用R29调整;刀库-发展趋势未来工具机产业的发展,均以追求高速、高精度、高效率为目标;随着的提高,切削时间的不断缩短,对换刀时间的要求也在逐步提高;换刀的速度已成为高等级工具机的一项重要指标; 快速自动换刀技术是以减少辅助加工时间为主要目的,综合考虑工具机的各方面因素,在尽可能短的时间内完成刀具交换的技术方法;一般强调换刀速度快的卧式机台,皆有几个特点:1.刀臂短2.刀臂不一定成直线3.两刀可能互相垂直4.凸轮箱小且可移动;其主要目的是要让换刀时,可动件之转动惯量小,以达到快速换刀之目的;该技术包括刀库的设置、换刀方式、换刀执行机构和适应高速工具机的结构特点等;。
C:\RECYCLER\setup.reg附录9:实现刀库控制功能目录相关知识与技能1.与刀库相关的电气连接2.刀库控制的相关信号及其功能2.1 主轴准停控制信号ORCMA2.2 宏程序所用的系统变量2.2.1 用户宏程序输入信号2.2.2 宏程序报警变量2.2.3 模态信息变量(#4003、#4006)3.宏程序调用及刀库相关系统参数3.1 指定调用宏程序的M代码值参数PRM#6080~60893.2 主轴准停位置设置参数(PRM#4031)3.3 主轴定向速度参数(PRM#4038)3.4 换刀点设置参数(PRM#1241)3.5 其他相关参数4.换刀宏程序5.PMC控制程序思考题实训项目3.8 实现刀库控制功能以FANUC 0i系统加工中心或调试台为例,介绍一种通过宏程序调用实现斗笠式刀库换刀控制的方法。
刀库容量为16(装16把刀),利用伺服主轴电动机的内置编码器进行定向/准停。
实训学时:10学时。
实训目的:(1)加工中心斗笠式刀库的操作与控制程序的编制。
(2)掌握调用宏程序实现刀库控制的编程方法。
(3)掌握调用宏程序实现刀库控制的相关参数设置。
实训内容:(1)斗笠式刀库的操作。
(2)控制刀库的宏程序设计。
(3)刀库梯形图程序的设计与调试。
(4)梯形图功能的调试。
(5)宏程序调用实现刀库控制的相关参数设置。
实训设备:(1)配置FANUC 0i数控系统的加工中心/综合调试台。
(2)个人计算机(PC)。
(3) FANUC公司的梯形图编辑软件(FLADDER Ⅲ版本)。
实训要点:(1)用FLADDER Ⅲ软件对PMC离线编程。
(2)FANUC 0i PMC操作。
(3)FANUC 0i 系统PMC程序传输与功能调试。
(4)刀库控制用宏程序设计与加载。
(5)PMC功能指令的应用。
(6)刀库梯形图程序设计。
(7)调用宏程序控制刀库的相关参数设置。
(8)刀库控制功能验证。
实训具体要求:(1)规范实训,按操作规范操作机床。
第二节刀库一、刀库的功能在自动换刀装置中,刀库是最主要的部件之一。
刀库是用来贮存加工刀具及辅助工具的地方。
其容量、布局以及具体结构,对数控机床的设计都有很大影响。
二、刀库的形式根据刀库的容量和取刀的方式,可以将刀库设计成各种形式。
常见的形式有如下几种。
(一)直线刀库刀具在刀库中是直线排列,如图6-8a)所示。
其结构简单,刀库容量小,一般可容纳8~12把刀具,故较少使用。
此形式多见于自动换刀数控车床,在数控钻床上也采用过此形式。
(二)圆盘刀具此形式存刀具少则6~8把,多则50~60把,其中有多种形式。
