加工中心刀库的特点介绍
& X y8 N( _; }& B1 K; l x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。
, T* p: M8 ^( p% U一、特点
. }" l% d. v2 u圆盘式刀库
' V% O. X7 D! Y; D2 J2 c* C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。
& n. \7 Y8 w( j: \1 `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。
- d7 y0 n/ m, x2、 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。 z; v) b& G* f& k$ o+ T
机床关机后刀具记忆清零。
! X- k7 z$ c9 d7 b! s. _2 B& W N3、 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）。& a+ v+ X) q8 t1 L9 G
4、 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。
, L# A$ g! W( q1 e& p! K) U5 G机械手刀库% w. a' ?% v6 @& q! [
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。% [) [3 r2 w' u
1、 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。
$ X" Y) G. A: z* ^. b2、 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。
: t( K2 e, t* Q. }& Q3 n. g- y3、 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）。) q6 k' F. y; t
4、 刀具数量一般比圆盘刀库多，常规有18、20、30、40、60等; t1 C; l+ D5 r
5、 刀库的凸轮箱要定期更换起润滑、冷却作用的齿轮油。
5 z( N" X; ~* x5 ]! w4 s% H: M二、使用的选择- P% E8 C" s( ~) X }
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。
& g& v9 R" j& W) n. w2 a3 }; F/ l( b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。2 t+ a/ J, j+ O. q5 `
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。2 }/ b7 M: q$ m) ^
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。 ! q, V+ x0 H8 D$ ^
其实还有几点大家容易忽略。; _+ V5 f5 O: n# A3 m' q, ~
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。
5 D; ?; D- N, ]1 j/ Q1 D7 z2、 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。
8 N/ g6 Z% |: t: d( j5 n; F3、 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。1 I4 j% u% ^1 z; [5 z
4、 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。
1 }6 \5 D. \& j' {# }2 n5、 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”。
% @# c' h8 P& |: j6 C三、刀库的故障情况
& a9 ]6 I, u: L9 ^0 d5 e* ~( B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。
& L8 I8 H" C0 J a( E' z( s& W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。
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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
