System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种立卧复合五面体加工中心共享式换刀装置及方法制造方法及图纸_技高网

一种立卧复合五面体加工中心共享式换刀装置及方法制造方法及图纸

技术编号:41157145 阅读:5 留言:0更新日期:2024-04-30 18:21
本发明专利技术涉及一种立卧复合五面体加工中心共享式换刀装置及方法,滑轮架包括滚针轴承和驱动装置,滚针轴承在滑轨内滚动,驱动装置包括驱动齿轮、伸缩杆和仰角伸缩杆;驱动齿轮和齿条啮合连接,驱动齿轮转动时滑轮架整体沿滑轨部件移动。本发明专利技术的有益效果是:利用反转马达实现机械臂两端的刀爪的位置调换,实现快速换刀;并通过设置仰角伸缩杆控制机械臂翻转,可以实现立式主轴柱和卧式主轴柱双向换刀功能;提出了一种刀具调度的优化方法,考虑刀具在立卧主轴的加工复合,通过所选刀具与加工任务的合理匹配,克服了单独使用立式或卧式换刀装置所带来的工作效率低,用刀成本增加,换刀装置利用率低等缺陷。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于加工设备,尤其涉及一种立卧复合五面体加工中心共享式换刀装置及方法


技术介绍

1、加工中心(cnc,computerized numerical control)是带有刀库和自动换刀装置的一种高度自动化的多功能数控机床。

2、现有的立卧加工中心刀库有立式主轴和卧式主轴两个换刀机构,通常在立卧两侧主轴位置均有存刀,在空间布局和结构布局上存在浪费,易出现工作效率低,刀具使用成本增加等问题。此外,由于其立卧主轴的加工顺序,换刀装置利用率低并且更换时间较长,会导致刀具的等待时间增长。

3、鉴于此,亟需针对上述问题深入研究,以获得一种新的立卧加工中心换刀装置和刀具调度方法。


技术实现思路

1、本专利技术的目的是克服现有技术中的不足,提供一种立卧复合五面体加工中心共享式换刀装置及方法。

2、滑轮架包括滚针轴承和驱动装置,滚针轴承在滑轨内滚动,驱动装置包括驱动齿轮、伸缩杆和仰角伸缩杆;驱动齿轮和齿条啮合连接,驱动齿轮转动时滑轮架整体沿滑轨部件移动;

3、机械臂呈长条形,机械臂中央设有反转马达,伸缩杆和机械臂垂直固定,仰角伸缩杆一端铰接在滑轮架上,另一端铰接连接在机械臂的一侧边缘上;

4、机械臂两端各设有刀爪,分别用于从主轴柱和刀库夹持刀具的刀柄,主轴柱包括立式主轴柱和卧式主轴柱。

5、作为优选,齿条包括直线齿条和圆弧齿条,导轨包括直线导轨和圆弧导轨,滑轨部件设有定位槽,滚针轴承和滑轨配合,用于支撑滑轮架重量。</p>

6、作为优选,滑轮架还包括滑块、垫片和异形挡圈,滑轮架的上下端均设有滑块,滑块沿导轨滑动,垫片设于两块滑块的外侧,异形挡圈设于垫片上。

7、这种立卧复合五面体加工中心共享式换刀装置的使用方法,,包括卧式主轴和立式主轴的上刀具的换刀方法,卧式主轴的换刀方法包括以下步骤:

8、步骤一、转动驱动齿轮,使滑轮架沿滑轨部件移动,机械臂在刀爪夹持作用下取出卧式主轴柱上的旧刀具;驱动齿轮转动,从而使滑轮架在滑轨部件上移动;

9、步骤二、在滑轮架到达指定刀库位置后,机械臂的上下伸缩,在刀爪夹持作用下取出新刀具后,再次伸缩机械臂并通过反转马达将机械臂水平翻转180°,将另一端刀爪夹持的旧刀具放入刀库中;

10、步骤三、再次通过驱动装置回归步骤一中卧式主轴柱位置;将新刀具安装至卧式主轴柱上。

11、作为优选,立式主轴的换刀方法包括以下步骤:

12、步骤一、仰角伸缩杆收缩,使机械臂从水平状态转变为竖直状态;

13、步骤二、通过伸缩杆使机械臂向水平方向的伸出,一端的刀爪夹持立式主轴柱上的旧刀具的刀柄;然后使用和卧式主轴的换刀方法相同的方法,实现立式主轴的换刀动作。

14、作为优选,步骤三中,变异的方法具体为:在两个独立的子种群中随机选择一个个体,对于选中的个体以一定的概率随机地选择染色体结构数据中某几个串的值进行位置互换,形成新的染色体。

15、作为优选,还包括通过仰角伸缩杆的伸缩,使机械臂翻转,在水平状态和竖直状态之间切换,对立式主轴和卧式主轴上的刀具进行互换。

16、作为优选,还包括通过双种群遗传算法进行刀具调度,刀具调度方法包括以下步骤:

17、步骤一、设置立式主轴柱和卧式主轴柱上的刀具分别为t1和t2,构成一个生产系统,随机生成立式以及卧式针对工件p1,p2,...pm的加工工序顺序,产生两个初始解的子种群;

18、步骤二、计算步骤一中随机生成的针对工件的加工工序顺序的情况下立式和卧式主轴的换刀的等待时间{t1,t2},取tmax=max{t1,t2}为刀库的等待时间,并得出tmax的最小值;

19、步骤三、对两个子种群遗传算法的算子进行复制、交叉和变异,保留k个最优染色体,并生成新的n种不同的加工工序顺序,使计算得到的tmax小于步骤二中得到的tmax的最小值;

