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圓盤式刀庫自動換刀系統設計
閱讀：300 發布時間：2020-8-102.1試驗臺總體設計
實驗室搭建試驗臺采用的是國內某關鍵功能部件生產企業生產的YP系 列圓盤刀庫自動換刀系統，型號為YP40-24T ,如圖2.1所示。
被試圓盤刀庫的主體結構主要包括以下幾個部分：1.刀盤以及刀盤旋轉電機;
2. 機械手以及機械手旋轉電機；3.刀套垂直與水平氣缸4.刀庫分度裝置，控制刀 盤旋轉是一個轉位一個轉位的旋轉，且使旋轉過程平滑穩健，便于完成后續刀具 的選擇與定位。如圖2.2所示。
該系列刀庫結構相對簡單，成本偏低，但換刀時間較短，可靠性比較高，且 刀庫存儲刀具數量一般在15到40把之間，需要和自動換刀機構進行搭配使用， 在立式加工中心中應用比較廣泛。
YP40-24T型圓盤式刀庫參數如下表2.1所示。
| 表2. 1 YP40-24T型圓盤式刀庫性能參數
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圓盤式刀庫的換刀過程為：1.刀盤選刀2.刀套由水平位置到垂直位置；3. 機械手旋轉完成換刀；4.刀套由垂直位置到水平位置。
換刀過程中所涉及到的執行機構有：
1. 刀盤電機Ml。控制刀盤旋轉，完成選刀過程；
2. 氣缸。氣缸往復運動，控制刀套的垂直與水平；
3. 機械手電機M2。控制機械手旋轉，完成換刀過程。
圓盤式刀庫的檢測元件有：
1. 定位開關以及計數開關。定位開關主要是作為起始刀號被記錄，然后是 刀套每經過一次，定位一次，直至目標刀號。計數開關就是記錄刀盤所轉動的轉 位，即分度凸輪旋轉的圈數；
2. 倒刀電磁閥開關以及回刀電磁閥開關。倒刀電磁閥開關主要是用于當刀 盤旋轉到目標刀號時，倒刀電磁閥通電，使倒刀回路接通，實現目標刀套倒刀。 回刀電磁閥開關主要是用于當機械手換刀動作結束后，回刀電磁閥通電，回刀回路接通，實現目標刀號回刀；
3. 倒刀磁環開關以及回刀磁環開關。倒刀磁環開關和回刀磁環開關主要是 作用在氣缸上。當刀套旋轉90°由水平位置到垂直位置時，此時氣缸上的倒刀 磁環開關打開，倒刀回路關閉，氣缸停止動作，刀套固定在垂直位置。當刀套旋 轉90°由垂直位置到水平位置時，氣缸上的回刀磁環開關打開，回刀回路關閉， 氣缸停止動作，刀套固定在水平位置；
4. 機械手原點開關、機械手扣刀開關以及機械手剎車（停止）開關。主要 是實現機械手能夠迅速可靠的完成換刀動作。
當選定目標刀號（如T12)時，刀盤會根據就近原則開始正傳或者反轉，刀 庫定位開關記錄起始位置，刀庫計數定位開關開始計數。當目標刀號(T12)轉到 換刀位置時，倒刀電磁閥接近開關檢測到T12到達換刀位置，電磁閥得電，倒刀 回路接通，控制氣缸動作，使刀套旋轉90°至垂直位置，此時倒刀磁環開關打 開，倒刀回路關閉，氣缸停止動作，刀套保持垂直狀態。之后機械手電機得電， 控制機械手旋轉65°，機械手抓刀（主軸刀柄與目標刀柄）。此時機械手扣刀開 關打開，機械手抓刀后開始下降，同時將兩把刀拔下。然后機械手旋轉180°， 交換主軸刀柄與目標刀柄位置，機械手開始上抬，將兩把刀同時插入對應刀套中, 機械手反轉65度，回到原點。此時回刀電磁閥接近開關檢測到目標刀號，電磁閥得電，回刀回路接通，控制氣缸動作，使刀套由垂直狀態向上翻轉90度，刀 套水平，此時回刀磁環開關打開，回刀通路關閉，刀套保持水平位置。完成換刀。 綜上所述，圓盤式刀庫換刀動作流程可由圖2.4所示。
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