某型卧式加工中心自动换刀系统可靠性与故障分析

首先介绍了某型卧式加工中心自动换刀系统的结构特点和换刀过程,然后对其可靠性试验数据进行了分析,并以此为基础建立了换刀系统的可靠性模型,分析了其可靠性特性,结果表明其可靠性薄弱环节为机械手装置和刀库装置。此外还从机械手故障、刀库故障、液压故障和电气控制故障4个方面对其常见故障进行了详细分析,为其可靠性改进和故障维修指明了方向。     

基于PLC的刀库控制系统研究

刀库及自动换刀装置作为加工中心的重要功能部件,其性能直接影响加工效率。对刀库及自动换刀装置控制逻辑进行分析,从总体方案设计、刀库控制逻辑和程序设计等方面阐述了对PLC控制系统的应用研究。重点研究了刀库换刀动作时序及控制系统进行刀库就近选刀定位、刀套翻转及机械手快速换刀等的逻辑控制。刀库通过PLC程序实现刀库就近选刀与自动换刀控制。经实际应用验证该系统性能稳定,结构简单,操作方便,动作快速,准确能够满足应用要求。     

链式刀库自动换刀装置的运动分析

为了提高链式刀库换刀速度和可靠性,进行了换刀机械手机构设计、换刀过程宏程序的扩展设计及运动规律分析。在建立换刀装置零件模型和装配模型的基础上设定刀具代码形式和自动换刀相关参数,通过变量作为数据进行编程,设计机械手换刀过程的宏程序,并对换刀装置进行运动学仿真以验证运动机构设计的合理性,为实际生产过程中换刀过程的准确、快速、可靠性的提高提供参考和有意义的指导。     

刀库合理布置在加工中心的应用

加工中心刀库的布置、刀库与主轴的配置影响机械手的动作、抓刀方式、机构的复杂程度、可靠性和换刀时间的长短,进而影响加工中心的工作效率.通过对加工中心换刀的分析和研究,提出了合理布置刀库的方式,以减少自动换刀装置(ATC)的动作和机构的复杂程度,提高加工中心的效率、可靠性和可维护性.     

刀库运行的可靠性

加工中心工作的可靠性,主要取决于电气控制系统、气液系统和机械结构的可靠性。而自动换刀装置,则是影响加工中心可靠性的重要因素。甚至可以说,加工中心的成败取决于自动换刀装置。自动换刀装置包括刀库和机械手。本文仅就刀库在运行中的可靠性进行讨论。 刀库的功能是存储加工中所要用的各种刀具,并且在数控系统的控制下把即将要用的刀具准确地传送到换刀位置,以便机械手能抓取和归还刀具。为保证刀库可靠地运行,除了进行通常的强度、刚度等计算外,还要做到下列各点。 一、正确计算电机功率 加工中心刀库的传动方式有很多种,但是由于电气…     

盘式刀库控制系统设计与开发

刀库及自动换刀装置控制系统的稳定运行对加工中心有重要意义。在分析盘式刀库运动原理及机械手具体换刀过程的基础上,完成了基于PLC和上位机的刀库及自动换刀装置的控制系统的设计与开发。利用PLC实现了对刀库运动、自动选刀、刀套翻转以及机械手换刀的控制;上位机能够实现对自动换刀装置换刀过程进行实时监控以及对刀库运行进行模拟和相关参数设置,通过多套PLC控制程序,控制刀库及自动换刀装置不同的运动过程等操作。将PLC、上位机及其它电气元件集中于控制柜中,保证控制系统和加工中心的稳定运行。经实验证明,该控制系统性能稳定、控制精确、操作简单、监控方便,具有良好的实用价值。     

自动换刀机械手控制系统分析

加工中心自动换刀机械手其作用就是完成不同工序切削用刀具的调换,为了使其具有通用性和灵活性,采用关节机械手的设计方案。它的核心在于控制系统,既要完成对个关节多变量的控制,又要完成对机械手末端位姿控制。对换刀机械手控制系统进行分析,阐述了机械手控制系统的分类、组成及控制方式等。由于传统的换刀装置是专用的,不同机床厂都是自行设计的,且对刀库有结构要求。而关节机械手换刀目的就是安装调试后可用于不同商家的加工中心,可简化刀库设计。     

