加工中心刀库的特点介绍

飞尘 · 发表于 2007-11-7 10:50:13

加工中心刀库的特点介绍
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。
一、特点
圆盘式刀库
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。
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。
2、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。
机床关机后刀具记忆清零。
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）。
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。
机械手刀库
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。
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。
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。
3、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、刀具数量一般比圆盘刀库多，常规有18、20、30、40、60等
5、刀库的凸轮箱要定期更换起润滑、冷却作用的齿轮油。
二、使用的选择
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。
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。
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。
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。
其实还有几点大家容易忽略。
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。
2、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。
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。
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。
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”。
三、刀库的故障情况
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。
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。

谢谢大家！也希望业内资深人士多提意见！共同提高水平！

燃烧的太阳 · 发表于 2012-8-31 15:12:08

刀库不要装满刀，保证上面提到的三把刀都是无邻刀，就可以解决了，您试一下。

lingw94133354 · 发表于 2012-8-28 16:17:51

只看看不评论发表于 2012-8-28 13:39
7 s0 s$ h8 Q$ U+ d; C6 D H7 g非常感谢，接受T0，问题基本解决了，但是但是刀具跟刀套对应不上，我T1一直放1号刀套，可是等换T2的时候却 ...

不是很明白。你是说想让每一把刀在刀库中的刀套号都保持不变？那这样子，你只能每调一把刀后，刀库不动，用完再换回去了。这样子，机床每调一把刀，都会有两次的换刀动作，增加了非切削时间，是比较大的浪费啊。

只看看不评论 · 发表于 2012-8-28 13:39:19

lingw94133354 发表于 2012-8-27 08:25 - n8 F4 E, y9 c' T: J) t9 M
不好意思，我表达能力不好。我举个例子吧。
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2 @1 M2 T" z8 I2 q8 t/ s5 M# y(T02是大刀,T01指代大刀在任意一个程序中的前道加工的刀具 ...

非常感谢，接受T0，问题基本解决了，但是但是刀具跟刀套对应不上，我T1一直放1号刀套，可是等换T2的时候却一直放20号刀套里面，这是为神马

lingw94133354 · 发表于 2012-8-27 08:25:30

只看看不评论发表于 2012-8-25 15:15 ) F/ Z. \. T$ c9 O! X
最近遇到个蛮烦事，加工中心有把刀特别大，这样就要求这把刀旁边两边不能装刀，但是换刀换一段时间就容易换 ...

不好意思，我表达能力不好。我举个例子吧。

(T02是大刀,T01指代大刀在任意一个程序中的前道加工的刀具，T03指代大刀在程序中的后一道加工的刀具)

...
...(假设现在设备上用的是T40）
T01 M06（T40装到T01刀套）
G00 X0.Y100.
...
...
T0 M06（T01装到T40刀套）
（现在，主轴上没有刀具）
T02 M06（刀库转到02刀套，换02号刀）
...
...
T0 M06（02号刀换回02刀套）
（主轴上没有刀具）
T03 M06(换03号刀）
T04(刀库中04刀套准备）
...
...
其实整个过程就是在换01和02号刀的时候，取消下一把刀的刀库刀套准备，让刀库保持不动

就不知道你们加工中心接不接受T0调刀。

只看看不评论 · 发表于 2012-8-25 15:15:37

最近遇到个蛮烦事，加工中心有把刀特别大，这样就要求这把刀旁边两边不能装刀，但是换刀换一段时间就容易换到那把大的刀具旁边，有什么办法让1号刀具始终在1号刀套里面，2号在2号刀套里面..........

Mechanic · 发表于 2011-12-20 15:25:24

最近在做基于RFID的换刀检误，正愁不了解刀库和换刀过程呢，学习了，请问：用刀具名代替刀具号编写数控程序有意义吗？能用刀具名实现随机编程吗？

dujun88 · 发表于 2010-5-4 14:16:54

正在谢谢，谢谢楼主啦！！！！！！！！！！！！！！！

jjkkllo · 发表于 2007-12-28 08:57:44

“圆盘式刀库”机床厂商通常称为“斗笠式”

青龙偃月 · 发表于 2007-12-28 08:40:07

简单明了，基本上了解了加工中心刀库的概况，飞尘中将的功底比较深厚啊。

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