加工中心刀库的特点介绍
" Q% L4 L) D' i- J4 ~# }加工中心使用的刀库最常见的形式是圆盘式刀库和机械手换刀刀库。我结合自己的经验向大家介绍一下。希望对刚工作的工程师们有所帮助。
5 l9 A- Y6 |6 i0 e0 x一、特点
7 K2 k' [" @; {( n5 a+ F" j) E圆盘式刀库
) J/ `+ c& P( f' t: d2 B" i圆盘式刀库应该称之为固定地址换刀刀库，即每个刀位上都有编号，一般从1编到12、18、20、24等，即为刀号地址。操作者把一把刀具安装进某一刀位后，不管该刀具更换多少次，总是在该刀位内。% D, O9 l9 h/ ~3 ?
1、 制造成本低。主要部件是刀库体及分度盘，只要这两样零件加工精度得到保证即可，运动部件中刀库的分度使用的是非常经典的“马氏机构”，前后、上下运动主要选用气缸。装配调整比较方便，维护简单。一般机床制造厂家都能自制。
5 I5 j- k' E+ F2、 刀号的计数原理。一般在换刀位安装一个无触点开关，1号刀位上安装挡板。每次机床开机后刀库必须“回零”，刀库在旋转时，只要挡板靠近（距离为0.3mm左右）无触点开关，数控系统就默认为1号刀。并以此为计数基准，“马氏机构”转过几次，当前就是几号刀。只要机床不关机，当前刀号就被记忆。刀具更换时，一般按最近距离旋转原则，刀号编号按逆时针方向，如果刀库数量是18，当前刀号位8，要换6号刀，按最近距离换刀原则，刀库是逆时针转。如要换10号刀，刀库是顺时针转。
& |) T L( W" H" y) H, U4 S4 C/ `机床关机后刀具记忆清零。7 u) l# r# ^) ~1 N! e. I; y. g
3、 固定地址换刀刀库换刀时间比较长国内的机床一般要8秒以上（从一次切削到另一次切削）。
. s; |0 ^( b7 J1 n5 z+ K4、 圆盘式刀库的总刀具数量受限制，不宜过多，一般40#刀柄的不超过24把，50#的不超过20把，大型龙门机床也有把圆盘转变为链式结构，刀具数量多达60把。
, X! X; T) w, w8 H机械手刀库
) s! d4 B* Q) y9 a3 C机械手刀库换刀是随机地址换刀。每个刀套上无编号，它最大的优点是换刀迅速、可靠。
5 N. k& w5 O) p! {( t) h* y1、 制造成本高。刀库有一个个刀套链式组合起来，机械手换刀的动作有凸轮机构控制，零件的加工比较复杂。装配调试也比较复杂，一般由专业厂家生产，机床制造商一般不自制。% f! X* A; r6 V; V! q
2、 刀号的计数原理。与固定地址选刀一样，它也有基准刀号：1号刀。但我们只能理解为1号刀套，而不是零件程序中的1号刀：T1。系统中有一张刀具表。它有两栏。一栏是刀套号，一栏是对应刀套号的当前程序刀号。假如我们编一个三把刀具的加工程序，刀具的放置起始是1号刀套装T1（1号刀），2号刀套装T2，3号刀套装T3，我们知道当主轴上T1在加工时，T2刀即准备好，换刀后，T1换进2号刀套，同理，在T3加工时，T2就装在3号刀套里。一个循环后，前一把刀具就安装到后一把刀具的刀套里。数控系统对刀套号及刀具号的记忆是永久的，关机后再开机刀库不用“回零”即可恢复关机前的状态。如果“回零”，那必须在刀具表中修改刀套号中相对应的刀具号。
/ Z" Z# X& w6 k( D6 w. d3、 机械手刀库换刀时间一般为4秒（从一次切削到另一次切削）。4 S* X1 A8 \( A# M' R. H1 H, e
4、 刀具数量一般比圆盘刀库多，常规有18、20、30、40、60等! J* r5 g( {) O% B- ~
5、 刀库的凸轮箱要定期更换起润滑、冷却作用的齿轮油。6 F' S, I: ^3 i
二、使用的选择* e9 x% z- M, G* m7 @
两种刀库形式各有优缺点。选择哪一种？常规选择大家关注两点：一是价格，二是使用场合。
8 @5 ~1 u- M8 k( b8 E+ L! i7 M价格：以40#刀库20把刀为例。圆盘式刀库价格约为3.5万，机械手刀库为6.5万。8 E' m6 h% I- o$ D( p. Q
使用场合：一般单件小批量生产用圆盘式刀库为好，大批量生产用机械手刀库。
) n+ ~' F- S( n- K5 z 另外大家也知道机械手刀库可靠性比圆盘式刀库高，但圆盘式刀库维护保养简单方便。 & u" X/ }$ k8 J) p2 A3 F: F$ ~+ h
其实还有几点大家容易忽略。4 C. c4 [2 E2 |
1、 圆盘式刀库的刀柄在刀库内放置时7：24的锥面是敞开的，无保护，时间久了或车间环境恶劣，锥面易脏。影响刀具的重复安装精度。而机械手刀库的刀套包容全部锥面，不易脏。特别对精镗刀的鏜孔精度稳定性有好处。
6 ], w8 x/ b4 \0 \' j8 J& r3 i5 q2、 机械手刀库对刀具重量要求严格，一旦超重，刀具会从机械手中甩出去，易出危险。长度也必须在要求范围内，机械手旋转时所占的空间比较大，编程者须计算换刀是否会碰夹具等。# D4 C8 l7 _+ R- d$ ?9 z
3、 圆盘式刀库从使用上讲，刀具应在圆盘周围均匀放置，尽可能使质量重心在圆盘中心。以延长刀库使用寿命。
3 J7 B+ r) l( }6 h4、 从承重的角度讲，圆盘式刀库的刀柄以40#和30#比较好，50#的刀柄最好选机械手刀库。$ S9 b1 V. |$ U" i! l
5、 机械手刀库在使用大直径刀具（大于相邻刀位的最大直径）时处理比较麻烦。要么每一把刀具间隔位置都一样。要么通过PLC专门辟出几个刀套位作为“特区”。1 `3 @3 L) v1 {! d3 z
三、刀库的故障情况4 _9 A) |; r* s1 Q3 L0 V
圆盘式刀库的故障概率比机械手刀库高，易损件主要是“马式机构”中拨叉上的滚针轴承损坏，如果刀库长时间满载或者偏重运行。那导轨副会磨损、圆盘中心的轴承也会磨损。但是更换都是比较方便的。
3 d/ y+ d0 P4 F7 m& Z机械手刀库主要是靠凸轮机构完成换刀动作的，简单、可靠。平时只要按时更换凸轮箱里的油即可。使用寿命长。如果凸轮槽磨损到一定程度后不更换，刀库就不能用了。" k: m& P' j% p/ Q2 _
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谢谢大家！也希望业内资深人士多提意见！共同提高水平！ |
发表于 2007-11-7 10:50:13
发表于 2007-11-7 20:45:14
