第2章圆盘式刀库自动换刀系统设计

2.1试验台总体设计

2.1.1被试圆盘刀库的结构及参数

实验室搭建试验台采用的是国内某关键功能部件生产企业生产的YP系 列圆盘刀库自动换刀系统，型号为YP40-24T ,如图2.1所示。

被试圆盘刀库的主体结构主要包括以下几个部分：1.刀盘以及刀盘旋转电机;

2. 机械手以及机械手旋转电机；3.刀套垂直与水平气缸4.刀库分度装置，控制刀 盘旋转是一个转位一个转位的旋转，且使旋转过程平滑稳健，便于完成后续刀具 的选择与定位。如图2.2所示。

该系列刀库结构相对简单，成本偏低，但换刀时间较短，可靠性比较高，且 刀库存储刀具数量一般在15到40把之间，需要和自动换刀机构进行搭配使用， 在立式加工中心中应用比较广泛。

YP40-24T型圆盘式刀库参数如下表2.1所示。

2.1.2圆盘式刀库的换刀流程

圆盘式刀库的换刀过程为：1.刀盘选刀2.刀套由水平位置到垂直位置；3. 机械手旋转完成换刀；4.刀套由垂直位置到水平位置。

换刀过程中所涉及到的执行机构有：

1. 刀盘电机Ml。控制刀盘旋转，完成选刀过程；

2. 气缸。气缸往复运动，控制刀套的垂直与水平；

3. 机械手电机M2。控制机械手旋转，完成换刀过程。

圆盘式刀库的检测元件有：

1. 定位开关以及计数开关。定位开关主要是作为起始刀号被记录，然后是 刀套每经过一次，定位一次，直至目标刀号。计数开关就是记录刀盘所转动的转 位，即分度凸轮旋转的圈数；

2. 倒刀电磁阀开关以及回刀电磁阀开关。倒刀电磁阀开关主要是用于当刀 盘旋转到目标刀号时，倒刀电磁阀通电，使倒刀回路接通，实现目标刀套倒刀。 回刀电磁阀开关主要是用于当机械手换刀动作结束后，回刀电磁阀通电，回刀回路接通，实现目标刀号回刀；

3. 倒刀磁环开关以及回刀磁环开关。倒刀磁环开关和回刀磁环开关主要是 作用在气缸上。当刀套旋转90°由水平位置到垂直位置时，此时气缸上的倒刀 磁环开关打开，倒刀回路关闭，气缸停止动作，刀套固定在垂直位置。当刀套旋 转90°由垂直位置到水平位置时，气缸上的回刀磁环开关打开，回刀回路关闭， 气缸停止动作，刀套固定在水平位置；

4. 机械手原点开关、机械手扣刀开关以及机械手刹车（停止）开关。主要 是实现机械手能够迅速可靠的完成换刀动作。

当选定目标刀号（如T12)时，刀盘会根据就近原则开始正传或者反转，刀 库定位开关记录起始位置，刀库计数定位开关开始计数。当目标刀号(T12)转到 换刀位置时，倒刀电磁阀接近开关检测到T12到达换刀位置，电磁阀得电，倒刀 回路接通，控制气缸动作，使刀套旋转90°至垂直位置，此时倒刀磁环开关打 开，倒刀回路关闭，气缸停止动作，刀套保持垂直状态。之后机械手电机得电， 控制机械手旋转65°，机械手抓刀（主轴刀柄与目标刀柄）。此时机械手扣刀开 关打开，机械手抓刀后开始下降，同时将两把刀拔下。然后机械手旋转180°， 交换主轴刀柄与目标刀柄位置，机械手开始上抬，将两把刀同时插入对应刀套中, 机械手反转65度，回到原点。此时回刀电磁阀接近开关检测到目标刀号，电磁阀得电，回刀回路接通，控制气缸动作，使刀套由垂直状态向上翻转90度，刀 套水平，此时回刀磁环开关打开，回刀通路关闭，刀套保持水平位置。完成换刀。 综上所述，圆盘式刀库换刀动作流程可由图2.4所示。

本文采摘自“加工中心盘式刀库可靠性试验方法研究”，因为编辑困难导致有些函数、表格、图片、内容无法显示，有需要者可以在网络中查找相关文章！本文由伯特利数控整理发表文章均来自网络仅供学习参考，转载请注明！