斗笠式刀库及换刀装置设计+文献综述(4)
2.2.3 换刀方式
在一次装夹中能完成多工序，进而可帮助减少数控机床的辅助时间，提高效率。对其有换刀时间短、定位精度高、足够的刀具容量、体积小、稳定可靠地要求。
换刀机械手：加工中心常用的刀具交换装置，灵活性大，换刀速度快。按刀具夹持器的数量可分为单臂机械手和双臂机械手。
（1）直接交换方式：由机床刀库与机床主轴的相对运动实现刀具交换，在换刀时必须先将用过的刀具送回机床刀库，然后再从机床刀库中取出新刀具，两个动作不能同时进行，因此换刀时间较长
（2）无机械手换刀方式一般适用于立式加工中心，因为其运动部件少，运动集中。但受到立式加工中心机床尺寸大小的限制，刀库鼓轮盘尺寸一般不宜太大，即刀库的容量不能太大，适用于结构上为盘式刀库的斗笠式刀库。
表2.1 自动换刀装置类型
类别形式 特 点 适 用 范 围
转
塔
式 回转刀架 多为顺序换刀，换刀时间短、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
2.2.4 刀具选择
自动换刀：按数控装置的刀具选择指令，从刀库中挑选各工序所需要的刀具。
常用的方式有：
（1）顺序选刀方式：刀具按加工工序顺序依次放入刀座内。其刀具不能重复使用，降低了利用率，但是运动简单
（2）任意选刀方式：将刀库中的刀具或者刀座进行编码，按编码选刀
本次的设计中，采用的是任意选刀方式中的刀具编码方式。这种方式是对每把刀具进行编码，由于每把刀具都有自己的代码，因此，可以存放于刀库的任一刀座中。这样刀库中的刀具在不同的工序中也就可重复使用，用过的刀具也不一定放回原刀座中，避免了因刀具存放在刀库中的顺序差错而造就的事故，同时也缩短了刀库的运转时间，简化了自动换刀控制线路。 图中，1-刀柄、2-编码环、3-锁紧螺母、4-拉杆
图2.2 刀具编码方式
2.2.5 刀库控制系统
对于自动换刀系统所要求的一次装夹完成多工序可运用可编程控制器来实现。
可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境而设计。采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型机械的生产过程；而有关的外围设备，都应按易于与工业系统连成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。
PLC的组成：
（1）中央处理单元：一般由控制器、运算器和寄存器组成。主要用来控制用户程序和数据的接收与存储；经过指令解释后按指令规定的任务进行数据传送、逻辑或算术运算等。
（2）存储器：包括系统存储器(使PLC具有基本功能)和用户存储器(包括用户程序存储器和用户数据存储器)
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