1、畢 業 設 計設計題目：加工中心刀具庫設計系 別： 機 械 工 程 系 專 業： 數控技術及應用1班 級： 05級數控4班 1姓 名： 黃 旭 文 1學 號： 051042024012 1設計小組：第一組(第1小組)指導教師： 鄭 旭 完成時間： 2008年5月 加工中心刀具庫系統設計系 部：機 械 工 程 系學生姓名：專業班級： 05 數 控 4 班學 號： 課題簡介題 目：加工中心刀具庫系統設計之電氣控制摘 要： 加工中心（machining center）簡稱nc，是由機械設備與數控系統組成的適用于復雜零件的高效率自動化機床。它能實現三軸或三軸以上的聯動控制，以保證刀具進行復雜表面的加工

2、。隨著科學技術的發展世界先進制造技術的興起和不斷成熟，而對作為現代制造業非常重要的加工中心提出了更高的要求，超高速切削、超精密加工等技術的應用，對加工中心的各種組成部分提出了更高的性能指標。由于加工中心備有刀具庫，大大增加了刀具的儲存容量。有利于提高主軸的剛度，獨立的刀庫，大大增加了刀具的儲存數量，有利于擴大機床的功能，并能較好的隔離各種影響加工精度的干擾因素。本設計采用plc對刀具庫系統的自動控制，自動換刀裝置在隨機換刀時只識別刀具不識別刀套，因此可以把刀具編號，并且按順序將刀具插入刀庫中對應號和刀套上。由數控系統的plc設定刀號，使刀具號和刀庫中的刀套地址對應的記在plc上，一經設定，機床

3、在以后的使用中，不論刀具在哪個刀套上plc始終記憶著它的蹤跡。簡化了控制系統的硬件和界限，減小了控制器的體積，提高了控制系統的靈活性，同時，plc有較完善的自診斷和自保護能力，可以增強系統的抗干擾能力，提高系統的可靠性。應用表明，plc的簡潔、快捷在自動換刀裝置中得到了廣泛的應用。關鍵詞：刀庫；存儲；功能；自動控制目 錄 前言1第一章、對加工中心刀具庫的選擇31.1 加工中心的組成部分31.2 刀庫的驅動及定位5第二章、刀庫的自動換刀裝置 62.1 概述62.2 換刀裝置6第三章、刀庫選刀83.1 解釋關鍵詞83.2 選刀 83.3 獲取“換刀位置”寄存器中刀具數據 12 3.4 機械手刀庫的

4、換刀13 3.5 刀套標簽和實際刀具的對應關系14第四章、換刀子程序的調用164.1 概述 164.2 換刀子程序 16第五章、液壓控制 175.1 概述175.2 加工中心部分液壓系統175.3 系統特點21第六章、結束語22參考文獻23第一章 前言數控技術的發展歷程 回顧數控技術的發展已經經歷了兩個階段，六代的發展歷程。第一個階段叫做nc階段，經歷了電子管、晶體管、和小規模集成電路三代。自1970年開始小型計算機開始用于數控系統就進入了第二個階段，叫做cnc階段，成為第四代數控系統：從1974年微處理器開始用于數控系統即發展到第五代。經過十多年的發展，數控系統從性能到可靠性都得到了根本性的

5、提高。實際上從20世紀末期直到今天，在生產中使用的數控系統大部分都是第五代數控系統。但第五代數控系統以及以前各代都是一種專用封閉的系統，而第六代開放式數控系統將代表著數控系統的未來發展方向，將在現代制造業中發揮越來越重要的作用。 數控加工中心的基本功能 帶有自動換刀刀具交換裝置（atc automatic tool change）的數控機床稱為加工中心。它通過刀具的自動交換，可以一次裝夾完成多道工序的加工，實現了工序的集中和工藝的復合，從而縮短了輔助加工時間，提高了機床的效率，減少了零件安裝、定位次數，提高了加工精度。加工中心是目前數控機床中產量最大、應用最廣的數控機床。 帶有刀具自動交換裝置

