数控机床的结构资料学习教案.pptx

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1、数控机床数控机床(shknjchun)的结构资的结构资料料第一页，共58页。数控机床数控机床(shknjchun)结构示意图结构示意图第1页/共57页第二页，共58页。主轴主轴(zhzhu)驱动驱动 主轴驱动由主轴及主轴驱动由主轴及主轴箱，主传动机构，速主轴箱，主传动机构，速度计，还可能有一个齿轮度计，还可能有一个齿轮传动机构组成。对于车床，传动机构组成。对于车床，主轴通常具有一个螺纹控主轴通常具有一个螺纹控制。主轴通常是皮带传动制。主轴通常是皮带传动(p di chun dn)(p di chun dn)，能，能减小振动。减小振动。第2页/共57页第三页，共58页。主主轴轴车床车床(chch

2、ung)(chchung)主轴装有装卡主轴装有装卡装置和工件。装置和工件。铣床和钻床主轴装有刀具。铣床和钻床主轴装有刀具。主轴刚性尽可能的好，这样承受主轴刚性尽可能的好，这样承受沉重的负载时不会发生变形。沉重的负载时不会发生变形。对于主轴的外形和功能，具有一对于主轴的外形和功能，具有一系列的标准。系列的标准。主轴主轴(zhzhu)驱动驱动第3页/共57页第四页，共58页。主轴主轴(zhzhu)箱箱主轴箱通常由铸铁制成，主轴箱通常由铸铁制成，承受主轴的负荷。它必须承受主轴的负荷。它必须非常坚固非常坚固(jing)(jing)以承受以承受应力。应力。必须消除摩擦热。如果缺必须消除摩擦热。如果缺少冷

3、却液而使头架内的温少冷却液而使头架内的温度过高度过高 ，头架将扩张。这，头架将扩张。这将影响加工的精度。这种将影响加工的精度。这种现象叫作热膨胀。现象叫作热膨胀。主轴主轴(zhzhu)驱动驱动第4页/共57页第五页，共58页。主轴主轴(zhzhu)主轴主轴(zhzhu)驱动驱动第5页/共57页第六页，共58页。主传动主传动(chundng)机构机构机床机床(jchung)(jchung)的主传动的主传动机构通常是直流电机机构通常是直流电机（DCDC）或交流电机）或交流电机（ACAC）。）。主传动机构的功率能到达主传动机构的功率能到达160HP160HP（120KW120KW）。如果）。如果主传

4、动机构的速率主传动机构的速率（r/minr/min）不够，则加入齿）不够，则加入齿轮传动机构，通常是从轮传动机构，通常是从2 2个个齿轮到齿轮到4 4个齿轮的传动。个齿轮的传动。主轴主轴(zhzhu)驱动驱动第6页/共57页第七页，共58页。速速度度计计 速度计是一个测量装置，速度计是一个测量装置，显示显示CNCCNC系统当前系统当前(dngqin)(dngqin)主轴的主轴的r/minr/min值。值。主轴主轴(zhzhu)驱动驱动第7页/共57页第八页，共58页。螺纹螺纹(luwn)控控制制 车床的螺纹切削车床的螺纹切削(qixio)(qixio)，主轴和丝杆必须同步。因为要，主轴和丝杆必

5、须同步。因为要同步，螺纹控制需要提供同步，螺纹控制需要提供CNCCNC系统所需的数据。系统所需的数据。主轴主轴(zhzhu)驱动驱动第8页/共57页第九页，共58页。进给机构进给机构(jgu)滑板通过进给机构起动。主滑板通过进给机构起动。主要组件有具有导轨的滑鞍，滚珠要组件有具有导轨的滑鞍，滚珠丝杆（在丝杆（在NCNC机床上），进给传机床上），进给传动使用的传动带和滑动离合器。动使用的传动带和滑动离合器。另外另外(ln wi)(ln wi)，每个轴有它们自，每个轴有它们自己的测量系统。己的测量系统。第9页/共57页第十页，共58页。传动传动(chundng)机构机构 伺服传动伺服传动(chun

