加工中心自动换刀装置.pdf

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1、加工中心自动换刀装置神龙汽车有限公司襄阳工厂(湖北430056)汪雪松加工中心是由机械设备与数控系统组成的，1．DM40ATC自动换刀装置及换刀过程说明适用于复杂零件加工的高效自动化机床。它与一东风设备制造厂生产的DM500I卧式加工中心般数控机床的显著区别是对零件进行多序加工的主轴为电主轴，配置DM40ATC换刀装置。换刀装能力，即在一次装夹中自动完成铣、镗、钻、置运动采用变频器控制三相异步电动机，通过齿轮扩、铰、攻螺纹等加工。之所以加工中Jb⋯l~够广传动带动凸轮旋转，利用凸轮机构控~I]ATC机械手泛运

2、用，是因为其能够利用刀库实现自动换刀。的旋转、进退和松夹刀具(见图1)。位置控制通因此自动换刀装置功能的好坏关系到整个加工中过传感器检查位置输入信号及延时继电器控制。心的性能。原位置一刀具拔出一换刀具一回原位置一后退端后退端前进端后退端自动换刀装置可分为五种基本形式，即转塔180~式、180。回转式、回转插入式、二轴转动式和主臂}臂^▲^，：、前^后轴直接式。按照换刀过程有无机械手参与，分成进退丫有机械手换刀和无机械手换刀两种情况。在有机械手换刀的过程中，使用一个机械手将加工完毕图1ATC机械手动作过程的刀具

3、从主轴中拔出，与此同时，另一机械手将换刀准备：刀库待调刀具移动到换刀位置，主在刀库中待命的刀具从刀库拔出，然后两者交换轴移动到换刀位置即第二原点，主轴定向。换刀条位置，完成换刀过程。无机械手换刀时，刀库中件满足后，ATC执行换刀动作。刀具存放方向与主轴平行，刀具放在主轴可到达ATC动作步骤：①ATC机械手在原位。②ATC位置换刀时，主轴移到刀库换刀位置，利用主轴机械手顺时针旋转90。，主轴松开刀具，ATC夹紧刀具。③ATC机械手前进到位。④ATC机械手顺将加工用毕刀具插人刀库中要求的空位处，然后刀库中待换刀具

4、转到待命位置。主轴将待用刀具时针旋转180。。⑤ATC机械手后退到位，主轴夹紧刀具，ATC松开刀具。⑥ATC机械手逆时针旋转从刀库中取出，并将刀具插人主轴。90。返回原位。目前神龙公司襄阳工厂卧式加工中心换刀方法主要有两种：①主轴直接从刀库取刀，这种方2．ATC机械动作原理式主要在COMAU、MAKIO等加工中心上。②通(1)ATC机械手的旋转运动机构1：凸轮沟过换刀装置机械手交换主轴和刀库中的刀具，这槽+机械手驱动轴上6个滚轮轴承。如图2、图3所种方式主要在NTC、DFMTP等加工中心上。示，凸轮旋转时，通

5、过外圆面上的沟槽，带动ATC本文结合襄阳工厂缸体L3线应用实例，对东机械手驱动轴上的6个滚轮轴承旋转，从而将凸轮风设备制造厂DM500I型卧式加工中~DM40ATC的旋转运动转换成与之成90。的ATC机械手驱动轴自动换刀装置(以下简称ATC)的动作及控制原的旋转运动。理、现场维护维修方法进行研究与探讨。(2)ATC机械手的前进和后退运动机构2：参磊籼旺荔51沫自动化neToolsAutomation凸轮沟槽+推杆上1个滚轮轴承。如图2所示，凸轮决于R1．4(ATCARMFWD)信号，R1．4信号主要旋转时，凸

6、轮端面上的沟槽，带动推杆上的轴承在取决于R3．7(ATCDRIVECYCLE1)信号。R4．1沟槽中运动，从而将凸轮的旋转运动转换成推杆的和R4．3为调整使用，正常换刀过程中不涉及，在此来回摆动，带动ATC机械手驱动轴的前后运动。文中也不详述(见图4)。(3)ATC夹刀和松刀机构3：凸IR00014R00015R01t25YO000lY00000l卜—卜———／f——卜———午——————————————————————ATCFWD轮外圆面凸台+1个轴承+连杆机构。如lFAwTCDARMBAwTCDARM棚I

7、NVcC0ONFATC。m刚。I图2、图3所示，凸轮旋转时，凸轮外圆面上的凸台推动机械手驱动轴中心的夹刀杆动作，克服弹簧力，从而将刀具松开；当凸台转过轴承时，由于弹簧力，夹刀杆将往回拉，夹刀杆与卡刀舌头的锥面配合，将刀具夹紧。1．机构32．推杆3．机构24．刀杆5．卡舌头后，R101．0有信号，ATC机械手停止运动，同6．机械手驱动轴7l机构1时，R4．5接通后经过T10主轴开始松刀，并保持松刀状态，刀具松开后，松刀信号X2．1(TOOL旋转用凸轮槽松刀用凸轮UNCLAMP)有信号，R101．0信号断开，AT

8、C机械手停止解除，ATC机械手继续运动，直至ATC循环过程中满足下一次停止条件(见图5)。ATc动作步骤⑤ATC机械手后退到位过程中，第二次停止条件X2．6(ATCARMRECOVERPOSITION)有信号且ATC机械手循环三完成信号R4．7有信号，经过定时器T9延时(默认值为3．电气程序控制原理24ms)后R101．0有信号，ATC机械手停止运动。同在自动的ATC循环过程中，电动机的启动由时R1