6、、能一次集中完成多種工序加工的數控加工設備。數控機床實現了中、小批量加工自動化，改善了勞動條件。此外，它還具有生產率高、加工精度穩定、產品成本低等一系列優點。為了進一步發揮這些優點，數控機床遂向“工序集中”，即一臺數控機床在一次裝夾零件后能完成多任務序加工的數控機床(即加工中心)方面發展。 鉆、鏜、銑、車等單功能數控機床只能分別完成鉆、鏜、銑、車等作業，而在機械制造工業中，大部分零件都是需要多任務序加工的。在單功能數控機床的整個加工過程中，真正用于切削的時間只占30左右，其余的大部分時間都花費在安裝、調整刀具、搬運、裝卸零件和檢查加工精度等輔助工作上。在零件需要進行多種工序加工的情況下，單功能

7、數控機床的加工效率仍然不高。加工中心一般都具有刀具自動交換功能，零件裝夾后便能一次完成鉆、鏜、銑、攻絲等多種工序加工。 我國數控系統的發展概況 在對內搞活，對外開放的方針指引下，于1980年開始引進日本就有70年代末期水平的微處理器數控系統和直流伺服拖動技術。并于1981年開始生產，到1988年又開始引進美國的ge和dynapath公司的數控系統和拖動技術，在上海市機床研究所和遼寧精密儀器廠組織生產。1985年以后，我國的數控機床的可供品種已超過300種，其中數控機床占40%，加工中心占27% ，其它品種為重型機床、鏜銑床、電加工機床、磨床、齒輪加工機床等。目前我國數控機床生產廠家共有100多

8、家，其中能批量生產的企業有42家，平均年產量4050臺，幾家重點企業年產量可以達到400700臺；數控系統生產企業約50家，但生產具有一定批量的只有8家，生產數控機床配套產品的企業共計300余家，產品品種包括八大類2000種以上。我國的數控系統分為三種類型，經濟型、普及型、和高級型。在經濟型數控系統中，我國具有很大優勢，在當前每年數千臺經濟型數控車床和電加工機床的市場上，國產數控系統占據了絕大份額。在普及型數控系統的市場上，我們正在取得進展。當然，擁有自主知識產權的數控系統在市場的開拓上仍要盡更大的力量。新開發的國產數控機床產品大部分達到國際80年代中期水平，部分達到90年代水平，在技術上也有

9、所突破，如高速主軸制造技術、快速進給、快速換刀、柔性制造、快速成型制造技術等為下一代國產數控技術的發展奠定了基礎。 數控系統的發展趨勢 國際上，數控系統的發展趨勢正朝著高速度高精度化、高可靠性、多功能化、智能化、集成化、具有開放性、網絡化數控系統、并聯機床及數控系統的方向發展。第二章 加工中心刀具庫的選擇2.1加工中心的組成部分 2.11概述加工中心分兩大部分：數控機床和刀具自動交換裝置。刀具自動交換裝置應能滿足以下幾個方面的要求： 換刀時間短； 刀具重復定位精度高； 識刀、選刀可靠，換刀動作簡單； 刀庫容量合理，占地面積小，并能與主機配合，使機床外觀完整； 刀具裝卸、調整、維護方便。刀具自動

10、交換系統由刀庫、刀具交換裝置、刀具傳送裝置、刀具編碼裝置、識刀器等五個部分組成。 2.11、刀庫刀庫存貯加工所需各種類型刀具的倉庫。它是刀具自動交換系統中的重要組成部分，具有接受刀具傳送裝置送來的刀具和將刀具給予刀具傳送裝置的功能。它的容量、布局和具體結構對整個加工中心的總體布局和性能有很大的影響，按其結構、形狀可分為以下六種： 圓盤式刀庫，又分為軸向式(刀具中心線與圓盤中心線平行)、徑向式(刀具中心線與圓盤中心線垂直)和多盤式(在一根旋轉軸上分設幾層圓盤刀庫)。 轉塔式刀庫，又分傾斜式和水平式。 鼓輪式刀庫。 鏈式刀庫。 格子式刀庫。 直線式刀庫。 應當根據被加工零件的工藝要求合理的確定刀庫