6、dng)(chundng)机机构通常用于机床的进给传动构通常用于机床的进给传动(chundng)(chundng)。辅助传动。辅助传动(chundng)(chundng)装置包括一台伺装置包括一台伺服电机和一个电子控制模块。服电机和一个电子控制模块。直流和交流电机均被用于进给直流和交流电机均被用于进给传动传动(chundng)(chundng)。通过一条齿形带，功率通过一条齿形带，功率完成从进给驱动装置到滚珠丝完成从进给驱动装置到滚珠丝杆的传输。杆的传输。进给机构进给机构(jgu)第10页/共57页第十一页，共58页。滑动滑动(hudng)离合离合器器 滑动离合器与滚珠丝杆滑动离合器与滚珠丝杆

7、有关。在碰撞时，减小进给有关。在碰撞时，减小进给驱动的损害。在任何时候滑驱动的损害。在任何时候滑鞍碰撞到障碍时，可以使进鞍碰撞到障碍时，可以使进给驱动停止（比如：由于一给驱动停止（比如：由于一个程序错误造成的障碍）。个程序错误造成的障碍）。2 2个极限开关被安装在个极限开关被安装在每个滑鞍上，使每个滑鞍上，使CNCCNC系统确系统确认移动认移动(ydng)(ydng)的终端。的终端。进给机构进给机构(jgu)第11页/共57页第十二页，共58页。滚珠滚珠(gnzh)丝丝杆杆 通过此装置通过此装置(zhungzh)(zhungzh)驱动滑鞍。运驱动滑鞍。运动高度精确并且运动平稳。动高度精确并且运

8、动平稳。进给机构进给机构(jgu)第12页/共57页第十三页，共58页。滚珠滚珠(gnzh)丝杆丝杆原理原理 在在丝丝杆杆和和螺螺母母上上加加工工有有弧弧形形螺螺旋旋槽槽，当当把把它它们们套套装装在在一一起起时时形形成成螺螺旋旋通通道道，并并且且在在滚滚道道内内填填满满滚滚珠珠。当当丝丝杆杆相相对对于于螺螺母母旋旋转转时时，丝丝杆杆的的旋旋转转面面经经滚滚珠珠推推动动螺螺母母轴轴向向移移动动，同同时时滚滚珠珠沿沿螺螺旋旋滚滚道道滚滚动动，使使丝丝杆杆和和螺螺母母的的滑滑动动摩摩擦擦转转变变为为滚滚珠珠与与丝丝杆杆、螺螺母母之之间间的的滚滚动摩擦。动摩擦。滚滚珠珠丝丝杆杆具具有有传传动动效效率率

9、高高、运运动动平平稳稳、寿寿命命高高、反反向向时时无无空空程程死死区区以以及及可可以以预预紧紧以以消消除除间间隙隙并并提提高高系系统统刚刚度度等等特特点点，除除了了大大型型数数控控机机床床(sh(sh kn kn j j chun)chun)因因移移动动距距离离大大而而采采用用齿齿条条或或涡涡轮轮外外，各各类类中中、小小型型数数控控机机床床(sh(sh kn kn j j chun)chun)的的直直线线运运动动进进给给系系统统普遍采用滚珠丝杆。普遍采用滚珠丝杆。进给机构进给机构(jgu)第13页/共57页第十四页，共58页。滚珠滚珠(gnzh)丝杆的结构示丝杆的结构示意图意图1丝杆丝杆2螺母

10、螺母3滚珠滚珠(gnzh)4回珠管回珠管5反向器反向器外循环式外循环式内循环式内循环式常用的滚珠循环(xnhun)方式有2种：滚珠在循环(xnhun)过程中有时与丝杆脱离接触的称为外循环(xnhun)；始终与丝杆保持接触的称为内循环(xnhun)。进给机构进给机构第14页/共57页第十五页，共58页。导导轨轨 导轨是机床的组件（比导轨是机床的组件（比如工作台），以直线移动。如工作台），以直线移动。它们必须它们必须(bx)(bx)高度精确能高度精确能承受小的磨损和摩擦，并且承受小的磨损和摩擦，并且容易润滑和维修。容易润滑和维修。运动通过调整导轨条的运动通过调整导轨条的方法被调整。方法被调整。平面

