加工中心机械手换刀与主轴凸轮松刀的联动技术.pdf

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1、功能部件加工中心机械手换刀与主轴凸轮松刀的联动技术高永强李全普李凯(大连华根机械有限公司，辽宁大连116620)摘要：N-r中心机床主轴的双凸轮联动换刀是利用电动机驱动松刀凸轮，实现主轴的松刀动作的同时带动链条传动给机械手换刀凸轮，实现换刀动作，从而使松、换刀同时完成，提高了换刀时间。关键词：~jn-r中心主轴换刀时间双凸轮联动中图分类号：TH122文献标识码：ADouble-camlinkagetechnologyappliedtospindleloosening-toolandmanipulatorchangingtoolof

2、machiningcenterGAOYongqiang，LIQuanpu，LIKai(DalianDragonMachineToolCo．，Ltd．，Dalian116620，CHN)Abstract：Thereisakindofchangingtoolwithdouble—camlinkageappliedtospindleofthehorizontalmachiningcenter，andthecamsaredrivenbymotor．Spindleloosening—too]candrivechainstomanipulat

3、orchan—gingtool，thisstructuremakesthetwoactionsbeingcompletedatthesametimeandsho~enthetimeforchangingtoo1．Keywords：MachiningCenter；Spindle；ChangeTime；Double—camLinkage机床的运行速度对于客户来说很重要，直接影响发出)——减速电动机6旋转，凸轮旋转——连杆3摆到加工工件的节拍时间。高速切削特别是有色金属加动——机械手移动(机械手拔刀)——机械手旋转工，机床的辅助时间占据

4、50％以上。缩短辅助时间就180。——连杆摆动机械手向主轴方向移动(机械手插能提高切削效率，双凸轮换刀技术可缩短换刀时间刀)(检测信号发出)——电动机停止，油缸卸油主轴40％。拉刀(检测信号发出)——电动机启动——机械手反向旋转90。(回零位)——换刀完成。1国内NT中心的换刀机构现状目前国内加T中心产品的换刀机构可分为两种：液压机械手式和凸轮机械手式。其中应用广泛的为凸轮机械手换刀，具体结构和动作循环如图1和图2。主轴松刀和刀库换刀两个动作独立完成，通过电信号控制相互完成时间和顺序。该机构可分为两部分，一部分为机械手换刀机构，另

5、一部分为主轴的松刀机构，即件1、2、3、4、5、6为换刀机构，8、9为松刀机构，其工作过程为：1一机械手；2一滑动轴；3一连杆；4一六角轴；5一复合凸轮；6一减速电动机；7一刀具；主轴移动至换刀位(系统信号发出)——减速电8一主轴；9一松刀油缸．动机6运转——复合凸轮5旋转——六角轴4旋图1凸轮机械手结构筒图转——滑动轴2旋转——机械手1旋转90。(抓刀)凸轮机械手油缸或气液增压松刀换刀时间需要(检测信号发出)——电动机6停止运转，松刀油缸93．5～5S(切削一切削)，每个动作需要一个开关检测，活塞推动主轴8中拉刀杆移动(主轴松刀

6、)(检测信号可靠性较差，易出现开关信号不稳定，换刀过程掉刀，高档数控机床基础制造装备科技重大专项“系列高速立、卧式加T中心”课题(2009ZX04001—011)·204·剖童2011~JIFuncfi0nUnits功能都件油液渗漏等故障。．／‘、．／＼／’＼‘c／。／／开关1开关2开关3开关4主轴松拉刀[二二]三二二二二二二二二二二图2动作循环图图4双凸轮换刀结构简图2双凸轮联动快速换刀装置(2)ATC机械手进出机构。其工作原理如图3所示。主轴内的刀具松拉杆在(3)ATC机械手90。回转机构。外端平面凸轮的驱动下可以完成松刀和拉

7、刀动作，支(4)ATC机械手180。回转机构。撑在床身上的复合凸轮驱动机械手部分工作。其中，(5)锁刀机构。复合凸轮中的弧面分度凸轮完成机械手的旋转，嵌在(6)主轴松拉刀机构。弧面分度凸轮侧面的平面沟槽凸轮完成机械手的直线(7)机械手开始换刀动作。在换刀前需准备下列运动。电动机运转时，刀具松拉杆外端的平面凸轮通动作：过一套传动链与复合凸轮进行联动，运转可靠，换刀时①轴和y轴处于第2参考点位置；间短。传动链由平面凸轮轴、离合器、传动轴、齿形带②z轴处于零点位置或换刀点位置；传动结构和复合凸轮轴组成。其结构简图如图4所③刀库锁定的刀具

8、，从待机刀套上被取出，待机刀示套到达主轴侧；④机械手装置处于待机状态；主轴移到换刀位系统发出信号⑤主轴处于刀具锁紧状态。电动机运转(8)换刀操作开始时ATC装置通过圆柱凸轮(机械手回转用)、平面凸轮(机械手插拔刀、防护门开闭)平面凸轮运转和主轴松拉