(1)如图6-8b)所示的刀库中,刀具径向布局,占有较大空间,刀库位置受限制,一般置于机床立柱上端,其换刀时间较短,使整个换刀装置较简单。
(2)如图6-8c)所示的刀库中,刀具轴向布局,常置于主轴侧面。
刀库轴心线可垂直放置,也可以水平放置,此种形式使用较多。
(3)如图6-8d)所示的刀库中,刀具与刀库轴心线成一定角度(小于90º)呈伞状布置,这可根据机床的总体布局要求安排刀库的位置,多斜放于立柱上端,刀库容量不宜过大。
上述三种圆盘刀库是较常用的形式,其存刀量最多为50~60把,存刀量过多,则结构尺寸庞大,与机床布局不协调。
为进一步扩大存刀量,有的机床使用多圈分布刀具的圆盘刀库,如图6-8e)所示;多层圆盘刀库,如图6-8f)所示;多排圆盘刀库,如图6-8g)所示。
多排圆盘刀库每排4把刀,可整排更换。
后三种刀库形式使用较少。
(j)(f)(e)(d)(b)(a)(h)(i)图6-8 刀库的各种形式(三)链式刀库链式刀库是较常用的形式。
这种刀库刀座固定在环形链节上。
常用的有单排链式刀库,如图6-8h )所示。
这种刀库使用加长链条,让链条折叠回绕可提高空间利用率,进一步增加存刀量,如图6-8i )所示。
链式刀库结构紧凑,刀库容量大,链环的形状可根据机床的布局制成各种形状。
同时也可以将换刀位突出以便于换刀。
加工中心16刀刀库(盘式刀库)刀库是自动换刀装置中最主要的部件之一,其容量、布局以及具体结构对加工中心的设计有很大影响。
刀库是在小型加工中心应用最为广泛,根据使用的场合和实际运用的要求,设计了相应的刀的圆盘式刀库,并且对它的控制进行了一定的研究。
论文首先对刀库总体设计方案进行阐述,阐述其各部件的工作原理,然后就刀库的结构设计与控制分章节对各个部分进行计算与设计。
刀库的结构设计是本文研究的重点,传动部分为蜗杆蜗轮的一种减速装置,对于该装置中的蜗杆、蜗轮以及相关的轴都进行了详细的计算;控制部分为刀库送刀部分,由液压控制和PLC控制完成。
第一章绪论本章首先从数控机床的发展历程引出加工中心的发展趋势,再具体到本次设计针对的刀库的任务要求,明确了本设计任务的主要内容。
1.1 引言1952年世界上出现了第一台数控机床,使多品种、中小批量的机械加工设备在柔性、自动化和效率上产生了巨大变革。
1958年第一台加工中心问世,它将多工序(铣、钻、镗、铰、攻丝等)加工集于一身;适应加工多品种和大批量的工件;增加机床功能(自动换刀、自动换工件、自动检测等),使自动化程度和加工效率上了一个新台阶;使无人化(或长时间无人操作)加工成为现实。
加工中心已成为柔性制造系统、计算机集成制造系统和自动化工厂的基本单元。
加工中心是数控机床的代表,是高新技术集成度高的典型机电一体化机械加工设备,受到世界各工业发达国家的高度重视,技术迅速发展,品种和数量大幅度增加,成为当今世界机械加工设备中最引人注目的一类产品。
1.2 加工中心简介1.2.1加工中心的发展简史1952年世界上出现第一台数控机床,使多品种、中小批量的机械加工设备在柔性、自动化和效率上产生了巨大变革。
它用易于修改的数控加工程序进行控制,因而比大批量生产重使用组合机床生产线和凸轮、开关控制的专用机床有更大的柔性,容易适应加工件品种的变化,进行多品种加工。
它用数控系统对机床的工艺功能、几何图形运动功能和辅助功能实行全自动的数字控制,因为有更高的自动化程度和加工效率,大大改变了中小批量生产中普通机床占整个机械加工70%~80%的状况。