11、导轨平面导轨燕尾导轨燕尾导轨棱柱形导轨棱柱形导轨移动移动固定固定进给机构进给机构(jgu)第15页/共57页第十六页，共58页。数控机床数控机床(shknjchun)的定位的定位 数控机床根据数控机床根据(gnj)CNC(gnj)CNC系统的命令系统的命令完成相关的轴运动。控完成相关的轴运动。控制系统因此需要感应滑制系统因此需要感应滑板实际位置的信息。此板实际位置的信息。此信息通过一个位置测量信息通过一个位置测量系统提供。系统提供。第16页/共57页第十七页，共58页。NC机床机床(jchung)的的定位定位 数字式测量是以量化后的数字数字式测量是以量化后的数字形式表示被测量。得到的测量信形式

12、表示被测量。得到的测量信号通常是电脉冲形式，它将脉冲号通常是电脉冲形式，它将脉冲个数计数后以数字形式表示位移。个数计数后以数字形式表示位移。具有信号处理简单，抗干扰性强具有信号处理简单，抗干扰性强等优点。等优点。模拟式测量是以模拟量表示被模拟式测量是以模拟量表示被测量，得到的测量信号是电压或测量，得到的测量信号是电压或电流，电压或电流的大小反映位电流，电压或电流的大小反映位移量的大小。它对信号处理的方移量的大小。它对信号处理的方法法(fngf)(fngf)相对来说比较复杂，并相对来说比较复杂，并且需增加滤波器等，来提高抗干且需增加滤波器等，来提高抗干扰性。扰性。第17页/共57页第十八页，共5

13、8页。NC机床机床(jchung)的定的定位位绝对测量 测量值总是(zn sh)参考于特定的零点。相对测量 测量值总是(zn sh)参考于最后被测量的点，此点相当于零点。第18页/共57页第十九页，共58页。常用的检测常用的检测(jinc)元件元件数字式 模拟式 增量式 绝对式 增量式 绝对式 回转型光电盘、圆光栅 编码盘 旋转变压器、圆型磁尺、圆感应同步器 多极旋转变压器、三速圆感应同步器 直线型 光栅、激光干涉仪 编码尺、多通道投射光栅 感应同步器、磁尺 三速感应同步器、绝对式磁尺 第19页/共57页第二十页，共58页。位置位置(wizhi)测量方法测量方法相对位置测量相对位置测量(cli

14、ng)(cling)绝对位置测量绝对位置测量(cling)(cling)根据刀架上测量系统的位置(wi zhi)直接位置(wi zhi)测量间接位置(wi zhi)测量第20页/共57页第二十一页，共58页。相对位置相对位置(wizhi)测测量量 使用一个透镜量杆使用一个透镜量杆,它被分成非常它被分成非常(fichng)(fichng)小的距离小的距离（1/1000mm1/1000mm）。）。当一个光源和一个当一个光源和一个光电元件的传感器沿着光电元件的传感器沿着此量杆移动，脉冲被送此量杆移动，脉冲被送入到光电元件。这些脉入到光电元件。这些脉冲被计数并且提供信息冲被计数并且提供信息作为走过距离

15、的值。作为走过距离的值。光源光源光电元件光电元件透镜量杆透镜量杆扫描板扫描板聚光器聚光器位置位置(wi zhi)测量方法测量方法第21页/共57页第二十二页，共58页。绝对绝对(judu)位置测位置测量量 使用一个代码量杆，能在任何使用一个代码量杆，能在任何时候时候(sh hou)(sh hou)从量杆上读取绝对位从量杆上读取绝对位置（与机床零点有关）。置（与机床零点有关）。量杆被分成几个通道，此通道被量杆被分成几个通道，此通道被传感器扫描。传感器扫描。一个绝对测量系统不需要参考点一个绝对测量系统不需要参考点的初始数值。的初始数值。代码量杆代码量杆发光二极管发光二极管传感器传感器位置位置(wi

16、 zhi)测量方法测量方法第22页/共57页第二十三页，共58页。直接直接(zhji)位置测量位置测量位置位置(wi zhi)测量方法测量方法 将检测装置直接安放在机床拖板上，直接测量机床坐标的直线位移量，来保证得到高的准确度。作为全闭环伺服系统的位置反馈用。缺点 测量装置要和工作台行程等长，所以(suy)在大型数控机床上受到一定限制。第23页/共57页第二十四页，共58页。间接位置间接位置(wizhi)测量测量 将检测装置（透镜盘，光源，光电元件）直接安装在驱动电动机轴上或滚珠丝杆，通过检测转动件的角位移来间接测量机床坐标的直线位移。作为半闭环伺服系统的位置反馈用。优点是测量方便可靠，无长度