11、的存儲量。根據對車床、銑床和鉆床的所需刀具的數的統計表明，在加工過程中經常使用的刀具數目并不很多，對于鉆削加工，用14把不同的規格的刀具就可以完成約80%的加工，即使要求完成90%的工件加工，用20把刀具也就足夠了。對于銑削加工，需要的刀具更少，用4把不同規格的銑刀就能完成約90%加工，用5把不同規格的銑刀可以加工95%的工件。因此從使用角度來看，刀庫的存儲量一般為2040把較為合適，多的可達60把刀，超過60把刀的很少。采用鏈式刀庫。本次設計的刀庫容量為32把刀，為中型加工中心刀庫。 2.12、刀具交換裝置(機械手) 它的職能是將機床主軸上的刀具與刀庫或刀具傳送裝置上的刀具進行交換，其動作循

12、環為：拔刀新舊刀具交換裝刀。換刀機械手種類繁多，可以說每個廠家都推出自己的機械手，基本上換刀裝置按交換方式又分為兩類。無機械手換刀，由刀庫與機床主軸的相對運動實現換刀。在這類裝置中，刀庫一般為格子式，裝在工作臺上。換刀時，先使工作臺與主軸相對運動，將使用過的舊刀送回刀庫，然后再使工作臺與主軸相對運動一次，從刀庫中取出新刀。這種換刀方式的換刀時間長，另外刀庫設置在工作臺上，減少了工作臺的有效使用面積。采用機械手換刀，機械手刀具交換裝置，有單臂單手式機械手、回轉式單臂雙機械手、雙臂機械手、多手式機械手。特別是雙臂機械手刀具交換裝置具有換刀時間短、動作靈活可靠等優點，應用最為廣泛。雙臂機械手中最常用

13、的幾種結構有：鉤手；抱手；伸縮手；叉手。雙臂機械手進行一次換刀循環的基本動作為：抓刀(手臂旋轉或伸出，同時抓住主軸和刀庫里的刀具)；拔刀(主軸松開，機械手同時將主軸和刀庫中的刀具拔出)；換刀(手臂轉180，新、舊刀交換)；插刀(同時將新刀插入主軸，舊刀插入刀庫，然后主軸夾緊刀具)縮回(手臂縮回到原始位置)。機械手的手爪，大都采用機械鎖刀的方式，有些大型的加工中心，也有采用機械加液壓的鎖刀方式，以保證大而重的刀具在換刀中不被甩出。對于本次設計采用雙機械手換刀裝置。2.13、運刀裝置當刀庫容量較大、布置得離機床較遠時，就需要安排兩只機械手來完成新舊刀的交換動作，一只靠近刀庫，稱為后機械手，完成拔新

14、刀、插舊刀的動作；一只靠近主軸，稱為前機械手，完成拔舊刀、插新刀的動作。在前后機械手之間則設有運刀裝置。它一方面將前機械手從主軸上拔出的舊刀運回刀庫旁，以便后機械手將該舊刀拔出并插回刀庫；另一方面則將后機械手從刀庫中拔出的新刀運到主軸旁，以便前機械手將該新刀拔出并插入主軸。運刀器的職能就是在前后機械手之間來回運送新、舊刀具。此設計無此動作。 2.14、刀具編碼裝置將加工所需的刀具自動地從刀庫中選擇出來稱為自動選刀，有順序選擇和編碼選擇兩種方式。順序選擇方式： 將在加工中心上加工某一零件所需的全部刀具按工序先后依次插入刀庫中。加工時按加工順序一一取用。采用這種選刀方式不需要識刀器，刀庫結構及其驅

