加工中心刀库的特点介绍& ~2 I, F; Q& E# D) l! E
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。
) z P7 A5 h" r( @0 d0 g+ J一、特点
2 t5 r) I2 @2 e i+ Q5 ?圆盘式刀库
" b+ O' A2 {) v; ]& B0 D, E; K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。
! h0 p0 I) T0 ?3 J9 @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。
6 ^* f1 X) q5 b! Z) j2、 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。
: l) h( y: |$ V" w1 s- e9 v) p) F机床关机后刀具记忆清零。
! l& t7 x' r' V0 g$ W3、 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）。, r! `; J# t* 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。
$ N4 H' |) `, ~机械手刀库7 J. x: S" D8 |
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。- @. v# J3 B! @# O0 k. H- G% Y
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。& x1 z& @( ^. i, s( G2 G
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。
. u* C, r2 r6 X% a7 Z. N0 x% b3、 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）。
/ x4 h5 l7 h7 p' E8 _9 |4、 刀具数量一般比圆盘刀库多，常规有18、20、30、40、60等& J$ S7 {) M% B- B( N/ ?
5、 刀库的凸轮箱要定期更换起润滑、冷却作用的齿轮油。. s% Z7 |; H3 W8 g
二、使用的选择# T3 E0 `$ F7 [# {3 B7 h
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。
* c, g0 z# {$ @3 t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。
! ^4 P* F6 s. d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。
7 l. q1 ~! ]4 t- b8 I9 d4 g+ g% q8 J 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。
. u3 U4 p6 ]) c P其实还有几点大家容易忽略。& j: O" F$ h4 B9 ]
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。
$ `% M% [6 j' N* r9 R5 x* k2、 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。5 p& t1 T# D; M0 H% t& K
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。
b X$ q6 P8 O! V4、 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。( }9 i. {5 b4 A- q) z1 c
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”。
( T* t& h3 ^+ @7 |4 p; r; P三、刀库的故障情况" K0 O6 p5 H5 U; d: J* d
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。6 q$ x# G. h- w. J
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。3 [" Q6 E6 W5 }" J+ N0 L- k! ~+ U
1 o0 I9 L' B5 \6 `
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
楼主