立式加工中心刀库安全操作及保养规程立式加工中心刀库作为加工中心的重要组成部分,其安全操作和保养十分关键。
本文将为大家介绍立式加工中心刀库的安全操作和保养规程,以确保生产过程中的安全和设备的正常运转。
一、立式加工中心刀库的基本组成立式加工中心刀库通常由以下几部分组成:1.刀套:用于安装刀具的部件,通常由夹头、拉杆、扩管和保险装置组成。
2.刀杆:用于连接刀具和刀套的部件,通常由刀杆柄、夹紧装置和根柄组成。
3.刀盘:用于存储和管理刀具的部件,通常由底座和刀位组成。
4.控制系统:用于对刀库进行控制和操作的部件,通常由计算机控制系统和人机界面组成。
二、立式加工中心刀库的安全操作规程立式加工中心刀库是加工过程中的危险部件之一,因此在使用前需注意以下安全操作规程,以确保无事故的生产过程:1. 刀具的安装•在安装刀具前,应先断电,并确保电源已经切断,以避免意外启动造成伤害。
•在选择刀具时,应根据加工工件的材料和要求、加工环境和加工方式选用适合的刀具,并遵守刀具的规定使用范围。
•在插拔刀具时,应先将刀套靠近刀库,取下装有刀具的夹头和拉杆,再将空夹头和拉杆安装到刀套上,避免手部接触切削工具导致伤害。
•在调节和安装刀具时,应根据加工工件的要求和机床规格进行调整,确保刀具正确安装在刀杆上,并且调整完毕后,应先将刀杆插到刀套中固定好,再连接到刀库上。
2. 刀库的使用•在使用刀库前,应确保刀库的附属装置(如夹爪、夹头、拉杆等)完好无损,没有明显的损坏和磨损。
•在启动刀库前,应先检查机床的控制系统,确保其能够正常工作;然后进行手动检修,并确保刀杆夹具牢固。
•在启动刀库时,应先在人机界面上进行设置,并在操作板上确认刀库的位置和状态。
并在安全距离内观察刀库的运行状态,确保其正常运转;如发现异常情况,应立即停止操作。
•在使用刀库时,应根据刀具的要求和工件的需要进行必要调整,并确保刀具与工件配合良好。
•在加工过程中,如遇到刀具损坏、断裂、卡在工件中等情况,应立即切断电源,停机检查并采取合适的措施处理,以确保工作安全。
卧式加工中心刀库安全操作及保养规程随着科技的不断发展,卧式加工中心在工业生产中的应用越来越广泛,其精密度和稳定性也得到了极大的提升,同时也带来了危险。
合理的刀库安全操作及保养规程对于确保生产过程的安全性和稳定性至关重要。
在本文中,我们将详细介绍卧式加工中心刀库的安全操作及保养规程。
1. 刀具选择及清洁选择合适的刀具可以大幅度提升生产效率和保证切削质量。
在使用新刀具时,首先应清洗干净刀具和刀夹,使其符合生产要求。
同时,在更换刀具时,要将卡盘切断电源,待工具定位好后,再将电源接通。
2. 刀具把紧在卧式加工中心的使用过程中,刀具把紧是至关重要的。
在常规使用中,要求刀具必须紧固,则当需要卸下刀具时,需要清洁外面和里面的部位,并且需要检查各个凸轮的运动情况,有必要精确定位才可以卸下。
然后,使用螺母扳手或链条绕在主轴的弧形上,用钥匙启动紧固。
3. 刀具校对刀具的校对是卧式加工中心中一个不可缺少的程序。
在使用过程中,不同的刀具会有不同的长度、直径和圆心距,应确保其偏移量在允许范围内,具体的方法可以通过测量两个刀具的半径差、写入机床膨胀系数和较好的运动准确性来实现。
4. 刀具管理合理的刀具管理可以大大地增加生产效率。
