柔性車(chē)削單元在性能和結(jié)構(gòu)方面有其獨(dú)到之處,有別于數(shù)控車(chē)床和車(chē)削加工中心。它除完成復(fù)合加工(在一次裝夾中通過(guò)刀架與C軸配合,完成車(chē)、銑、鉆、鏜等加工)外,機(jī)床還具有其他功能,主要特點(diǎn)如下:
(1)高性能的外圍設(shè)備,包括工業(yè)機(jī)器人,多工位拖板交換工作臺(tái),隨行存放器,刀庫(kù)、換刀機(jī)械手等,其中最重要的工業(yè)機(jī)器人與一般自動(dòng)化機(jī)械不同,它具有可重復(fù)編程的多功能特性。
(2)自動(dòng)更換工件,利用工業(yè)機(jī)器人裝置,柔性車(chē)削單元具有自動(dòng)更換工件的功能,工業(yè)機(jī)器人一般為龍門(mén)式,采用液壓,氣動(dòng)或電氣驅(qū)動(dòng)方式和微機(jī)控制方式。工業(yè)機(jī)器人配備有機(jī)械式或電磁式抓取裝置,后者更具柔性,工業(yè)機(jī)器人一般有4~5個(gè)自由度,重復(fù)定位精度為±0.5mm~±0.1mm。
(3)自動(dòng)更換刀具,柔性車(chē)削單元用刀庫(kù)和換刀機(jī)械手實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀,刀庫(kù)主要有鏈?zhǔn)胶凸妮喪剑醒氲稁?kù)外,也有箱式刀庫(kù),刀庫(kù)的容量可達(dá)64把或更多。
換刀機(jī)械手一般為雙爪回輪式,被換刀具重量可達(dá)30Kg,機(jī)械手的兩個(gè)夾爪可相對(duì)旋轉(zhuǎn)90°。如果是重型刀具。只換切削部分,借助托盤(pán)從中央刀庫(kù)向機(jī)床供給帶刀具的刀具盒,并借助機(jī)器人裝夾刀具。
(4)自動(dòng)更換卡盤(pán)爪(或卡盤(pán))柔性車(chē)削單元具有快速更換卡盤(pán)爪或整個(gè)卡盤(pán)的功能,機(jī)床更換新工件轉(zhuǎn)換時(shí)的自動(dòng)化程度較高,自動(dòng)更換卡盤(pán)爪裝置多為鏈條式更換卡爪庫(kù)和操縱器。操縱器帶有雙爪回轉(zhuǎn)機(jī)械手,主軸轉(zhuǎn)位后,擬更換的卡爪放到給定的家度位置,操縱器機(jī)械手的自由爪便取出用過(guò)的卡爪,機(jī)械手回轉(zhuǎn)180°后,機(jī)械手的第二個(gè)爪便夾著新的卡爪并把它裝入卡盤(pán),然后把取下來(lái)的卡爪裝入卡盤(pán)庫(kù)的盒內(nèi),卡爪更換后,利用氣動(dòng)傳感器檢查和控制卡爪對(duì)卡盤(pán)的貼合度。
(5) 刀具的自動(dòng)監(jiān)控,柔性車(chē)削單元具有自動(dòng)監(jiān)控的功能,以減少停機(jī)。間接測(cè)量機(jī)床與刀具之間力的波動(dòng)和功率的消耗情況以及切削力的變化來(lái)見(jiàn)空刀具,利用聲發(fā)射技術(shù),刀具監(jiān)控系統(tǒng)可以在線測(cè)量表面粗糙度和刀具磨損。
(6)多坐標(biāo)多功能控制系統(tǒng),柔性車(chē)削單元的控制系統(tǒng)除具備全功能數(shù)控車(chē)床的功能外,有C軸及C—Z和C—X軸聯(lián)動(dòng)性能,系統(tǒng)還有刀具測(cè)量、工件測(cè)量、刀具監(jiān)控等功能,有控制輔助功能的自動(dòng)上下料、自動(dòng)更換刀具等接口。