数控机床计算机辅助设计系统讲座 第五讲 刀库和机械手CAD

加工中心与普通机床的不同之处就在于加工中心有自动换刀装置。可以说设计加工中心成败的关键之一是取决于自动换刀装置。自动换刀装置包括刀库和机械手。刀库的功能是存贮加工中心所要用的各种刀具,并在数控系统的控制下,把即将要用的刀具准确地送到换刀位置。机械手的功能是完成刀具的装卸和在主轴头与刀库之间传送。 1刀库及机械手CAD的H作模式 1.1刀库和机械手的特点 刀库和机械手的结构和布局形式多种多样,它依赖于整机布局和功能要求,并且还在不断发展新的结构;同时刀库和机械手在结构上又有以下特点:(1)相对主机有一定的独立性;()…     

加工中心掉刀故障分析与处理

目前，加工中心的自动换刀装置(ATC)有两种常用类型的换刀方式，一是刀具从刀库中直接由主轴交换，二是依靠机械手完成主轴与刀库上刀具的交换。第一种换刀方式适用于小型加工中心，刀库较小，刀具较少，换刀动作简单，出现掉刀等故障时容易发现并能及时排除。第二种换刀方式，从结构上和动作上看均属于比较复杂的一种。本文以Vcenter-80型加工中心为例分析掉刀故障现象并加以处理。     

叶片加工中心刀库系统的可靠性增长

以国产某型叶片加工中心可靠性的薄弱环节——盘式刀库及机械手为研究对象,根据掌握的故障数据,对其进行故障模式影响及危害性分析,找出盘式刀库及机械手系统可靠性的薄弱部位,对故障发生的原因进行深入分析,提出了针对性的可靠性增长措施.为国产盘式刀库及机械手系统的可靠性增长提供了一定的依据.     

一种新型的无机械手自动换刀装置

设计了一种液压式无机械手的自动换刀装置 ,刀库装有 9把刀 ,依靠 9个相同的连杆机构进行换刀 ,用于小型的加工中心 ,具有换刀时间短 ,换刀误差小的优点     

工业机器人在西门子840 DSL数控机床上的应用

介绍工业机器人与数控机床结合的一种应用,将机器人搭配立式刀库,取代传统的机械式刀库,通过机器人运动进行主轴刀具的抓取和归还,可有效降低传统刀库故障率高,功能单一等方面的问题,特别针对刀具数量要求多的客户,机器人+刀库在价格上还有很大的优势,它功能的多样性,可以满足数控机床更多的需求,必将取得更大的进步。     

Reliability Optimisation of FMS with Spare Tooling

Tool reliability plays an important role in the performance and justification of flexible manufacturing systems (FMS). Failure of a single tool can cause downtimes over the entire system. This results in missing due dates, and inferior products. Therefore, in order to justify the large capital investment associated with FMS, the system must perform in a reliable manner to give an acceptable or expected rate of return on capital. FMS reliability should be studied at the planning and design stages, as tool failures pose a major obstacle to achieving this objective. In this paper, a mathematical model has been developed to determine the spares requirement of the tooling system in an FMS, so that the desired system reliability is achieved and the cost is minimised. The influence of tool sharing on cost, reliability, spares requirement, and tool magazine capacity of the FMS are analysed. The tools and tool transporter are subject to general failure distributions.     

