第四节 数控加工系统中交换工件的装置.doc

第四节 数控加工系统中交换工件的装置

   完整的柔性制造系统（FMS）一般应包含加工、物流和信息控制三个子系统，而其中与其它两个系统直接有关的物料自动储运系统既是实现柔性自动加工的条件，又是区别 其他制造系统的重要特征之一。组成该系统的主要设备则是安放夹具的托板与支座、自动运输小车、各种工件料架及仓库等，而其中安放夹具的托板则是自动物流的重要环节，图6-52为一工件及夹具装在托板上示意图。工件的输送及其在机床上的夹紧都是通过托板来实现的。
一、托板的结构
   托板的结构与各功能表面的作用见图6-53所示， 托板的顶面是工件(或夹具)安装面，它的结构会 直接影响夹具底板的结构。托板的具体工作过程如下：当机床上T形夹紧器向上顶起时，托板的定位 孔6高出定位销，内传递面5便可沿T形夹紧器上滚子导轨滑动，外传递面5即可沿机床外的接送导轨滑动，若T形夹紧器下拉时，便可使处

于粗定位状态的托板通过定位销及孔6而进入同机床的精定位通过定位面3和夹具面4进入同机床刚性连接。
   托板的结构尺寸分正方形与矩形（长宽比为1：1.25）两类，国际标准化组织已将其 标准化，标准为ISO/DIS8526-1（a1≤800mm）和ISO/DIS8526-2（a＞800mm）。
   托板的结构形式除光平顶面外还有以下五种：
  （1）具有螺孔系顶面的托板结构，如图6-54所示。
  （2）具有T形槽顶面的托板结构，如图6-55所示。
  （3）具有T形加矩形槽顶面的结构，如图6-56所示，其中T形槽与矩形槽尺寸随外廓尺寸al大小不同而不同。
  （4）具有径向T形槽顶面结构，如图6-57所示。
  （5）具有双径向T形槽顶面结构，如图6-58所示。

二、工件（或夹具）在托板顶面上的定位方式
   工件（或夹具）在托板顶面上的定位方式有以下几种：
   （1）用侧面定位块7定位（图6-53）；
  （2）对孔系顶面的托板，可用中央孔与一角向孔d3定位（图6-54）；

  （3）对具有T形槽系顶面托板，可用中央扎与一基准槽定位（图6-55）；
  （4）对带矩形槽的T形槽系顶面托板，可用矩形槽加一T形槽定位（图6-56）；
  （5）用两圆柱孔d6（图6-59和图6-60）或带锥孔的直通孔d6定位（ 如图6-61和图6-62）。
三、托板在机床或托板支座上的定位方式
   托板在机床或托板支座上的定位方式有：
  （1）用托板底面上的两圆柱孔与支承件上两圆柱销对定定位（如图6-59和图6-60）。
  （2）用托板底面上的两圆锥销孔与支承件上两圆锥销对定（如图6-61和6-62）。
四、工件交换的方式
   在柔性制造单元（FMC）和柔性制造系统中，许多工件的交换都是连同托板，通过托板自动交换装置（APC）来实现的。如图6-63所示为一加工中心和一六位环形托板库 组成的柔性制造单元，六个托板可同时沿托板库的长圆形轨道运行，实现托板的输送和定位。托板库一端为工件装卸工位。装有工件（或工件及其夹具）的托板被运送到机床面前 的工位停下，通过交换装置送上机床加工。加工完后又通过此交换装置把机床上的托板连同已加工完的工件送回托板库，输送到装卸工位卸下。在机床加工的同时，装卸工位可进行其他托板的工件装卸。

   常见的托板自动交换装置有：
  （一）平行式双位托板交换装置
   如图6-64所示，该装置固定设置在机床（或其他工作站）工作台与运输路线之间。 其一侧与机床工作台相靠，常成为机床的延伸部分；另一侧可与运输车的一侧靠齐。交换时，利用工作台和运输车的移动，使工作台和运输车上的托板导轨与交换装置上的导轨对准，通过交换装置或运输车上的推拉机构实现托板交换。
  （二）回转式双位托板交换装置
   如图6-65所示，通过装有两托板的工作台旋转180°，实现两托板位置的交换，此交换过程较简单。
  （三）移动式托板交换装置
   如图6-66所示，该种装置主要用于运输车上，FMS运 输车一般都设有这种装置以实现其与托板库或工作站之间的托板交换，通常有一个托板位，和双托板位二种，可提高交换和运输车的运输效率。
   另外，工件的交换还可以通过机器人直接搬运工件的方式实现，即机器人在搬运工件的同时实现工件的交换。