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四工位自動(dòng)刀架設計
我公司是壓力容器專(zhuān)業(yè)制造企業(yè)，隨著(zhù)生產(chǎn)規模的不斷擴大，壓力容器配件的加工數量越來(lái)越多，加工精度要求也越來(lái)越高，用普通機床加工容器配件效率低，精度不易控制，已不適應企業(yè)的生產(chǎn)要求。購置數控機床成本較高，因此我們對現有的普通機床進(jìn)行了數控化改造。自動(dòng)刀架是數控車(chē)床的重要組成部分之一，改造普通車(chē)床時(shí)必須將普通方刀架改為自動(dòng)刀架。C6140普通車(chē)床刀架改造方案如下：
一、總體方案
經(jīng)改造后的數控車(chē)床自動(dòng)刀架為四工位，最長(cháng)自動(dòng)換刀時(shí)間控制為3．07秒。自動(dòng)刀架的作用是在數控車(chē)床的加工過(guò)程中實(shí)現較短時(shí)間的自動(dòng)換刀和手動(dòng)換刀。自動(dòng)換刀過(guò)程是按照數控加工程序的換刀命令將相應刀號的車(chē)刀轉到加工位置；手動(dòng)換刀過(guò)程是根據需要用手按換刀按鈕，刀架順時(shí)針轉90度使下一把車(chē)刀轉到加工位置。換刀過(guò)程包括刀架抬起、轉位、定位和夾緊等步驟。換刀過(guò)程由單片機控制，機械系統執行。刀架位置由傳感器和粗定位銷(xiāo)進(jìn)行粗定位，由鼠牙盤(pán)進(jìn)行精定位。刀架的重復定位誤差為零。
二、機械系統與結構
自動(dòng)刀架機械系統的結構如圖(一)所示，主要由蝸輪1、刀架座2、刀架體4、鼠牙盤(pán)3、粗定位銷(xiāo)5、球頭銷(xiāo)6、刀位傳感器電刷7等組成。蝸輪與絲杠為整體結構，刀架體內側有內螺紋與絲杠配合，絲杠導程為9mm。上下鼠牙盤(pán)采用漸開(kāi)線(xiàn)齒形，大端模數為2，齒數為68，上鼠牙盤(pán)升高4mm即可使上下鼠牙盤(pán)完全脫開(kāi)。自動(dòng)刀架采用三相異步電動(dòng)機驅動(dòng)，經(jīng)過(guò)蝸輪蝸桿傳動(dòng)得到所需轉速。蝸輪蝸桿機構具有自鎖性，可以避免刀架在切削加工過(guò)程中產(chǎn)生松動(dòng)。刀架的升降采用絲杠螺母機構實(shí)現，蝸輪轉160度后鼠牙盤(pán)脫開(kāi)，同時(shí)球頭銷(xiāo)在彈簧力作用下壓入轉位套的槽口中，使刀架與蝸輪一起轉動(dòng)而實(shí)現刀具轉位。根據設計要求，電動(dòng)機反轉時(shí)刀架下落并加緊，但不能反轉，故采用了粗定位銷(xiāo)。
三、刀架位置檢測系統
刀架位置采用接觸式碼盤(pán)作為傳感器進(jìn)行檢測，刀架夾緊是否到位采用位置開(kāi)關(guān)檢測。接觸式碼盤(pán)是一種絕對式檢測裝置，可直接把被測轉角位置用數字代碼表示出來(lái)。接觸式碼盤(pán)的特點(diǎn)是體積小，輸出功率大。該接觸式碼盤(pán)有兩個(gè)電刷S0、S1，兩電刷電位的高低組合可以測出刀架的四個(gè)刀位。
四、控制系統硬件電路
由于刀架控制系統比較簡(jiǎn)單，故采用了MCS
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