首先,我们应确定合适的刀具柜,维护标准化和数量化管理。
其次,为了方便管理,我们还可以将刀具柜标识为“加工粗糙度”,“适用材料”等等,这样就可以在下一次使用之前更好地安排工具和材料。
同时卸下及重新装配刀具时,应确保刀座的正确集中和固定。
5. 刀具保养在日常的生产过程中,刀具受到的磨损是不可避免的。
为了延长刀具的寿命,我们必须对其进行适当的保养。
在使用过程中,经常润滑并放置在同一地方,以防止刀具损坏。
6. 刀库保养刀库也是需要维护的一部分。
在生产过程中,切割液或金属粉屑会在刀库的缝隙和角落中积聚,应定期检查并清理它们,以防止阻塞和损坏。
在处理时,使用专门的工具和专用设备,并为其定期维修,以确保其正常运行。
机械加工中心链式刀库设计简介本文档旨在介绍机械加工中心链式刀库的设计原理和相关要点。
机械加工中心是一种多功能的数控机床,具有高精度、高速度和高灵活性的特点。
设计原理链式刀库是机械加工中心常用的刀具管理系统之一。
其设计原理如下:1. 链条结构:链式刀库通过链条将各个刀位连接起来,形成一个闭合循环的结构。
链条由高强度材料制成,具有足够的承载能力和耐磨性。
链条结构:链式刀库通过链条将各个刀位连接起来,形成一个闭合循环的结构。
链条由高强度材料制成,具有足够的承载能力和耐磨性。
2. 刀位安装:每个刀位固定在链条上的一个环状槽中,通过螺栓或夹紧装置固定在位置上。
刀位的数量可以根据需求进行调整,增加或减少链条上的刀位数目。
刀位安装:每个刀位固定在链条上的一个环状槽中,通过螺栓或夹紧装置固定在位置上。
刀位的数量可以根据需求进行调整,增加或减少链条上的刀位数目。
3. 链条传动:链条运行时,可以通过链条传动装置实现链条的运动。
在链式刀库设计中,通常采用伺服电机、减速器和链轮等来带动链条的运转。
链条传动:链条运行时,可以通过链条传动装置实现链条的运动。
在链式刀库设计中,通常采用伺服电机、减速器和链轮等来带动链条的运转。
设计要点在设计机械加工中心链式刀库时,需要注意以下要点:1. 刀具容量:根据加工需求和刀具种类确定刀库的刀位容量。
刀位容量应满足机械加工中心的生产要求,同时考虑机床结构和尺寸的限制。
刀具容量:根据加工需求和刀具种类确定刀库的刀位容量。
刀位容量应满足机械加工中心的生产要求,同时考虑机床结构和尺寸的限制。
2. 刀位布局:合理安排刀位的位置,使得刀具易于调取和更换。
根据加工工序的需要,将常用的刀具安排在靠近工作台的位置,提高切换效率。
刀位布局:合理安排刀位的位置,使得刀具易于调取和更换。
根据加工工序的需要,将常用的刀具安排在靠近工作台的位置,提高切换效率。
3. 刀位标识:给每个刀位进行清晰的标识,便于操作人员识别和调取刀具。
关于加工中心刀库的基本知识知识The final revision was on November 23, 2020刀库-概述刀库刀库系统是提供自动化加工过程中所需之储刀及换刀需求的一种装置;其自动换刀机构及可以储放多把刀具的刀库;改变了传统以人为主的生产方式。
藉由电脑程式的控制,可以完成各种不同的加工需求,如、、镗孔、等。
大幅缩短加工时程,降低生产成本;这是刀库系统的最大特点。
近年来刀库的发展已超越其为工具机配件的角色,在其特有的技术领域中发展出符合工具机高精度、高效能、高可靠度及多工复合等概念之产品。