17、限制。缺点是测量信号中增加了由回转运动转变(zhunbin)为直线运动的传动链误差，从而影响其测量精度。位置位置(wi zhi)测量方法测量方法第24页/共57页第二十五页，共58页。自动自动(zdng)换刀装换刀装置置 在数控加工中，一些操作是不在数控加工中，一些操作是不改变工件的位置改变工件的位置(wi zhi)(wi zhi)而进行的。而进行的。因此需要一些不同的刀具。因此需要一些不同的刀具。操作者能完成刀具的更换，但是结操作者能完成刀具的更换，但是结果是增加了设置的时间。因此应该首果是增加了设置的时间。因此应该首选自动更换刀具。选自动更换刀具。对于自动更换刀具，需结合一个换对于自动更换

18、刀具，需结合一个换刀装置，使用转塔刀架或刀库。刀装置，使用转塔刀架或刀库。第25页/共57页第二十六页，共58页。刀具刀具(doj)固定件固定件铣床刀具固定件末端具有一个固位销或夹紧螺栓(lushun)，夹紧刀具到主轴上。车床一个圆柱刀具固定件被固定到转塔刀架上，进行使用。第26页/共57页第二十七页，共58页。选刀及刀具选刀及刀具(doj)识别识别刀库的选刀方式刀库的选刀方式 顺序选刀顺序选刀任意选刀任意选刀刀具刀具(doj)的识别的识别 刀具刀具(doj)编码编码刀座编码刀座编码 刀具刀具(doj)的识别方法的识别方法 记忆方式记忆方式 条形码识别条形码识别 存储器识别存储器识别第27页/

19、共57页第二十八页，共58页。顺序顺序(shnx)选刀选刀 刀库中的刀具位置严格按所需加工零件的加工顺序排列，加工时按顺序调刀。优点：刀库的驱动和控制(kngzh)简单，无需刀具识别装置，维护简单。缺点：加工不同的工件时必须重新调整刀库中的刀具顺序，操作繁琐，降低系统的柔性。加工同一工件时各工序的刀具不能重复使用，增加了刀具数量和刀库存储量，而且由于刀具的尺寸误差也容易造成加工精度的不稳定。为避免加工事故，操作人员必须在加工前仔细检查刀具的排列顺序。这种方式适合加工批量较大、工件品种数量较少的中小型自动换刀数控机床。选刀选刀第28页/共57页第二十九页，共58页。任意任意(rny)选刀选刀 需

20、预先将刀库中的每把刀具（或每个刀座）进行编码，使之具有可识别的代码。因此刀具在刀库中的位置不必按照零件的加工顺序排列。换刀时，通过刀具或刀座识别装置来识别和选择所需的刀具。优点：刀库中刀具的排列顺序与加工零件的加工顺序无关，增加了系统的柔性。同一工具可供不同工件、不同工步共同使用，减少刀具数量(shling)和刀库存储量。缺点：需设置刀具识别装置，使刀库的控制与驱动复杂。需对刀具或刀座编码，增加了辅助工作量。维护比顺序选刀方式要复杂。这种方式适合于多品种小批量的随机生产，并可加工较复杂的零件。选刀选刀第29页/共57页第三十页，共58页。刀具刀具(doj)编码编码 此方式对每把组装刀具都进行此

21、方式对每把组装刀具都进行二进制编码，并设法把此编码信二进制编码，并设法把此编码信息的载体以某种方式固定在刀具息的载体以某种方式固定在刀具上，由于各种刀具的夹头相同而上，由于各种刀具的夹头相同而几何形状和尺寸不同，为便于识几何形状和尺寸不同，为便于识别，一般都把代码别，一般都把代码(di m)(di m)信息载信息载体固定在组装刀具的夹头上。这体固定在组装刀具的夹头上。这样刀具可随机存放在任意刀座内，样刀具可随机存放在任意刀座内，但刀具夹头必须专门设计和制造。但刀具夹头必须专门设计和制造。由于每把刀具都带有专用的编由于每把刀具都带有专用的编码，使刀具的长度加长，制造困码，使刀具的长度加长，制造困

