大型刀库及自动换刀装置的研制

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1、学兔兔www.xuetutu.com字木交i赢理论，砷发，设计／翻造大型刀库及自动换刀装置的研制谭光恒f哈尔滨量具刃具有限责任公司，哈尔滨150040)1问题的提出毂带动该封闭的链式刀仓旋目前国内加工中心的刀库主要由台湾生产厂家生转，从而实现储刀及任意选刀产，绝大多数是伞式、斗笠式和圆盘式等中小型刀库，大功能。采用伺服电机驱动，有型刀库进入大陆市场的很少，且刀具重量及换刀时间等效地解决了刀库刀仓驱动力方面难以满足机床主机厂的要求，在可靠性方面也有不不足的问题，提高了旋转速小的差距。随着重型机床(如落地铣镗床、龙门机床等)需度，缩短了选刀时间，同时，提J．t蠢≥求量的增大，大型

2、刀库的需求量也必将大幅度地增加，这高了定位准停的准确性和稳一矛盾严重阻碍了我国高档数控机床的发展。因此，加快定性，可大幅度地延长链环及啊啊葺旨弱矗j2开发高档数控机床用刀库产品，特别是大型、非标刀库产换刀装置的使用寿命。品已迫在眉睫。2．2行走部件为此，我们承担了黑龙江省重点科技攻关项目《高档采用伺服电机、减速器、同步齿型带、齿轮及齿条，实数控机床用大型刀库及自动换刀装置》．经过近三年的努现输送刀具自刀仓到换刀点的功能，由于采用了伺服电力，圆满地完成了课题研制任务。机驱动，故可以灵活地控制行走速度，通过数控系统内置在研制过程中，我们主要开展了以下几方面工作：(1)的(或外挂的

3、)PLC编程处理，设置伺服电机的不同转速，采用先进的设计思想，关键件采用有限元分析，优化设计；从而改变行走部件的运动速度，提供相应的用户设定操(2)采用全新的运动传动结构，力求结构小，重量轻，lT作作界面，用户可以方便地根据刀具重量的不同，设定合适稳定；(3)采用伺服驱动技术，可根据不同的刀具重量，调的运行速度，尽可能地缩短换刀时间；相对采用液压马达整运动速度，缩短运动时间；(4)开展可靠性研究工作，建立驱动行走部件的台湾产品，换刀点定位精度高，启动和准可靠性评定体系，改进设计与制造工艺，提高工作可靠性。停平稳，可靠性高且耐用。2大型刀库及自动换刀装置的构成2．3自动换刀装置

4、大型链式刀库及自如图3、图4所示，自动换刀装置通过抓刀爪打开、夹动换刀装置构成主要包紧、抓刀爪臂伸出、缩回及分度旋转等，实现刀具的更换；括链式刀仓部件、行走该装置可以同时满足立式及卧式机床主轴的自动换刀需部件、自动换刀装置、液求。以实现龙门铣床及大型镗铣床更换主轴附件后对自压系统及自带伺服及控动换刀要求。制系统，见图1。2．链式刀仓部件链式刀仓由60个压铸铝合金链环(图2)通过心轴连接成封闭的链式结构，采用轨迹轴承作为支撑，围绕刀仓主体导轨槽移动，采用伺服电机、减速器、链轮40i机械工程师2010年第7期学兔兔www.xuetutu.com字木交；赢理论，研发，i殳计，镧造立

5、、卧转换装置见图5，采用专门设计的齿轮齿籀氛I一_条摆动油缸实现，具有转矩大、体积小，重量轻、定位准0确、可靠性高及外形美观等特点。’—■自动换刀装置全部动图6链五作由液压系统驱动。■‘■■哺_．】重善夏疆：三一2．4液压系统布材料，使受力的关键件应力分布均匀，消除应力相对集为自动换刀系统提供动力源，一般情况下，龙门式中的隐患，以此提高关键件的抗疲劳性，采用最少的材加工中心及镗铣加工中心自带液压系统为中压系统，料，实现最大的承载力。本刀库设计采用的是高压系统，故需自带一个独立的5大型刀库及自动换刀装置可靠性研究液压系统，在与用户的沟通过程中，用户觉得这样更方该可靠性试验主要研

6、究内容包括：关键件抗拉强度便些。破坏性试验、疲劳强度试验、关键零部件单因素试验、整2．5自带伺服及控制系统机多因素综合试验及现场试验，4种方式相结合进行。实应用该系统可以建立与机床通讯协议，很方便地确验室的零件抗疲劳及耐磨损试验(寿命试验)，采取大样定与机床自身数控系统的技术接口，实现刀库的全部运本(80—100)完全试验法，保证试验的可信度：进行抓刀爪动动作及速度设置，此项为可选项，用户也可应用机床自抗疲劳及工作寿命试验；链环破坏性拉伸寿命试验；分度身的数控系统实现刀库的控制与驱动。齿轮齿条啮合寿命试验。分度装置失效试验；换刀装置伸3大型刀库及自动换刀装置的工作流程缩失效试

7、验；运行加速度加载试验。将刀库及自动换刀装首先，根据设定的换刀程序，在刀仓驱动电机的置安装于数控机床，在使用条件下现场观测刀库产品寿驱动下，将下一个工序所需的刀具旋转到自动换刀命数据等。站位置。此时，自动换刀装置处于初始位置，得到机进行了试验装置的开发：抓刀爪夹持疲劳试验台；分床数控系统给出的换刀信号，自动换刀装置在行走度齿轮齿条重载、偏载试验台；液压伺服系统试验台；抓部件伺服电机的驱动下，驶入刀仓换刀准备位置，刀刀爪、链环承载强度试验台；大型链式刀库和自动换刀装仓端机械手爪打开一行走部件到刀库抓刀位置