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加工中心ATC分度機構運動學分析
閱讀：168 發(fā)布時間：2020-8-110 引言
ATC （自動換刀系統(tǒng)） 是加工中心的重要功能部件， 多采用槽輪機構作為其刀庫分度機構，將刀庫電機的連續(xù)運動轉(zhuǎn)換為刀具分度盤的間歇運動[1-3]；為了縮短換刀時間，提供工作效率，需要分度機構在進行高強度啟、停運動同時，盡量減少連續(xù)運動構件與間歇運動構件之間的沖擊，保證運動平穩(wěn)性[4-5]；本文作者從嚙合類型和槽輪槽數(shù)等方面，分析外嚙合和內(nèi)嚙合槽輪、以及槽輪槽數(shù)對分度運動平穩(wěn)性的影響，為加工中心ATC 刀庫槽輪式分度機構的選型和設計提供參考[1]。
1 斗笠式刀庫分度裝置的工作原理
圖1 所示是ATC 刀庫分度裝置結構示意圖，其中法蘭軸是主動輸入件，其由刀庫電機驅(qū)動，分度盤是從動輸出件，其與安裝有刀具的刀盤聯(lián)接，與法蘭軸固定連接的左、右銷軸，將法蘭軸的連續(xù)運動轉(zhuǎn)換為分度盤的間歇運動；法蘭軸每轉(zhuǎn)動半圈，分度盤轉(zhuǎn)過一個分度槽，左、右銷軸間斷性地進入分度槽，使分度盤產(chǎn)生周期性的分度運動，從而實現(xiàn)刀庫的分度功能。
在分度過程中，分度盤軸心位置O1與法蘭軸軸心位置O2之間的距離固定，分度盤軸心位置O1與銷軸軸心位置O3 之間的距離也固定，銷軸從分度槽的槽口進入后，沿分度槽徑向前進到槽底，隨著槽輪轉(zhuǎn)動再沿分度槽徑向后退到槽口，銷軸軸心位置O3 與分度盤軸心位置O1 之間的距離也隨之改變；根據(jù)法蘭軸轉(zhuǎn)動半圈、單個銷軸進入再推出分度槽以及法蘭盤轉(zhuǎn)動一個分度角度的分度過程， 可將槽輪機構等效為擺動導桿機構， 其中 L1 是機架、L2 是曲柄、L3 是導桿、銷軸是滑塊， 當銷軸接觸分度槽時， 勻速轉(zhuǎn)動的曲柄 L2 通過滑塊帶動導桿 L3 做反向變
速運動， 當銷軸脫離分度槽時， 曲柄 L2 勻速轉(zhuǎn)動， 導桿 L3 靜止不動。