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          刀庫和刀具的選擇方式

            1.刀庫類型
            刀庫的作用是儲備一定數量的刀具,通過機械手實現與主軸上刀具的互換。刀庫的類型有盤式刀庫、鏈式刀庫等多種形式,刀庫的形式和容量要根據機床的工藝范圍來確定:
            ①盤式刀庫的刀具方向與主軸同向,換刀時主軸箱上升到一定的位置,使主軸上的刀具正好對準刀庫最下面的位置,刀具被夾住,主軸在CNC的控制下,松開刀柄。
            ②盤式刀庫向前運動,拔出主軸上的刀具,然后刀庫將下一個工序所用的刀具旋轉至與主軸對準的位置,刀庫后退將新刀具插入主軸孔中,主軸夾緊刀柄,主軸箱下降到工作位置,完成換刀任務,進行下道工序的加工。此換刀裝置的優點是結構簡單,成本較低,換刀可靠性較好;缺點是換刀時間長,適用于刀庫容量較小的加工中心。
            ③鏈式刀庫適用于刀庫容量需求量較大的加工中心,該刀庫結構緊湊,刀庫容量較大,鏈環的形狀可根據機床的布局制成各種形狀,也可將換刀位突出以便于換刀。當需要增加刀具數量時,只需增加鏈條的長度即可,給刀庫設計與制造帶來了方便。
            2. 刀具的選擇方式
            一般的刀庫內存放有多把刀具,每次換刀前要進行選刀,常用的選刀方法有順序選刀和任意選刀兩種:順序選刀是在加工之前,將加工零件所需刀具按照工藝要求依次插入刀庫的刀套中,加工是按順序調刀,加工不同的工件時必須重新調整刀庫中的刀具順序。其優點是刀庫的驅動和控制都比較簡單。因此,這種方式適合加工批量較大、工件品種數量較少的中、小型數控機床的自動換刀。
            隨著數控系統的發展,目前大多數的數控系統都采用任意選刀的方式,其分為刀套編碼、刀具編碼和記憶式等三種。
            3. 刀具編碼方式
            刀具編碼或刀套編碼需要在刀具或刀套上安裝用于識別的編碼條,一般都是根據二進制編碼的原理進行編碼。刀具編碼選刀方式采用了一種特殊的刀柄結構,并對每把刀具編碼。每把刀具都具有自己的代碼,因而刀具可在不同的工序中多次重復使用,換下的刀具不用放回原刀座,刀庫的容量也可相應減少。但每把刀具上都帶有專用的編碼環,刀具長度加長,制造困難,刀庫和機械手的結構變復雜。刀套編碼的方式是一把刀具只對應一個刀套,從一個刀套中取出的刀具必須放回同一刀套中,取送刀具十分麻煩,換刀時間長。目前在加工中心上大量使用記憶式的方式。這種方式能將刀具號和刀庫中的刀套位置對應地記憶在數控系統的PLC中,無論刀具放在哪個刀套內,刀具信息都始終記存在PLC內。刀庫上裝有位置檢測裝置,可獲得每個刀套的位置信息。這樣刀具就可以任意取出并送回。刀庫上還設有機械原點,使每次選刀時就近選取。
            4.刀具交換裝置
            數控機床的自動換刀裝置中,實現刀庫與機床主軸之間傳遞和裝卸刀具的裝置稱為刀具交換裝置。刀具的交換方式有兩種:由刀庫與機床主軸的相對運動實現刀具交換以及采用機械手交換刀具。利用刀庫與機床主軸的相對運動實現刀具交換的裝置在換刀時必須首先將用過的刀具送回刀庫,然后再從刀庫中取出新刀具,兩個動作不能同時進行,換刀時間較長。而采用機械手換刀裝置在換刀時能夠同時抓取和裝卸機床主軸和刀庫中的刀具,因此換刀時間進一步縮短。采用機械手進行刀具交換的方式應用最廣泛。這是因為機械手換刀靈活,動作快,而且結構簡單。機械手能夠完成抓刀—拔刀—回轉—插刀—返回等一系列動作。為了防止刀具掉落,機械手的活動爪都帶有自鎖機構。
          分類: CNC加工中心  
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