加工中心刀库的特点介绍

飞尘

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。
; p1 t9 K' g( a- P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。
" h7 H* Y& ]7 d/ {, b6 g" p1、 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。
6 d& d ^- _# c" H. m机床关机后刀具记忆清零。
0 D9 f5 Z9 @5 j) R/ u3、 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
e2 G! X; u8 T X7 s5 o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。
: P o& n0 P1 V, _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。
2 g* u& C0 y. H ?/ j3、 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 R* C% N. t- I' `5 a5 F4、 刀具数量一般比圆盘刀库多，常规有18、20、30、40、60等
4 W, h! ^ z/ \$ C9 n1 n) u- O5、 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
( S/ V. `9 k. M! B `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。
- g% {4 `; h* n% A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。
4 {6 ]( I, W# Z: J6 Y+ @+ Y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。
, Q) }$ b' c% }2 P! H# a2、 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。
) \' Z6 b5 X4 L5、 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。
2 Q1 `7 Z* ~4 `) }7 F# I) @9 F! N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！

亮剑

正想学习，收藏了。
谢谢

养猪东篱下

楼主说得很好啊!我本人就对机械手刀库了解的不多.
另外,如果可以地话,请楼主也结合自己的工作经验,谈谈立式加工中心和卧式加工中心的特点,以及它们分别对刀具的要求和影响.
由于工作关系,很多朋友都不可能既熟悉立式加工中心又熟悉卧式加工中心.所以,这个话题感兴趣的人应该不少吧.
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[本帖最后由 养猪东篱下 于 2007-12-9 12:50 编辑]

天风

学习，有图的话就好了

马靖然

非常好，我看了．多谢谢

螺旋线

顶了,说得简单专业,清楚明了.
; n5 ^% |; _/ K1 v9 g换刀时间是加工中心的一个买点,尤其是高速加工中心.

晨风

说得简单专业,清楚明了.谢谢

飞尘

版主，你好！因出差一段时间，没上网。
我会抽时间写一些自己的经验来与大家交流。

guqifei

楼主对加工中心的了解颇深，顶

青龙偃月

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。