顺序.机械手回转传动机构的设计.自动换刀装置对主轴准停的要求.换刀机械手的安装与调试.自动换刀程序的编制结论与展望.结论.展望.致谢参考文献附录绪论.数控机床发展历史及趋势数控技术是现代制造技术的基础。数控机床出现在世纪年代，从数字控制直接数字控制到今天制造业普遍使用的计算机数字控制。数控技术的基础是加工设备可编程自动化，机床可以按照设定的程序自动运行，从而使操作者与加工设备能够在时间和空间上得以分离，让机床和加工系统具有定的智能和自主性，它基本轨迹是信息之间的交互处理和集成。由于数控机床相对于普通机床具有广泛的适应性，加工对象改变时，只需要改变输入的程序指令。至于加工性能比般自动机床高，可以精确加工复杂型面，从而适合于加工中小批量改型频繁精度要求较高形状又较复杂的工件，并且能获得良好的经济效果。随着数控技术的发展，采用数控系统的机床品种也日益变多，有车床镗床铣床钻床磨床齿轮加工机床和电火花加工机床等。此外还有能自动换刀次装卡进行多工序加工的加工中心车削中心等。随着微电子技术软件技术和计算机技术的迅速发展，数控机床控制系统日益趋向于小型化和多功能化，具备完善的自诊断功能，并且可靠性也大大得到提高，数控系统本身也将普遍实现自动编程。未来数控机床的类型也将更加多样化，多工序集中加工数控机床的品种也越来越多再加上激光加工等技术将应用在切削加工机床上，从而扩大多工序集中的工艺范围。数控机床的自动化程度更加提高，并具有很多种监控功能，从而形成个柔性制造单元，更加便于加入高度自动化的柔性制造系统中。数字控制机床搬是用数字代码形式信息程序指令，控制刀具按给定的工作程序运动速度和轨迹进行自动加工的机床，简称数控机床。数控机床主要由数控装置伺服机构和机床主体等组成。输入数控装置的程序指令记录在信息载体上，由程序读入装置接收，或由数控装置的键盘直接来手动输入。.数控铣床的分类及组成数控立式铣床数控铣床中种类最多的种是数控立式铣床，应用范围也最广泛。小型数控铣床般都采用工作台移动升降及主轴不动等方式，这与普通立式升降台铣床相似。中型数控立式铣床般都采用纵向和横向工作台移动方式，且主轴沿垂直溜板上下运动。大型数控立式铣床因要考虑到扩大行程和缩小占地面积及刚性等技术问题，所以往往采用龙门架移动式，它的主轴可以在龙门架的横向与垂直溜板上面运动，而龙门架则沿床身作纵向运动。从机床数控系统控制的坐标数量看，目前大多数是坐标数控立式铣床。般来说可进行坐标联动的加工，但是也有部分机床只能进行坐标中的任意二个坐标联动加工。此外，还有机床主轴可以绕坐标轴中其中个或两个轴作数控摆角运动的坐标和坐标的数控立式铣床。般来说，机床控制的坐标轴越多，尤其是要求联动的坐标轴越多，机床的功能加工范围以及可选择的加工对象也越多。但随之而来的是机床的结构更复杂，对数控系统的要求更高，编程的难度更大，设备的价格也更高。图.是立式数控铣床的实物图，床身固定在底座上，用于安装和支承机床各部件，控制台上面有彩色液晶显示器机床操作按钮以及各种开关及指示灯。纵向工作台横向溜板安装在升降台上，通过纵向进给伺服电机横向进给伺服电机和垂直升降进给伺服电机的驱动，完成坐标的进给。电器柜安装在床身立柱后面，其中装有电器控制部分。图.立式数控铣床实物图数控立式铣床可附加数控转盘，采用自动交换台，增加靠模装置等措施来扩大数控立式铣床的功能以及加工范围和加工对象，进步提高生产效率。卧式数控铣床卧式铣床其主轴级平行于水平面。为了扩大加工范围和扩大功能，卧式数控铣床通常采用增加数控转盘或万能数控转盘以实现坐标加工。这样不但工件侧面上的连续回转轮廓可以加工出来，而且可实现在次安装中，通过转盘改变工位，进行“四面加工”，这样可以省去许多专用夹具或专用角度成型铣刀。对于箱体类零件或需要在次安装中改变工位的工件来说，选择带数控转盘的卧式铣床进行的加工也是非常合适。