22、难，刀具刚度降低，同时使得刀难，刀具刚度降低，同时使得刀库和机械手的结构也变得复杂。库和机械手的结构也变得复杂。刀具刀具(doj)识别识别第30页/共57页第三十一页，共58页。刀座编码刀座编码(binm)此方式对刀库的每个此方式对刀库的每个刀座进行编码，并将此刀座进行编码，并将此编码信息的载体以某种编码信息的载体以某种方式固定在各相应的刀方式固定在各相应的刀座上便于座上便于(biny)(biny)识别的识别的地方。地方。此方式只识别刀座不此方式只识别刀座不识别刀具。因此各刀具识别刀具。因此各刀具必须必须“对号入座对号入座”，已使用，已使用过的刀具也需放回刀库过的刀具也需放回刀库原来的刀座中，

23、否则将原来的刀座中，否则将发生错误和混乱。发生错误和混乱。刀具刀具(doj)识别识别第31页/共57页第三十二页，共58页。刀具刀具(doj)的识别方法的识别方法 刀具编码的识别方法刀具编码的识别方法有接触式和非接触式两类。有接触式和非接触式两类。前者的编码信息载体和前者的编码信息载体和识别装置有磨损问题，因识别装置有磨损问题，因而当前主要采用非接触式。而当前主要采用非接触式。通常通常(tngchng)(tngchng)应用电磁应用电磁感应或光电原理实现代码感应或光电原理实现代码的识别。的识别。此外，图像识别技术也此外，图像识别技术也开始用于刀具识别中。开始用于刀具识别中。第32页/共57页第

24、三十三页，共58页。记忆记忆(jy)方式方式 把刀具号和刀库上存刀位置（地址）对应地记忆把刀具号和刀库上存刀位置（地址）对应地记忆在数控系统的计算机存储器或可编程序控制器的存在数控系统的计算机存储器或可编程序控制器的存储器内。刀库上安装位置检测装置，刀库上每个存储器内。刀库上安装位置检测装置，刀库上每个存刀位置（地址）都可通过位置检测装置测出。每次刀位置（地址）都可通过位置检测装置测出。每次换刀的同时改变存储器内容，始终跟踪记忆哪号刀换刀的同时改变存储器内容，始终跟踪记忆哪号刀具放于哪个存刀位置（地址）。具放于哪个存刀位置（地址）。这样刀具可任意取出并送回，而且刀具本身不必这样刀具可任意取出并

25、送回，而且刀具本身不必设编码元件，省去编码识别装置，使控制大为简化。设编码元件，省去编码识别装置，使控制大为简化。刀库上还设有机械原点，使每次选刀时就近选取刀库上还设有机械原点，使每次选刀时就近选取(xunq)(xunq)，如对于盘式来说，每次选刀运动或正转或，如对于盘式来说，每次选刀运动或正转或反转都不会超过反转都不会超过180180。刀具刀具(doj)识别方法识别方法第33页/共57页第三十四页，共58页。条形码识别条形码识别(shbi)刀具编码与刀具预调工作相结合。预调时，即对刀具进行编码，并通过与预调装置相连的打印机打印出条形码表，由操作者贴到刀具上，然后将刀具投入系统。选刀时，用条形

26、码阅读器进行精确的刀具识别。编码作业简单，但由于目前大部分机床安装(nzhung)刀具的操作仍然由人工完成，装错的可能性仍然存在。另外，在较脏的环境下，条形码容易从工具上脱落。刀具刀具(doj)识别方法识别方法第34页/共57页第三十五页，共58页。存储器识别存储器识别(shbi)在刀具上埋入一种以硅片为基本元件的刀具数据载在刀具上埋入一种以硅片为基本元件的刀具数据载体，用以存储刀具编码及其他特征数据（一般每个载体能体，用以存储刀具编码及其他特征数据（一般每个载体能够存储够存储6464个刀具特征）。这种装置的优点个刀具特征）。这种装置的优点(yudin)(yudin)是一是一旦刀具准备好，就可