其产品品质的优劣,关系到工具机的整体效能表现。
刀库-主要构件刀库主要是提供储刀位置,并能依程式的控制,正确选择刀具加以定位,以进行刀具交换;换刀机构则是执行刀具交换的动作。
刀库必须与换刀机构同时存在,若无刀库则加工所需刀具无法事先储备;若无换刀机构,则加工所需刀具无法自刀库依序更换,而失去降低非切削时间的目的。
此二者在功能及运用上相辅相成缺一不可。
刀库-分类刀库的容量、布局,针对不同的机,其形式也有所不同,根据刀库的容量、外型和取刀方式可概分为以下几种:1、斗笠式刀库一般只能存16~24把刀具,斗笠式刀库在换刀时整个刀库向主轴移动。
当主轴上的刀具进入刀库的卡槽时,主轴向上移动脱离刀具,这时刀库转动。
当要换的刀具对正主轴正下方时主轴下移,使刀具进入主轴锥孔内,夹紧刀具后,刀库退回原来的位置。
2、圆盘式刀库圆盘式刀库通常应用在小型立式综合加工机上。
"圆盘刀库"一般俗称"盘式刀库",以便和"斗笠式刀库"、"链条式刀库"相区分。
圆盘式的刀库容量不大,顶多二、三十把刀。
需搭配自动换刀机构ATC(AutoToolsChange)进行刀具交换。
3、链条式刀库链条式刀库的特点是可储放较多数量之刀具,一般都在20把以上,有些可储放120把以上。
它是藉由链条将要换的刀具传到指定位置,由将刀具装到主轴上。
换刀动作均采用马达加机加工中心使用的刀库最常见的形式是圆盘式刀库和机械手换刀刀库。
刀库-特点 刀库一、圆盘式刀库特点圆盘式刀库应该称之为固定地址换刀刀库,即每个刀位上都有编号,一般从1编到12、18、20、24等,即为刀号地址。
操作者把一把刀具安装进某一刀位后,不管该刀具更换多少次,总是在该刀位内。
1、制造成本低。
主要部件是刀库体及分度盘,只要这两样零件加工精度得到保证即可,运动部件中刀库的分度使用的是非常经典的“马氏机构”,前后、上下运动主要选用气缸。
装配调整比较方便,维护简单。
一般机床制造厂家都能自制。
2、刀号的计数原理。
一般在换刀位安装一个无触点开关,1号刀位上安装挡板。
每次机床开机后刀库必须“回零”,刀库在旋转时,只要挡板靠近(距离为左右)无触点开关,就默认为1号刀。
并以此为计数基准,“马氏机构”转过几次,当前就是几号刀。
只要机床不关机,当前刀号就被记忆。
刀具更换时,一般按最近距离旋转原则,刀号编号按逆时针方向,如果刀库数量是18,当前刀号位8,要换6号刀,按最近距离换刀原则,刀库是逆时针转。
如要换10号刀,刀库是顺时针转。
机床关机后刀具记忆清零。
3、固定地址换刀刀库换刀时间比较长国内的机床一般要8秒以上(从一次切削到另一次切削)。
4、圆盘式刀库的总刀具数量受限制,不宜过多,一般40#刀柄的不超过24把,50#的不超过20把,大型龙门机床也有把圆盘转变为链式结构,刀具数量多达60把。
二、机械手刀库特点机械手刀库换刀是随机地址换刀。
每个刀套上无编号,它最大的优点是换刀迅速、可靠。
1、制造成本高。
刀库有一个个刀套链式组合起来,机械手换刀的动作有凸轮机构控制,零件的加工比较复杂。
装配调试也比较复杂,一般由专业厂家生产,机床制造商一般不自制。
2、刀号的计数原理。
与固定地址选刀一样,它也有基准刀号:1号刀。
但我们只能理解为1号刀套,而不是零件程序中的1号刀:T1。
系统中有一张刀具表。
它有两栏。