立卧式两用数控铣床这类铣床目前在逐渐增多，它的主轴方向可以变化，并能达到在台机床上既可以进行立式加工，又可以进行卧式加工的作用，所以其使用范围更广，功能更全，选择加工的对象和余地也更大，同时给用户带来了很多方便，尤其是当生产批量小，品种较多，又需要立卧两种方式加工时，用户只需购买台类似这样的机床就行了。立卧两用数控铣床的主轴的方向更换分为手动与自动两种。采用数控万能主轴头的立卧两用式数控铣床，其主轴头可以任意转换方向，可以加工出与水平面呈各种不同角度的工件表面。当立卧两用数控铣床增加数控转盘后，就可以实现对工件的“五面加工”。即出除了工件与转盘贴合的定位面外，其它表面也都可以在次安装中进行加工。因此，其加工性能非常优越。数控铣床的组成数控铣床般是由控制介质数控装置伺服系统机床本体四部分组成。主轴箱这部分包括主轴箱体和主轴传动系统，用于装夹刀具并带动刀具旋转，主轴转速范围和输出扭矩对加工有直接的影响。进给伺服系统这部分由进给电机和进给执行机构组成，按照程序设定的进给速度来实现刀具和工件之间的相对运动，包括直线进给运动和旋转运动。控制系统数控铣床运动控制的中心，执行数控加工程序来控制机床进行加工。辅助装置如液压气动润滑冷却系统和排屑防护等装置。机床基础件般是指底座立柱横梁等，它是整个机床的基础和框架。.数控铣床的选用数控铣床在现代金属切削加工中的应用越来越广泛，在对数控铣床的选用的时候，般按以下几个原则进行选择根据被加工零件的尺寸选用规格较小的升降台式数控铣床，其工作台宽度般在以下，它最适宜中小零件的加工和复杂形面的轮廓铣削的任务。规格较大的如龙门式铣床，工作台在以上，用来解决大尺寸复杂零件的加工需要。根据加工零件的加工特点来选择对于加工部位是框形平面或不等高的各级台阶，那么选用点位直线系统的数控铣床就可以。如果加工部位是曲面轮廓，应根据曲面的几何形状决定选择两坐标联动和三坐标联动的系统。也可根据零件加工的要求，在普通的数控铣床的基础上，增加数控分度头或者数控回转工作台，这时机床的系统为四坐标的数控系统，也可以加工螺旋槽叶片零件等。根据加工零件的精度要求选用我国已经制定了数控铣床的精度标准，其中数控立式铣床升降台铣床已有专业标准。标准规定其直线运动坐标的定位精度为.，重复定位精度为.，铣圆精度为.。实际上，机床出厂精度均有相当的储备量，比国家标准的允差值大约压缩了左右。因此，从精度选择来看，般的数控铣床即可以满足大多数零件的加工需要。对于精度要求比较高的零件，则应考虑选用精密型的数控铣床。根据零件的批量或其他要求选择对于大批量的，用户可采用专用铣床。如果是中小批量而又是经常周期性重复投产的话，那么采用数控铣床就是非常合适的，因为第批量中准备好多工夹具程序等可以存储起来重复使用。所以从长远考虑，自动化程度高的铣床代替普通铣床，减轻劳动者的劳动量提高生产率的趋势是不可避免的。.数控铣床的主要功能及加工范围数控铣床的主要功能点位控制功能数控铣床的点位控制主要用于工件的孔加工，如中心钻定位扩孔钻孔锪孔镗孔和铰孔等各种孔加工的操作。连续控制功能通过数控铣床的直线插补圆弧插补或复杂的曲线插补运动，铣削加工工件的平面和曲面。刀具长度补偿功能改变刀具长度的补偿量，可以补偿刀具换刀后的长度偏差值，另外还可以改变切削加工的平面位置，控制刀具的轴向定位精度。刀具半径补偿功能如果直接按工件轮廓线编程，在加工工件内轮廓时，实际轮廓线将增大了个刀具半径值在加工工件外轮廓时，实际轮廓线又小了个刀具半径值。使用刀具半径补偿的方法，数控系统自动计算刀具中心轨迹，使刀具中心偏离工件轮廓个刀具半径值，从而加工出符合图纸要求的轮廓。利用刀具半径补偿功能，改变刀具半径补偿量，还可以补偿刀具磨损量和加工误差，从而实现对工件的粗加工和精加工。