15、動裝置都非常簡單，每次換刀時控制刀庫轉位一次即可。采用順序選刀方式時，為某一個工件準備的刀具，不能在其他工件中重復使用，這在一定程度上限制了機床的加工能力。 固定地址選擇方式：這是一種對號入座的方式，又稱為刀座編碼方式。這種方式是對刀庫的刀座進行編碼，并將與刀座編碼相對應的刀具一一放入指定的刀座中。然后根據刀座的編碼選取刀具。該方式使刀柄的結構簡化，刀具可以做得較短，但刀具不能任意安放，一定要插入配對的刀座中。與順序選擇方式相比較，刀座編碼方式最突出的優點是刀具可以在加工過程中多次使用。 編碼選擇方式： 將加工某一項零件所需的全部刀具(或刀座)都預先編上代碼，存放在刀庫中。加工時根據程序尋找所

16、需要的刀具。由于每把刀具都有自己的代碼，它們在刀庫中的位置和存放順序可以與加工順序無關。每把刀具都可被多次重復使用。刀具編碼有多種方式，常用的有三種。刀具編碼：在每一把刀具的尾部都用編碼環編上自己的號碼。選刀時根據穿孔帶所發出的刀號指令任意選擇所需的刀具。由于每把刀具都有自己確定的代碼，無論將刀具放入刀庫的哪個刀座中都不會影響正確選刀。采用這種編碼方式可簡化換刀動作和控制線路，縮短換刀時間。這種編碼現已獲廣泛應用。刀座編碼：在刀庫的每一個刀座上用編碼板編碼。這種編碼方式的優點是刀柄不會因尾部有編碼環而增加長度缺點是刀具必須對號入座，換刀時間長。 編碼鑰匙：預先給每把刀具都系上一把表示該刀具代碼

17、的編碼鑰匙。本設計采用刀具編碼形式。 2.15刀具識別裝置通常有接觸式和非接觸式兩種。本設計采用非接觸式刀具識別裝置。2.2刀庫的驅動及定位 刀庫的旋轉可分為電氣驅動和液壓驅動兩種方式。電氣驅動可以將伺服半閉環系統用作驅動刀庫的轉動,也可采用系統的plc 直接發出運轉信號控制電機的運轉來帶動刀庫旋轉。液壓驅動仍需電氣信號的配合,plc 給出運轉信號,一般通過電磁閥來實現前級控制,只是執行機構是液動馬達。在執行atc 過程時,除了主軸頭的定向及主軸箱的定位外,為確保所更換的刀具準確地被機械手抓住,所以刀庫的定位也是必要的功能。電氣驅動時可在電機上安裝位置編碼器進行定位,也可以在抓刀位置安裝接近開

18、關來檢測定位。液動結構的刀庫往往采用機電結合式的銷定位方式。半閉環伺服驅動刀庫的定位精度較高,其它幾種方式也足以滿足刀庫定位精度的要求。此刀庫的驅動及定位采用電氣驅動。第三章 刀庫的自動換刀裝置3.1概述帶刀庫的自動換刀系統由刀具換刀機構組成，目前這種換刀方法在數控機床上的應用最為廣泛。帶刀庫的自動換刀裝置的數控機床主軸箱和轉塔主軸頭相比較，由于主軸箱內只有一個主軸，所以主軸部件有足夠的剛度，因而能夠滿足各種精密加工的要求。另外，刀庫可以存放數量很多的刀具，可以進行復雜零件的多工序加工，可明顯的提高數控機床的適應性和加工效率。3.2換刀裝置3.21換刀簡述其換刀過程：（m6換刀指令前，用t指令

19、完成選刀）刀盤旋轉選刀完成刀套垂直放下z軸運動至第一換刀點機械手旋轉卡刀主軸松刀機械手旋轉換刀主軸鎖刀機械手回原點刀套水平收回刀庫換刀完成。如3.1所示1-機械手；2-刀庫；3-主軸；4-刀套；5-刀具圖3.1 換刀示意圖3.21換刀流程其具體換刀過程為：本機床的刀庫位于立柱左側，刀具在刀庫中的安裝方向與主軸垂直，如圖所示。換刀之前，刀庫2將待換刀具送到換刀位置，之后把帶有刀具5的刀套4向下翻轉90度，使之與主軸軸線平行；在機床切屑加工過程中，機械手的手臂1與主軸中心換刀位置的刀具中心線的連線成75度，該位置為機械手的原始位置。機械手換刀的第一給動作是順時針轉75度，兩手分別抓住刀庫中和主軸上