刀库及其自动换刀装置的换刀精度检测方法 和衰退规律研究

刀库及其自动换刀装置是数控机床用于储存和交换刀具的关键功能部件,其性能状态特别是换刀精度直接影响数 控机床能否准确、迅速地完成换刀,是影响数控机床可靠性的关键因素。 通过在主机现场搭建盘式刀库换刀精度检测试验 台,并提出基于两个激光位移传感器的换刀精度检测方法,借助加工中心工作台位置可通过数控系统精确控制,提出激光位 移传感器位置参数标定方法。 制定换刀精度试验方法,并开展 100 万次换刀试验,揭示刀库及其自动换刀装置换刀精度随 载荷和试验次数的变化规律,以及插刀前、拉刀前和拉刀后刀柄精度的变化规律,进而为如何减少刀柄插刀过程中对主轴的 冲击提供重要参考。     

Reliability Optimisation of Flexible Manufacturing Systems with Spare Tooling

Tool reliability plays an important role in the performance and justification of flexible manufacturing systems (FMSs). Failure of a single tool can cause downtimes over the entire system. This would cause due dates to be missed and can result in inferior products. Therefore, in order to justify the large capital investment associated with FMSs, the system must perform in a reliable manner to give an acceptable or required rate of return on the investment. In order to arrive at this objective, FMS reliability must be studied at the planning and design stages, tool failures pose a major obstacle to achieving this objective. In this paper, a mathematical model has been developed to determine the spare tooling requirement for the tooling system in an FMS, so that a desired system reliability is achieved and the cost is minimised. The influence of tool sharing on cost, reliability, spares requirement, and tool magazine capacity of the FMS are analysed. The tools and tool transporter are subject to general failure distributions.     

Mathematical model of changing the reliability level of products considering the control actions expressed in the form of probabilities

The suggested model of changing the processed products’ reliability level is based on the volume of tests, applied types of updates and test conditions considered as antithetic events by random and nonrandom failures. The mathematical model of changing the reliability level is based on use of the total probability formula. It is shown that the mathematical model of the reliability level growth depends irregularly on different types of updates and different test conditions.     

竞争失效条件下针对磨损退化数据的刀具可靠性分析

研究了车刀在竞争失效模式下的可靠度。引入威布尔分布描述突发失效的可靠度模型,采用Gamma过程来描述刀具性能退化过程。从退化量的角度对刀具突发失效进行评估,考虑性能退化量条件下突发失效的概率来建立竞争失效的可靠度模型,对该模型中的参数采用最小二乘法进行估计计算。以VBMT090208型外圆车刀在使用过程中的磨损退化量作为数据基础,分别建立了突发失效与退化失效两者在竞争模式下的可靠度模型。结果表明,如果忽略突发失效,仅进行刀具的退化失效建模,或者在独立条件下构建突发失效及退化失效的竞争失效可靠度模型,刀具的可靠度将会被高估。     

基于蒙特卡罗法的高速钢丝锥可靠性分析

高速钢丝锥主要失效原因之一是由断裂、崩刃所引起的破损失效,确定丝锥的可靠度对于自动化、高精密加工具有十分重要的意义。通过顺序统计量理论考虑丝锥受到冲击载荷的次数,并利用应力—强度干涉模型,以多次加工后切削刃上的最大扭转应力超过丝锥材料临界疲劳应力为失效判据建立高速钢丝锥的可靠度模型,并通过少量试验,结合蒙特卡洛法随机生成加工时分布在丝锥切削刃上的应力和丝锥材料临界疲劳应力,将得到的样本值进行比较,得出高速钢丝锥的可靠度。最终,通过恒应力加速试验对蒙特卡洛模拟法的计算结果进行了验证。     

Study on failure warning of tool magazine and automatic tool changer based on tool-pulling force

Journal of Mechanical Science and Technology - A tool magazine and automatic tool changer is used to store and change tools in a machining center. Its failures would increase the maintenance time...     

核级恒力弹簧吊架回转臂的应力分析

恒力弹簧吊架是核电站管道支撑及悬吊主要设备.由于核电站项目的特殊性,恒力弹簧吊架零部件的应力分析与强度计算是设计过程中必不可少的环节,是恒力弹簧吊架正常稳定工作的保证.这里对三连杆恒力弹簧吊架进行力学分析,得到弹簧力与回转臂转角的关系曲线.应用三维造型软件建立了回转臂的实体几何模型,给出了回转臂模型简化方法.利用有限元方法对回转臂进行应力分析,得到回转臂不同转角下应力分布规律.分析结果表明本设计满足核级电站产品的设计要求.