20、步骤四、两个子种群独立进化,每进化一代,进行种群交叉,从父代中挑选出最优个体并将其遗传到子代种群中,重新计算tmax以评价每个加工任务顺序的优劣,重复步骤一至步骤四,直至完成指定次数的迭代计算;

21、步骤五、将最后一次计算结果作为最优解,确定加工工序对应的刀具调度结果。

22、作为优选,步骤三中,交叉的方法具体为:从两个子种群中随机选择两个个体,通过两个个体的染色体交换组合,在配对的染色体中随机选择一个交叉位置,然后在该交叉位置对配对的染色体进行基因位变换,通过两点交叉法得到子染色体。

23、作为优选,步骤三中,变异的方法具体为:在两个独立的子种群中随机选择一个个体,对于选中的个体以一定的概率随机地选择染色体结构数据中某几个串的值进行位置互换,形成新的染色体。

24、本专利技术的有益效果是:

25、1)本专利技术利用反转马达实现机械臂两端的刀爪的位置调换,实现快速换刀;并通过设置仰角伸缩杆控制机械臂翻转,可以实现立式主轴柱和卧式主轴柱双向换刀功能,不需要对立式主轴柱和卧式主轴柱单独设置换刀装置,节约空间的同时提升了工作效率,减少了等待时间,解决了单个换刀装置利用率低的问题。

26、2)本专利技术提出了一种刀具调度的优化方法,考虑刀具在立卧主轴的加工复合,通过所选刀具与加工任务的合理匹配,克服了单独使用立式或卧式换刀装置所带来的工作效率低,用刀成本增加,换刀装置利用率低等缺陷。

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【技术保护点】

1.一种立卧复合五面体加工中心共享式换刀装置,其特征在于,包括:滑轮架、滑轨部件和机械臂;滑轨部件围绕机床设置,滑轨部件远离机床的一侧设有齿条,上下侧均设有导轨和滑轨;

2.根据权利要求1所述的立卧复合五面体加工中心共享式换刀装置,其特征在于,齿条包括直线齿条和圆弧齿条,导轨包括直线导轨和圆弧导轨,滑轨部件设有定位槽,滚针轴承和滑轨配合,用于支撑滑轮架重量。

3.根据权利要求1所述的立卧复合五面体加工中心共享式换刀装置,其特征在于,滑轮架还包括滑块、垫片和异形挡圈,滑轮架的上下端均设有滑块,滑块沿导轨滑动,垫片设于两块滑块的外侧,异形挡圈设于垫片上。

4.如权利要求1至3中任一所述的立卧复合五面体加工中心共享式换刀装置的使用方法,其特征在于,包括卧式主轴和立式主轴的上刀具的换刀方法,卧式主轴的换刀方法包括以下步骤:

5.根据权利要求4所述的立卧复合五面体加工中心共享式换刀装置的使用方法,其特征在于,立式主轴的换刀方法包括以下步骤:

6.根据权利要求5所述的立卧复合五面体加工中心共享式换刀装置的使用方法,其特征在于,还包括通过仰角伸缩杆的伸缩,使机械臂翻转,在水平状态和竖直状态之间切换,对立式主轴和卧式主轴上的刀具进行互换。

7.根据权利要求4所述的立卧复合五面体加工中心共享式换刀装置的使用方法,其特征在于,还包括通过双种群遗传算法进行刀具调度,刀具调度方法包括以下步骤:

8.根据权利要求7所述的立卧复合五面体加工中心共享式换刀装置的使用方法,其特征在于,步骤三中,交叉的方法具体为:从两个子种群中随机选择两个个体,通过两个个体的染色体交换组合,在配对的染色体中随机选择一个交叉位置,然后在该交叉位置对配对的染色体进行基因位变换,通过两点交叉法得到子染色体。

9.根据权利要求7所述的立卧复合五面体加工中心共享式换刀装置的使用方法,其特征在于,步骤三中,变异的方法具体为:在两个独立的子种群中随机选择一个个体,对于选中的个体以一定的概率随机地选择染色体结构数据中某几个串的值进行位置互换,形成新的染色体。

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【技术特征摘要】

1.一种立卧复合五面体加工中心共享式换刀装置,其特征在于,包括:滑轮架、滑轨部件和机械臂;滑轨部件围绕机床设置,滑轨部件远离机床的一侧设有齿条,上下侧均设有导轨和滑轨;

2.根据权利要求1所述的立卧复合五面体加工中心共享式换刀装置,其特征在于,齿条包括直线齿条和圆弧齿条,导轨包括直线导轨和圆弧导轨,滑轨部件设有定位槽,滚针轴承和滑轨配合,用于支撑滑轮架重量。

3.根据权利要求1所述的立卧复合五面体加工中心共享式换刀装置,其特征在于,滑轮架还包括滑块、垫片和异形挡圈,滑轮架的上下端均设有滑块,滑块沿导轨滑动,垫片设于两块滑块的外侧,异形挡圈设于垫片上。

4.如权利要求1至3中任一所述的立卧复合五面体加工中心共享式换刀装置的使用方法,其特征在于,包括卧式主轴和立式主轴的上刀具的换刀方法,卧式主轴的换刀方法包括以下步骤:

5.根据权利要求4所述的立卧复合五面体加工中心共享式换刀装置的使用方法,其特征在于,立式主轴的换刀方法包括以下步骤:

6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员:王铮赵燕伟黄泽柱钟昊楠
申请(专利权)人:浙大城市学院
类型:发明
国别省市:

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