20、的刀柄；然后，機械手執行撥刀動作，即機械手下降，同時撥出兩把刀具；機械手將帶著兩把刀具逆時針轉180度，使主軸刀具與刀庫刀具交換位置；然后，機械手將上升，將刀具主軸錐孔和刀套中；刀具插入主軸錐孔后，刀具的自動夾緊機構會將刀具自動夾緊.然后，驅動機械手逆時針轉180度的液壓缸復位，機械手無動作，機械手反轉75度，回到原始位置。第四章 刀庫的選刀4.1 解釋關鍵詞在刀具庫選擇一節中已經有所提及，在此不便重復書寫。先具體說明在次系統刀庫的選刀。現在先解釋幾個關鍵詞4.11 刀具指具體實施切削工件的工具，每把刀具可予以編號，選刀時直接指定刀具號。4.12 刀套指卡裝的刀具的裝置。刀套也有編號。4.13

21、 刀盤刀庫中的旋轉體。帶動刀套運動。4.14 換刀位置刀庫中的特定位置，只有在此位置上的刀具才能換到主軸上。4.2 選刀可使用的專用換刀指令有13條。其中有刀號的搜尋、刀盤的旋轉、主軸的換刀、刀號寫入，刀號讀出，就近選刀旋轉方向，旋轉步數的確定，制做一環形計數器等。圖4.1刀庫及換刀參數的設定4.21 刀庫及換刀參數的設置 在使用專用換刀指令時，文件寄存器r2950-r3639已被規定用于換刀指令特殊的用途，必須通過plc程序加以適當的設置plc程序。 （如圖4.1）4.22 設定刀具號（以32把刀為例）向刀庫中的r3000-r3079順序寫入刀具號（如圖4.2）圖4.2刀具號設定 （刀庫就像

22、一酒店內的環行客房，r3000-r3032就是每個房屋的固定門牌號碼，刀具就是住在每門房屋的客人。s.atc.k11指令就是一次性順序安排所有客人住進客房） 4.23 就近選刀指令 就近選刀：即按最短的行程旋轉刀盤。在編制plc程序時，核心就是“選刀”，即發一個選刀指令，驅動刀庫正向或反向旋轉，直到“換刀位置刀號”與“所選刀號”相等，才使刀盤停止旋轉，執行后續的換刀動作。 如圖4.3所示 “換刀位置”是刀庫上的一固定位置，只有在這個位置上的刀具才可能被換至主軸上。在刀盤旋轉時“換刀位置”中的刀具號是不斷變化的。在plc程序中用一停電保持的文件寄存器r來表示“換刀位置”（如r3000）當刀盤旋轉

23、時，用刀盤計數器的計數脈沖改變r3000的值。r3000的“數據”就是“換刀位置”的“刀號”。“選定刀號”是主加工程序中，用t指令選取的刀號。就近選刀這條指令能根據“換刀位置刀號”與所選刀號的數值自動驅動m200=on或off。當m200=on則刀盤正轉，m200=off，則刀盤反轉，但使用這條指令前必須進行若干設置，示例如下：（rnr500用以指定參數設置緩沖區的起始地址。 在指定的參數設置緩沖區內，不設置具體的內容，只設置存放具體數據的文件寄存器的地址號。 如在r500內指定一個文件寄存器的地址號 513，則文件寄存器r513用以設置刀盤旋轉的相關參數，如刀盤從“0”或“1”開始計數，是否

24、就近選刀等。 （rn+1）r501指定“換刀位置”文件寄存器地址號，該地址號存放于r501中。 （rn+2）r502指定“選定刀號”文件寄存器地址號，該地址號存于r502中。 （rn+3）r503指定一個文件寄存器地址號存于r503中，該文件寄存器中的數值是nc經計算出的為選刀，刀盤應轉動的步數。旋轉指令的前期設置示（例如圖4.4所示）。圖4.4 旋轉指令設置經以上設置，則r513用于設置刀庫旋轉參數r3000換刀位置寄存器r636選定刀號寄存器r1920應旋轉步數寄存器則刀盤旋轉動作 如圖4.5。圖4.5 刀盤旋轉圖4.5中m15刀盤旋轉啟動指令由主加工程序發出。m200用于確定刀盤正反轉。