一栏是刀套号,一栏是对应刀套号的当前程序刀号。
假如我们编一个三把刀具的加工程序,刀具的放置起始是1号刀套装T1(1号刀),2号刀套装T2,3号刀套装T3,我们知道当主轴上T1在加工时,T2刀即准备好,换刀后,T1换进2号刀套,同理,在T3加工时,T2就装在3号刀套里。
一个循环后,前一把刀具就安装到后一把刀具的刀套里。
数控系统对刀套号及刀具号的记忆是永久的,关机后再开机刀库不用“回零”即可恢复关机前的状态。
如果“回零”,那必须在刀具表中修改刀套号中相对应的刀具号。
3、机械手刀库换刀时间一般为4秒(从一次切削到另一次切削)。
4、刀具数量一般比圆盘刀库多,常规有18、20、30、40、60等5、刀库的凸轮箱要定期更换起润滑、冷却作用的油。
刀库-使用选择 两种刀库形式各有优缺点。
选择哪一种常规选择大家关注两点:一是价格,二是使用场合。
价格:以40#刀库20把刀为例。
圆盘式刀库价格约为万,机械手刀库为万。
使用场合:一般单件小批量生产用圆盘式刀库为好,大批量生产用机械手刀库。
另外大家也知道机械手刀库可靠性比圆盘式刀库高,但圆盘式刀库维护保养简单方便。
其实还有几点大家容易忽略。
1、圆盘式刀库的刀柄在刀库内放置时7:24的锥面是敞开的,无保护,时间久了或车间环境恶劣,锥面易脏。
影响刀具的重复安装精度。
而机械手刀库的刀套包容全部锥面,不易脏。
特别对精镗刀的镗孔精度稳定性有好处。
2、机械手刀库对刀具重量要求严格,一旦超重,刀具会从机械手中甩出去,易出危险。
长度也必须在要求范围内,机械手旋转时所占的空间比较大,编程者须计算换刀是否会碰夹具等。
3、圆盘式刀库从使用上讲,刀具应在圆盘周围均匀放置,尽可能使质量重心在圆盘中心。
以延长刀库使用寿命。
4、从承重的角度讲,圆盘式刀库的刀柄以40#和30#比较好,50#的刀柄最好选机械手刀库。
5、刀库在使用大直径刀具(大于相邻刀位的最大直径)时处理比较麻烦。
要么每一把刀具间隔位置都一样。
要么通过PLC专门辟出几个刀套位作为“特区”。
刀库-故障情况 圆盘式刀库的故障概率比机械手刀库高,易损件主要是“马式机构”(马氏机构就是"机械原理"中讲述的一种间歇机构,是纯机械机构.)中拨叉上的滚针轴承损坏,如果刀库长时间满载或者偏重运行。
那导轨副会磨损、圆盘中心的轴承也会磨损。
但是更换都是比较方便的。
机械手刀库主要是靠凸轮机构完成换刀动作的,简单、可靠。
平时只要按时更换凸轮箱里的油即可。
使用寿命长。
如果凸轮槽磨损到一定程度后不更换,刀库就不能用了。
的结构,此设计之结构简单、动作快速、确实、可靠,但是价格较高,通常为客制化产品。
刀库-速度指标刀库1、衡量换刀速度的方法主要有二种:1)刀到刀换刀时间(TtoT)2)切屑到切屑换刀时间(CtoC)。
由于到切屑换刀时间基本上就是综合加工机两次切削之间的时间,反映了综合加工机换刀所需的辅助时间,因此切屑到切屑换刀时间应是衡量综合加工机效率高低的最直接指标。
而刀到刀换刀时间则主要反映自动换刀装置本身性能的好坏,适合作为工具机自动换刀装置的性能指标,这两种方法通常用来评价换刀速度。
至于换刀时间多少才算得上是高速工具机,并没有确定的指标,在技术条件可能的情况下,应尽可能提高换刀速度。
2、提高换刀速度的基本原则工具机的换刀装置,通常由刀库和换刀机构组成,有些应用臂换刀,有些换刀方式并不需要机械手臂,刀库的形式和摆放位置也不一样。
