盘式刀库机构分析

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1、盘式刀库机构分析　　　1盘式刀库机构组成　　盘式刀库机构主要由动力传动装置，刀盘，机械手等主要部件组成。　　1.1动力传动装置　　主要由交流伺服电机经过减速机构，带动齿圈，使之与齿圈通过螺栓连结的12个工位刀盘旋转。可以通过数控系统对电机进行控制，实现需要的转速。　　1.2刀盘设计　　刀盘通过螺栓与齿圈连接固定，由刀库的传动装置驱动齿圈，带动刀盘旋转，实现自动换刀过程的选刀和定位。刀盘有12个工位，每个工位安装一组2个刀夹定位块，每组定位块上均可放置所需的刀夹，刀具。　　1.3机械手设计　　机械手由机械手臂和手指2部分组成。机械

2、手臂在液压的控制下带动机械手指进行工作。推拉油缸右端的送刀进油口来油时，推动活塞带动机械手手臂将刀架所需更换的刀夹从刀库中送出，此时左端的取刀进油口回油。同时，液压油经导向杆内的油孔作用于机械手手臂的小活塞上，推动手指钩，完成勾住刀夹的动作。推拉油缸左端的取刀进油口来油时，推动活塞带动机械手臂将刀架不需要的刀夹取回刀库，此时右端的送刀进油口回油。　　2工作原理　　盘式刀库的工作主要由机械手臂的3个位置（1.机械手臂在刀盘旋转的时候的位置；2.从刀盘取刀到将刀具送回刀盘的位置；3.将刀具从车床上取出及将刀具送到车床的位置）和机械手

3、指的放松和夹紧2种状态来实现的。　　机械手臂的定位通过位置判断开关来实现，通过无触点式接近开关来控制机械手臂的移动。换刀过程开关包括机械手初始位置判断开关，取刀到位判断开关，送刀到位判断开关3部分，选用无触点式接近开关。3个开关通过调整用安装支架固定在刀库连接板上，因结构需要，共用1个感应块，感应块分3个感应区域，每个区域对应1个开关。在结构上，把3个开关固定在与机身相连的滑轨上，以螺栓连接固定。需要调整时只需将螺栓松开将开关在滑轨上移动后再固定就可以实现初始位置，取刀位置和送刀位置的调整。而且在取，送刀的过程中直接利用无触点式

4、接近开关直接发出信号，配合反应迅速的液压系统，可以实现取，送刀动作在控制上的精确执行，完成整个换刀过程。　　3机械手臂变形分析　　机械手臂由感应块和3个无触点式接近开关控制，在理论上是可以实现合理的取，送刀动作的。但是，在取，送刀的过程中机械手臂的伸出量最大可达到400mm.而且由于针对于重型车床的配套设备，所以刀具和刀夹的质量都比较重，而这些质量基本上都是集中在液压杆上。液压杆变形情况的大小就对送到位的准确与否起到了重要作用。利用ansys软件对液压杆的变形情况进行有限元分析。用ansys软件对液压杆进行网格划分，在其两端分别

5、加载固定载荷和力F=250N.F的大小由刀头，刀夹，刀具的质量折算所得。在力F的作用下液压杆的最大变形量为1.5mm.考虑到机械手臂将刀夹及刀具送到位后机床本身还要有夹紧的过程，所以1.5mm的变形量可以满足换刀定位精度的要求，完全可以满足系统的安全性要求。