25、由就近選刀指令發出。m750刀號相等用于切斷刀盤正反轉。4.3 獲取“換刀位置”寄存器中刀具數據刀庫的旋轉由刀庫計數器予以檢測，刀盤不斷旋轉，“換刀位置” 寄存器中刀具數也斷改變，檢知“換刀位置”中的數據則由以下兩條指令予以完成。 4.31 刀盤正轉（如圖4.6）圖4.6 刀盤正轉4.32 刀盤反轉（如圖4.7）圖4.7 刀盤反轉當刀盤正轉脈沖或反轉脈沖驅動上述指令后，在換刀位置r3000中的數據不斷變化，r3000的數值就表示了出現在“換刀位置”中的刀號?！斑x擇刀號”由r36中的數據表示，這是nc中已經規定了的。由于r3000和r36中出現的是bcd碼，所以進行比較之前還須進行二進制轉換（如

26、圖4.8）。圖4.8 選擇刀號經過圖4.8處理，獲得了：“換刀位置”的刀號數據和“選擇刀號” 的刀號數據，這就可以進行比較，以獲取停止旋轉條件。 通過s. rot. k1指令獲取旋轉方向，最終完成旋轉選刀。 4.4 機械手刀庫的換刀4.41概述機械手刀庫與斗笠式刀庫的最大區別在于，斗笠式刀庫的刀套號始終于刀具號相對應。刀具號始終是環形排列。而機械手刀庫中的刀套號與刀具號是不一致的。因為機械手刀庫在換刀時是通過機械手將主軸刀具與換刀位置刀具相交換，其刀具號就不是環形順序排列，而是環形隨機排列。因此在plc程序中處理稍顯復雜些，換刀指令有一條專用于主軸換刀（如圖4.9）。圖4.9 換刀指令該指令的

27、含義就是當換刀信號=on時，將主軸刀具號與換刀位刀具號相交換。該指令執行前要做相應的設置。 4.5 刀套標簽和實際刀具的對應關系 在nc的“刀具登錄”畫面上，每驅動“刀盤正轉”或“刀盤反轉”指令，就可觀察到mg1-mg80（對應r3000r3079）中的數據在改變，實際上是在做環行移動。如果驅動主軸換刀指令，則環行刀具排列就不是順序的，而是隨機排列。在實際調試中，對于機械手刀庫，經過多次換刀后，刀套標簽所對于的實際刀具已完全不同，用戶要求隨時了解每一刀套內的實際刀具，這可以通過程序處理后在“刀具登錄”畫面上觀察到。 在plc程序中 ，做一環行計數器，用其代表刀套的實際運動。再將該環行計數器的值

28、送入專用指令所規定的指針寄存器r2965，這樣 在“刀具登錄”畫面上就可觀察到每一刀套內的實際刀具。plc程序處理 如圖4.10。圖4.10 plc程序處理綜上：在使用專用換刀指令的前提下，整個刀庫可以看成是酒店內的環形客房。r3000-r3079是客房的固定門牌號碼。刀具是住在每間客房的客人。刀盤每旋轉一次，房間里的客人就整體順時針或逆時針移動一次。斗笠式刀庫中，客人全部是環行順序排列，而機械手刀庫中的刀套號與刀具號是不一致的，客人是環形隨機排列。一個刀庫可以看成三套運動系統,r3000-r3079是固定的門牌號碼，它的數值由刀盤運動指令確定。刀套也可以看做是一環形運動系統，用環行計數器指示