27、以用于系统中任意一台机床的任何刀旦刀具准备好，就可以用于系统中任意一台机床的任何刀位上，而不需要位上，而不需要“对号入座对号入座”。缺点是存储次数太多会降低刀具数据载体的寿命。一缺点是存储次数太多会降低刀具数据载体的寿命。一般在刀具数据载体的寿命期限内，可以进行一万多次存储般在刀具数据载体的寿命期限内，可以进行一万多次存储循环。循环。此方法可存储信息量多，使用也较方便可靠。此方法可存储信息量多，使用也较方便可靠。刀具刀具(doj)识别方法识别方法第35页/共57页第三十六页，共58页。自动自动(zdng)换刀装置类型换刀装置类型类别型式 特点 适用范围 转塔式 回转刀架 多为顺序换刀，换刀时间

28、短、结构简单紧凑、容纳刀具较少 各种数控车床，数控车削加工中心 转塔头 顺序换刀，换刀时间短，刀具主轴都集中在转塔头上，结构紧凑。但刚性较差，刀具主轴数受限制 数控钻、镗、铣床 刀库式 刀具与主轴之间直接换刀 换刀运动集中，运动部件少。但刀库容量受限。各种类型的自动换刀数控机床，尤其是对使用回转类刀具的数控镗、铣床类立式、卧式加工中心机床，要根据工艺范围和机床特点，确定刀库容量和自动换刀装置类型 用机械手配合刀库进行换刀 刀库只有选刀运动，机械手进行换刀运动，刀库容量大 第36页/共57页第三十七页，共58页。回转回转(huzhun)刀刀架架 回转刀架是一种最简单的自回转刀架是一种最简单的自动

29、换刀装置，常用于数控车床。根动换刀装置，常用于数控车床。根据不同的加工对象，它可以设计成据不同的加工对象，它可以设计成四方刀架、六角刀架等多种形式。四方刀架、六角刀架等多种形式。回转刀架可在回转轴径向和轴回转刀架可在回转轴径向和轴向安装向安装(nzhung)(nzhung)或夹持各种不同或夹持各种不同用途的刀具，通过回转刀架的转位用途的刀具，通过回转刀架的转位实现换刀。实现换刀。回转刀架的工位数最多可达回转刀架的工位数最多可达2020余个，但最常用的是余个，但最常用的是8 8、1010、1212和和1616工位工位4 4种。种。自动自动(zdng)换刀装置换刀装置第37页/共57页第三十八页，

30、共58页。转塔转塔(zhunt)头头 使用旋转刀具的数控机床使用旋转刀具的数控机床(sh kn j(sh kn j chun)chun)采用转塔头转位更换主轴头。这种机床的采用转塔头转位更换主轴头。这种机床的主轴头就是转塔头，在转塔的各主轴头上，根据加主轴头就是转塔头，在转塔的各主轴头上，根据加工的工序预先安装所用刀具，转塔依次转位，就可工的工序预先安装所用刀具，转塔依次转位，就可以实现自动换刀。以实现自动换刀。主轴头有卧式和立式两种，工作时只有位于主轴头有卧式和立式两种，工作时只有位于加工位置的主轴头才与主运动接通，而其他处于不加工位置的主轴头才与主运动接通，而其他处于不加工位置的主轴都与主

31、运动脱开。加工位置的主轴都与主运动脱开。转塔主轴头换刀通常只适用于工序较少，精转塔主轴头换刀通常只适用于工序较少，精度要求不太高的零件在数控机床度要求不太高的零件在数控机床(sh kn j(sh kn j chun)chun)上加工。上加工。自动自动(zdng)换刀装置换刀装置第38页/共57页第三十九页，共58页。刀库式自动刀库式自动(zdng)换换刀装置刀装置 刀库式自动换刀装置由刀库和刀具刀库式自动换刀装置由刀库和刀具交换机构组成，它是多工序数控机床上交换机构组成，它是多工序数控机床上应用最广泛应用最广泛(gungfn)(gungfn)的换刀方法。刀的换刀方法。刀库是用来存储加工刀具及辅