固定循环加工功能应用固定循环加工指令，可以简化加工程序，减少编程的工作量。子程序功能如果有加工工件形状相同或相似部分，把其编写成子程序，由主程序调用，这样就简化了程序结构。引用子程序的功能使加工程序模块化，按加工过程的工序分成若干个模块，分别编写成子程序，并由主程序调用，完成对工件的加工。这种模块式的程序便于加工的调试，优化加工的工艺。特殊功能通过在数控铣床上配置仿形软件和仿形装置，用传感器对实物扫描及采集数据，经过数据处理后自动生成程序，进而实现对工件的仿形加工和反向加工工程。总之，配置定的软件和硬件之后，就能够扩大数控铣床的使用功能。数控铣床的加工范围平面类零件加工平面类零件是指加工面平行或者垂直于水平面。数控机床铣削平面可以分为对工件的水平面加工，对工件的正平面加工和对工件的侧平面加工。只要使用两轴半控制的数控铣床就能完成这样平面的铣削加工。曲面加工曲面加工又分为直纹曲面类零件和立体曲面类零件。直纹曲面类零件是指由直线依种规律移动所产生的曲面类零件。立体曲面类零件的加工面不能展成平面，般使用球头铣刀切削，加工面与铣刀始终为点接触。般采用行切加工法和三坐标联动加工。如果铣削复杂的曲面则需要使用三轴甚至更多轴联动的数控铣床。数控铣床自动换刀装置总体要求.数控铣床自动换刀装置产生背景及换刀方法数控铣床是高效率机床的典型产品，然而对于多数数控铣床而言，未配备自动换刀装置成了最大的缺陷。因此为了配合机床的高效率，自动换刀装置的配置及其高速化的运作应成为数控铣床进行结构改进的重要技术内容。数控机床为了进步提高生产率，进步压缩非切削时间，所以现代的机床逐步发展为在台机床上完成多工序或全部工序的加工。数控机床为了能在工件次装夹中完成多个工步，以缩减辅助时间和减少多次安装工件引起的误差，通常都带有自动换刀系统。对工件的多工序加工而设置的存储及更换刀具的装置被称为自动换刀装置，。自动换刀简称系统由控制系统和换刀装置两部分组成。在数控铣床的基础上，如果再配以刀具和自动换刀系统，就构成了加工中心简称。在这类数控机床上，自动换刀装置是必不可少的。例如加工中心机床又被称为多工序自动换刀数控机床，它主要是指具有自动换刀及自动改变工件加工位置功能的数控机床，且具有自动换刀装置是加工中心机床的典型特征，是多工序加工的必要条件。自动换刀机构的功能，能大大提高整个机器的工作效率，节约加工时间。由于普通的数控立式铣床加工的般是中小零件，其大多需要几把刀具加工把刀具以内，所以增加自动换刀装置的同时也要增加自动变换主轴转速，如此便可以减轻劳动强度，减少换刀时间，既提高了机床的自动化程度，又提高了劳动生产率。因此，数控立式铣床作为数控铣床中数量最多应用范围也是最广的种，对其附加能够快速准确地自动换刀装置是非常有必要的。随着切削速度的提高，切削时间的不断缩短，对换刀时间的要求也在逐步提高，换刀的速度已成为衡量台机床加工效率的项重要指标。由于自动换刀要求准确可靠，而且它的结构相对比较复杂，因此加大了提高换刀速度技术难度。目前国外机床为了适应高速加工，都采用了新技术新方法，为其配备快速自动换刀装置。换刀速度指标衡量换刀速度的方法主要有以下三种刀到刀换刀时间，切削到切削换刀时间，切屑到切屑换刀时间。由于切屑到切屑换刀时间基本上就是数控铣床两次切削之间的时间，反映了数控铣床换刀所占用的辅助时间，因此切屑到切屑换刀时间应该是衡量数控铣床效率高低的最直接指标。而刀到刀换刀时间则主要反映自动换刀装置本身性能的好坏，更适合作为机床自动换刀装置的性能指标。这两种方法通常用来评价换刀速度。至于换刀时间多少才是高速机床的快速自动换刀装置并没有确定的指标，在技术条件允许的情况下，构的机床，实现了切屑到切屑换刀时间仅为.。是目前世界上切屑到切屑换刀时间最短的机床。这种结构的机床和通常的加工中心结构已大不相同。不仅可以用于需要快速换刀的加