29、其運動位置。將其數值賦予指針r2965，在顯示屏上可觀察到mg刀套對應的實際刀具。刀具也做環形運動，由s.atc.k7/s.atck8驅動其做環形運動，其刀具號在r3000-r3079中反映。而且只要驅動s.atc.k7/s.atck8指令，則在屏幕上mg1-mg80立即對應顯示為r3000-r3079的值。雖然使用其他的指令也可以編制換刀程序，但使用專用換刀指令更快捷一些。而且可以在屏幕上觀察到刀具的變化，對于機械手刀庫尤為適用。只是使用專用指令的前期設置比較繁難，使用時應予以注意第五章 換刀子程序的調用5.1 概述由于加工中心的加工特點，在編寫加工程序前，首先要注意換刀程序的應用，在不同的

30、加工中心，其換刀過程是不完全一樣的，通常選刀和換刀可分開進行。換刀完畢啟動主軸后，方可進行下面程序段的加工內容。選刀動作可與機床的加工重合，既利用切削時間進行選刀。本加工中心采用了固定的換刀點位置，每個運動部件只有移到這個位置才能進行換刀動作。5.2 換刀子程序其換刀過程可以用子程序描述，此加工中心刀庫的換刀子程序如下所示，o9000 n10 g90 /選擇絕對方式n20 g53 z-124.8 /主軸z向移動至到換刀點位置(即與刀庫在z方向上相應)n30 m06 /刀庫選刀完畢旋轉至與主軸對準,主軸準停n40 m12 /刀庫刀具向下翻90度與主軸軸線平行n50 m17 /機械手順時針轉75度

31、，進行抓刀動作n60 m11 /主軸放松刀柄n70 m52 /機械手下降至換刀安全點，機械動作至點由液壓控制n80 m63 /機械手旋轉180，將刀具交換n90 m54 /機械手上升，并將刀具插入主軸n110 m10 /主軸緊刀n120 m18 /機械手逆轉75度，回到原位n130 m99 /換刀子程序結束，返回主程序在此必須注意的是,為保證換刀安全,換刀子程序不能被隨意更改,最好管理人員可將該程序隱藏起來.當加工程序中需要換刀,調用o9000號子程序即可.調用程序段可用如下格式:ntm98 o9000其中：n后為程序順序號；t后為刀具號，一般去兩位；m98為調用換刀子程序；p9000為換刀子

32、程序號。第六章 液壓6.1、概述加工中心是一種備有刀庫并能自動更換刀具對工件進行多工序加工的數控機床。它將數控銑床、數控鏜床和數控鉆床的功能組合在一起，工件在一次裝夾后，可完成大部分表面的銑、鏜、鉆、擴、鉸和攻螺紋等工序加工。其特點是采用計算機控制實現工件的自動加工，同時可根據不同加工工件的加工要求編制加工程序，而實現多種工件的自動加工。由于時間問題，對于本加工中心的液壓部分，僅對刀庫和機械手部分進行了簡單的介紹；對于其他部分，如回轉臺的夾緊、托盤運換等就不加以介紹。6.2 加工中心部分液壓系統圖6.2為加工中心部分液壓系統圖。該液壓系統的電磁鐵在計算機控制系統的程序控制下，按一定程序通斷電，

33、相應個液壓缸和馬達按一定程序動作，從而完成自動換刀等動作。圖6.2 液壓系統原理圖6.21 工作原理開動機床，電磁鐵1ya通電，限壓式變壓泵1向蓄能器10充油，當充油壓力升到變量泵的極限壓力時，泵的理論輸出流量為零，從而減少功率損耗；各液壓缸和馬達所需流量有蓄能器和泵共同供給，系統主油路壓力在蓄能器作用下維持在56mpa。6.22 刀庫鏈定位 電磁鐵25ya不通電時，換向閥58右位接入系統，刀庫鏈定位其油路為進油路：蓄能器10截止閥9變量泵1單量閥2換向閥7減壓閥57換向閥58液壓鎖59刀庫鏈定位缸左腔；回油路：刀庫鏈定位缸右腔液壓鎖59換向閥58過濾器3油箱。電磁鐵25ya通電，換向閥58左