32、助工具的地库是用来存储加工刀具及辅助工具的地方。加工时调用所需的刀具，一个加工方。加工时调用所需的刀具，一个加工操作完成后调回刀具。操作完成后调回刀具。刀库的容量首先要考虑加工工艺的刀库的容量首先要考虑加工工艺的需要。刀库存储刀具量在需要。刀库存储刀具量在20204040把范围把范围的居多，少于的居多，少于1010把刀或超过把刀或超过6060把刀的不把刀的不常采用。常采用。自动自动(zdng)换刀装置换刀装置第39页/共57页第四十页，共58页。刀库类型刀库类型(lixng)盘式刀库链式刀库鼓轮弹仓式刀库 格子(g zi)箱式刀库 刀库刀库第40页/共57页第四十一页，共58页。盘式刀库盘式刀

33、库 结构结构(jigu)(jigu)简单，应用较多，简单，应用较多，但由于刀具环形排列，空间利用率但由于刀具环形排列，空间利用率低，因此刀具在盘中多采用双环或低，因此刀具在盘中多采用双环或多环排列，以增加空间利用率。但多环排列，以增加空间利用率。但这样做会使刀库的外径过大，转动这样做会使刀库的外径过大，转动惯量过大，选刀时间过长，因此盘惯量过大，选刀时间过长，因此盘式刀库一般用于刀具较少的刀库。式刀库一般用于刀具较少的刀库。刀具的存储量一般为刀具的存储量一般为15154040把。把。刀库刀库第41页/共57页第四十二页，共58页。盘式刀库盘式刀库以下刀库结构简单紧凑，取刀方便以下刀库结构简单紧

34、凑，取刀方便(fngbin)(fngbin)，应用广泛。，应用广泛。轴向 径向 斜向 刀具可作90翻转 为适应机床主轴电布局，刀库上刀具轴线相对于刀库轴线可以按不同方向配置，如轴向、径向和斜向。采用此结构可简化取刀动作。刀库刀库第42页/共57页第四十三页，共58页。盘式刀库盘式刀库刀库刀库第43页/共57页第四十四页，共58页。链式刀库链式刀库 结构紧凑，刀库容量较大，结构紧凑，刀库容量较大，链环的形状可以根据机床的布局链环的形状可以根据机床的布局制成各种形状，也可将换刀位突制成各种形状，也可将换刀位突出以便于换刀。当链式刀库需要出以便于换刀。当链式刀库需要增加刀具数量时，只需增加链条增加刀

35、具数量时，只需增加链条的长度即可。在一定范围的长度即可。在一定范围(fnwi)(fnwi)内，不用改变线速度和惯量。内，不用改变线速度和惯量。一般当刀具数量在一般当刀具数量在3030120120把时，多采用链式刀库。把时，多采用链式刀库。刀库刀库第44页/共57页第四十五页，共58页。链式刀库链式刀库刀库刀库第45页/共57页第四十六页，共58页。鼓轮弹仓式刀库鼓轮弹仓式刀库 此刀库结构十分紧凑，在相同(xin tn)的空间内，它的刀库容量最大，但选刀和取刀的动作较复杂。为刀具(doj)呈轴向布置的多层鼓轮式刀库，刀库容量大，需径向装、取刀。刀库刀库第46页/共57页第四十七页，共58页。格子

36、格子(gzi)箱式刀库箱式刀库 密集形的鼓轮弹仓式或格子式刀库，虽然占地面积小，结构紧凑，在相同的空间内可容纳的刀具(doj)数目较多，但是由于它的选刀和取刀动作复杂，现在已很少用于单机加工中心，多用 于柔性制造系统（FMS）的集中供刀系统。单面格子单面格子(gzi)箱式刀箱式刀库库多面格子箱式刀库多面格子箱式刀库 刀库刀库第47页/共57页第四十八页，共58页。刀具刀具(doj)交换装交换装置置刀刀具具交交换换装装置置:数数控控机机床床的的自自动动换换刀刀装装置置中中，实实现现刀刀库与机床主轴之间传递和装卸刀具的装置。库与机床主轴之间传递和装卸刀具的装置。刀刀具具的的交交换换方方式式和和它它

37、们们的的具具体体结结构构对对机机床床的的生生产产率率和和工作可靠性有着直接的影响工作可靠性有着直接的影响(yngxing)。刀具的交换装置通常有：刀具的交换装置通常有：1)利利用用刀刀库库与与机机床床主主轴轴的的相相对对运运动动实实现现刀刀具具交交换换的装置的装置2)采用机械手的刀具交换装置采用机械手的刀具交换装置第48页/共57页第四十九页，共58页。利用刀库与机床主轴利用刀库与机床主轴利用刀库与机床主轴利用刀库与机床主轴(zhzhu)(zhzhu)的相对运动的相对运动的相对运动的相对运动实现刀具交换的装置实现刀具交换的装置实现刀具交换的装置实现刀具交换的装置 此此装装置置(zhungzh)

