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你對加工中心自動換刀裝置的了解有多少

發布時間:2021-05-27 點擊次數:270
  數控機床是一種通過數字信息控制機床按給定的運動軌跡,進行自動加工的機電一體化的加工裝備。經過半個世紀的發展,數控機床已是現代制造業的重要標志之一。
 
  加工中心是數控機床的一種,是現代工件在加工過程中所采用的高精機械。現有的技術水平一度成為企業現代化程度的重要標志,也成為現在制造行業的發展方向。同時也是機床系列中的重要機型構成,使用范圍廣泛。數據采集系統是機床監控系統的前端子系統與關鍵構成部分的組成,數據采集系統的設計效果決定著監控系統的數據有效性能。
 
  加工中心是柔性加工生產線上重要的設備,是高度機電一體化的產品,工件裝夾后,數控系統能控制機床按不同工序自動選擇、更換刀具、自動對刀、自動改變主軸轉速、進給量等,可連續完成鉆、鏜、銑、鉸、攻絲等多種工序,因而大大減少了工件裝夾時間、測量和機床調整等輔助工序時間,對加工形狀比較復雜,精度要求較高,品種更換頻繁的零件具有良好的經濟效果。
 
  其自動換刀裝置主要分為直接換刀方式、機械手換刀方式和轉塔頭方式三種類型:
 
  (1)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,一般較多應用于加工曲軸類等細長類工件且需要完成多道工序的零件。
 
  轉塔頭方式的自動換刀裝置又分為轉塔刀架換刀和磚塔主軸頭換刀兩種方式。轉塔刀架換刀方式是在轉塔主軸上安裝環裝刀架,不同刀具依次排列在刀架上,通過轉塔頭的旋轉,實現自動換刀動作,刀具的位置,依靠刀架的旋轉分度來定位。這是一種非常簡單的自動換刀裝置,結構上具有良好的剛度,可以承受粗加工的切削力度。這種裝置對刀架旋轉的定位精度有較高的要求,如果旋轉定位精度有誤差,就無法將刀具送到準確的位置。
 
  轉塔主軸頭換刀方式也需要配備轉塔,但轉塔主軸上連接的不是刀架,而是多個不同方位,成章魚觸手狀分布的分主軸頭,每個主軸頭上事先安裝有各個工序需要使用的刀具。工作中,通過旋轉轉塔,各主軸頭按照程序指令,依次轉動到加工位置,從而實現自動換刀動作。這種換刀方式,由于各分主軸都集中在一個轉塔上,對轉塔主軸的剛度有較高的要求,刀具主軸的數量也有所限制。轉塔主軸頭換刀方式主要應用在小型立式加工中心。
 
  (2)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。
 
  按照換刀過程中刀庫是否發生位移來區分,直接換刀方式又可以分為刀庫移位方式和刀庫固定方式兩種。刀庫移位方式中,刀庫是可以移動的,在換刀前,刀庫進入換刀工作區,換刀后在退出該區域。這種換刀方式由于刀庫發生的運動較多,布局比較講究,靈活性和適應性較差。
 
  刀庫固定方式中,主要通過主軸箱的移動進行選刀。刀庫可以是保持靜止的,也可以只進行位置旋轉。前者只能進行順序選刀,適用于刀具數量較少的加工中心,而后者可以實現轉位選刀。這種選刀方式減少了刀庫的移動,可以大大簡化刀庫的設計結構,對換刀過程的控制也簡單可靠。
 
  (3)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,因此廣泛應用于大多數加工中心。
 
  如果每把刀具使用各自獨立的機械手進行切換,稱為專用換刀機械手方式;相反,多把刀具使用公用的機械手進行切換,稱為公用換刀機械手方式。后者又有轉位式換刀機械手、雙手式換刀機械手和刀具傳送用的機械手三種類型。
 
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