34、位接入系統，刀庫鏈定位解除。采用電磁換向閥58失電定位和液壓鎖59，可在保證突然停電和負載失常時刀庫鏈定位缸的可靠工作。圖6.22 刀庫鏈定位、刀庫移動、松刀6.23 刀庫移動 電磁鐵22ya通電，換向閥53左位接入系統，刀庫正向移動，其油路為進油路：蓄能器10截止閥9變量泵1單量閥2換向閥7節流閥52換向閥53刀庫移動馬達進油口；回油路：刀庫移動馬達出油口換向閥53單向節流閥54換向閥55過濾器3油箱。電磁鐵23ya通電而22ya斷電，換向閥53右位接入系統，刀庫反向移動。節流閥52和單向節流閥54可調節刀庫正反向移動速度。由于刀庫移動慣量較小，刀庫正反向移動接近終點時，電磁鐵24ya通電，

35、刀庫移動馬達的回油都必須經節流閥56，從而實現平穩減速。6.24 松刀電磁鐵30ya通電，換向閥62左位接入系統，刀柄松開，其油路為；進油路：蓄能器10截止閥9變量泵1單量閥2換向閥7換向閥62松刀缸右腔；回油路：松刀缸左腔換向閥62過濾器3油箱。電磁鐵30ya斷電，換向閥62右位接入系統，刀柄夾緊。6.25 機械手撥刀電磁鐵20ya斷電，換向閥45右位接入系統，機械手將刀具撥出，其油路為；進油路：蓄能器10截止閥9變量泵1單量閥2換向閥7換向閥45單向閥47機械手撥刀缸左腔回油路：機械手撥刀缸右腔節流閥46換向閥45過濾器3油箱。電磁鐵19ya通電而20ya斷電，換向閥45左位接入系統，機械

36、手將刀具插入。機械手撥插刀速度可通過單向節流閥46、47調節。圖6.25 機械手撥、機械手回轉、手動換刀6.26 機械手回轉電磁鐵15ya、17ya通電，換向閥39、42左位接入系統，機械手逆轉180度，機械手回轉油路為；進油路：蓄能器10截止閥9變量泵1單量閥2換向閥7換向閥42單向閥43機械手回轉缸右腔；回油路：機械手回轉缸左腔節流閥44換向閥42過濾器3油箱。機械手回轉缸活塞桿油路為進油路：蓄能器10截止閥9變量泵1單量閥2換向閥7換向閥39單向閥40機械手回轉缸活塞桿右腔；回油路：機械手回轉缸活塞桿左腔節流閥41換向閥39過濾器3油箱。電磁鐵15ya、17ya斷電、電磁鐵16ya、18

37、ya通電，換向閥39、42右位接入系統，機械手順轉180度。機械手回轉和終點緩沖定位速度可由單向節流閥40、41、43、44調節。6.27 手動換刀電磁鐵21ya通電，換向閥49左位接入系統，可手動換刀，其油路為；進油路：蓄能器10截止閥9變量泵1單量閥2換向閥7減壓閥48換向閥49單向閥50手動換刀缸右腔；回油路：手動換刀缸左腔節流閥51換向閥49過濾器3油箱。手動換刀缸活塞移動速度可由單向節流閥50、51調節。6.3 系統特點蓄能器10可與限壓式變壓泵1共同向各液壓缸和馬達供油，而祈禱增速穩壓作用。此外，蓄能器10還能吸收液壓沖擊能量，使系統工作穩定可靠。減壓閥48、57，保證了手動換刀和刀庫鏈定位油路有較系統底的穩定壓力。機械手回轉、機械手撥刀、刀庫移動油路的換向閥采用y型中位機能，保證了中位停止時各執行元件的浮動要求。電磁換向閥、壓力繼電器容易與電氣控制系統結合，使液壓缸和馬達的動作程序調整控制方便。機床停止工作時，蓄能器的油液壓力通過換向閥7緩慢平穩卸荷。第七章 結束語大學的道路上，我已經走過了三個春秋，從一個數控技朮的門外人到現在變得慢慢已經能夠窺其門徑,從現實世界的問題空間到