38、(zhungzh)在在换换刀刀时时必必须须首首先先将将用用过过的的刀刀具具送送回回刀刀库库，然然后后再再从从刀刀库库中中取取出出新新刀刀具具，这这2 2个个动动作作不不可可能能同同时时进进行行，因因此此换换刀刀时时间间较较长长。此此刀刀具具交交换换装装置置(zhungzh)(zhungzh)要要求求把把刀刀库库安安置置在在主主轴轴箱箱可可以以运运动动到到的的位位置置，或或者者是是整整个个刀刀库库或或某某一一刀刀位位移移动动到到主主轴轴箱箱可可达达到到的的位位置置。刀刀库库中中刀刀具具指指向向与与主主轴轴上上装装刀刀后后刀刀具具指指向向必必须须一致。一致。优点是结构简单，换刀可靠。优点是结构简单

39、，换刀可靠。缺缺点点是是刀刀库库容容量量不不大大，换换刀刀时时间间长长。适适合合于于中中小小型型加加工工中中心心采采用。用。第49页/共57页第五十页，共58页。采用采用(ciyng)机械手的刀具机械手的刀具交换装置交换装置 此装置是由刀库、机械手（有的还有运刀装置）结合共同完成自动刀具此装置是由刀库、机械手（有的还有运刀装置）结合共同完成自动刀具(doj)(doj)交换。因为机械交换。因为机械手换刀有很大的灵活性，而且可以减少换刀时间，所以应用得最为广泛。由于有机械手的刀具手换刀有很大的灵活性，而且可以减少换刀时间，所以应用得最为广泛。由于有机械手的刀具(doj)(doj)交换装置所涉及到得

40、刀库位置和机械手的换刀动作不同时，其换刀的过程也不尽相同。交换装置所涉及到得刀库位置和机械手的换刀动作不同时，其换刀的过程也不尽相同。第50页/共57页第五十一页，共58页。第51页/共57页第五十二页，共58页。常见常见(chnjin)机械手的机械手的形式形式 单臂单爪回转式机械手 单臂双爪回转式机械手 双臂回转式机械手 机械手的手臂可回转不同角度来进行自动换刀，手臂上一个卡爪要执行刀库或主轴上的装卸刀。换刀时间较长。机械手的手臂上有2个卡爪，其中一个卡爪从主轴取下“旧刀”送回刀库，另一卡爪则由刀库取出“新刀”送到主轴。换刀时间比单爪机械手短。机械手的两臂上各有1个卡爪，2个卡爪可同时抓取刀

41、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。换刀时间较前两种单臂机械手均短，是最常用的一种形式。第52页/共57页第五十三页，共58页。常见常见(chnjin)机械手的机械手的形式形式 双机械手 双臂往复交叉式机械手 双臂端面夹紧式机械手 此种机械手相当于2个单臂单爪机械手，互相配合起来进行自动换刀。其中一个机械手从主轴上取下“旧刀”送回刀库；另一个机械手由刀库里取出“新刀”装入机床主轴。此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；另一个手臂由刀库里取出“新刀”装入机床主轴。整个机械手可沿某导轨直线移动或绕某个转轴回转，以实现刀库与

42、主轴间的运刀工作。此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以抓取刀具，这种机械手则夹紧刀柄的两个端面。第53页/共57页第五十四页，共58页。数据数据(shj)的输入的输入/输出输出手动输入手动输入(shr)存储介质存储介质输出输出(shch)装置装置第54页/共57页第五十五页，共58页。数据数据(shj)的传的传输输第55页/共57页第五十六页，共58页。直接直接(zhji)数控数控DirectNumericalControl 用计算机作为一台或多台CNC机床的部分或全部控制装置。DNC计算机必须具备以下条件：能实现双向数据传输。能删除存储程序。如果CNC系统存储性能不足，能 自动更改(gnggi)召集和传送程序的顺序。第56页/共57页第五十七页，共58页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)。第57页/共57页第五十八页，共58页。