第2章 加工中心自动换刀装置概述
图2-11 识别刀具的PC程序流程框图
2.2.4刀具交换装置
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成都电子机械高等专科学校毕业设计（论文） 实现刀库与机床主轴之间装卸和传递刀具的装置称为刀具交换装置。交换装置的形式和具体结构对数控机床的整体布局、生产率和工作可靠性都有直接影响。
交换装置的形式很多，一般可分为两大类。
① 由刀库和主轴的相对运动实现刀具交换 用这种形式交换刀具时，必须将
主轴上用过的刀具送回刀库，再从刀库取出新刀，但两个动作不能同时进行。它适用采用40号以下刀柄的小型加工中心或换刀次数少的用重型刀具的重型机床。这种换刀方式没有机械手，因而结构简单；刀库回转是在工步与工步之间，故换刀时间长，换刀动作也较多，但却免去了刀库回转时的振动对加工精度的影响。在这种换刀方式中，刀库可以是圆盘型、直线排列式、也可以是格子箱式等。圆盘式刀库可设在立柱顶上、立柱主轴箱的侧面，也可以设在横梁一端。直线排列式刀库可设在工作台上方，也可设在工作台的一端或两端。格子箱式刀库可设在双工作台的中间。
② 由机械手进行刀具交换 由于刀库及刀具交换方式不同，换刀机械手种类
繁多。机械手的类型如表2-2所示。
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第2章 加工中心自动换刀装置概述 表2-2 换刀机械手的结构及特点
类型 单臂单手式 形式 机械手作往复直线运动 应用 用于刀具主轴与刀库刀座轴线平行的场合 机械手摆动，其轴线与刀具用于刀库刀座轴线与主轴平行 主轴轴线平行的场合 特点 结构较简单，换刀时间较长 机械手摆动，其轴线与刀具用于刀库刀座轴线与主轴垂直 单臂双手式 固定双手式 可伸缩双手式 剪式双手式 双手不成180° 主轴轴线垂直的场合 用于刀库刀座轴线与可同时抓住主轴轴线平行的场主轴和刀库合，广泛用于加工中心 中的刀具，并进行拔出、插入，换刀时间短 双手式 双手平行式 双手交叉式 双手有回转运动 这种机械手还起运输作用 换到时间较短，结构较复杂 2.3本章小结
本章主要介绍了加工中心自动换刀装置（ATC）形式、特点及各自应用范围，另外介绍了加工中心中刀具识别与选择的各种方式，最后介绍了换刀机械手的结构及其特点。
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成都电子机械高等专科学校毕业设计（论文） 第3章 总体方案设计 3.1 XKA5032A/C型立式加工中心及其主要参数
依据设计任务书，我们的任务是给XKA5032A/C数控立式升降台铣床设计安装合适的自动换刀装置。主要技术参数为：
1）刀库容量：4-6 2）选刀方式：顺序选刀 3）重复精度：?5\XKA5032A/C数控立式升降台铣床主要由床身、升降台、工作台、立铣头、主传动、主变速、拉刀机构、液压系统、自动润滑系统、冷却系统、吊挂、电柜等部分组成。机床本身并不带自动换刀装置。自动换刀装置作为一套独立的、完整的机床部件，设计依据是该机床的型式、工艺范围及刀具的种类和数量等。
2.1 XKA5032A/C数控立式升降台铣床及其主要参数
XKA5032A型数控立式升降台铣床是一种使用范围广泛的机床，根据用户要求，配置国内外（OSP-U10M、SIEMENS802D、华中Ⅰ号）先进数控系统，可手动或自动操作。它可以实现X、Y、Z三轴同时定位/直线插补，同时二轴圆弧插补。OPS全域绝对位置检测。每次开机无须回零，简化机床操作。尤其在发生停机、断电、更换程序等情况后再启动时不用整机回零，可以直接开机，方便操作。尤其方便不熟练操作工、繁忙操作工、电力不良等情况下的使用。可采用主程序、子程序进行编程，最小单位可选0.001mm。具有标准机床坐标系、工件坐标系，绝对值、增量可并用。各有50组刀具长度、半径长度补偿。彩色LCD中文显示，具良好人机对话窗口，系统具有160m存储容量，可进行程序编辑、管理，可用RS-232C接口、1.44软盘进行数据输入、输出, 便于加工程序的管理。可以对程序进行模拟加工，刀具轨迹跟踪及动画仿真、图形动画显示，记录运行时间及作业信息。
2.1.1其主要结构特点
1)主传动系统为7.5Kw的交流电动机通过弹性连轴器驱动主传动箱，主传动箱内有三组滑移齿轮,液压预选变速机构推动各滑移齿轮,组成18种转速,再传到铣头上的主轴，主传动箱内有电磁制动器,主轴制动迅速平稳。
2)进给系统 X、Y、Z三个座标的进给，都是由交流伺服电机驱动的。电机通过同步齿形带驱动滚珠丝杠，从而使部件沿导轨移动。伺服电机及其
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