为了适合高速运动的需要,高速工具机在结构上已和传统的工具机不同。
以刀具运动进给为主,减小运动工件的质量,已成为高速工具机设计的主流。
因此,设计换刀装置时,要充分考虑到高速工具机的结构特征。
3、提高换刀速度的主要技术方法适合于工具机的快速技术主要有以下几个方面:在传统自动换刀装置的基础上提高动作速度,或采用动作速度更快的机构和驱动元件。
例如,机械凸轮结构的换刀速度高于液压和气动结构。
根据高速工具机的结构特点设计刀库和换刀装置的形式和位置。
例如,传统工具机的刀库和换刀装置多装在立柱一侧,在高速工具机则多为立柱移动的进给方式,为减轻运动件质量,刀库和换刀装置不宜再装在立柱上。
采用新方法进行刀具快速交换,不用刀库和机械手方式,而改用其它方式换刀。
例如不用换刀,用换主轴的方法。
使用适合于高速工具机的刀柄。
如HSK刀柄质量轻,装卸刀具的行程短,可以使自动换刀装置的速度提高。
快速自动换刀装置采用HSK空心短锥柄刀是发展的趋势。
刀库-自动换刀系统自动换刀系统是工具机的重要组成部分,主要是将加工所需刀具,从刀库中传送到主轴夹持机构上。
刀具夹持元件的结构特性及其与工具机主轴的联结方式,将直接影响工具机的加工性能。
刀库结构形式及刀具交换装置的工作方式,则会影响工具机的换刀效率。
自动换刀系统本身及相关结构的复杂程度,又会对整机的成本产生直接影响。
数控工具机的自动换刀系统大概分为1.油压机构2.气压机构3.电气式凸轮机构。
在不断追求速度及可靠性提升的数控工具机市场,凸轮式换刀机构就广泛的被采用。
此设计只用一个驱动马达就可完成复杂的换刀动作,快速确实,除了换油外没有其他消耗零件及保养需求,故障率最少,寿命超过百万次以上。
一般具有装置者都有ATC臂。
换刀时若是需要在刀具库与主轴两处更换,则需要ATC臂来补助。
但有些工具机并不需要ATC臂即可完成换刀动作。
刀库-安装调试调节板的接地端绝对不可以和外部+24V电源的0V端相连,否则将会使内部的-9V电源取消,导致调节板无法正常工作。
因调节板和比例阀距离很远,因此阀芯位置反馈信号线必须使用带屏蔽的电缆。
阀芯位置反馈信号uf在刀库不转时输出必须调节到uf=0,调节用比例阀的调节螺钉进行,以保证同样的给定电压正反转速度一致。
阀芯位置反馈中的移动铁芯在比例阀中是借助弹簧复位的,使用年代较长的机床应更换相同规格的弹簧,以防止由于老化而带来的转速不稳。
对于零速给定单元的调整应注意,不可使ud的幅值太大,只要保证Y1、Y2在停止时保持热态就可以了。
(一般取。
刀库正常工作前(如维修或初始安装后)必须用示波器实测PWM调制器是否已正常起振,并将uc端波形相比较,其幅值和频率对控制系统的工作都至关重要,误差应保证在10%以内,必要时用R29调整。
刀库-发展趋势未来工具机产业的发展,均以追求高速、高精度、高效率为目标。
随着的提高,切削时间的不断缩短,对换刀时间的要求也在逐步提高;换刀的速度已成为高等级工具机的一项重要指标。
快速自动换刀技术是以减少辅助加工时间为主要目的,综合考虑工具机的各方面因素,在尽可能短的时间内完成刀具交换的技术方法。
一般强调换刀速度快的卧式机台,皆有几个特点:1.刀臂短2.刀臂不一定成直线3.两刀可能互相垂直4.凸轮箱小且可移动。