经济型数控车床自动换刀原理与维修

从相应的技术标准上铺平了道路。但同时也对我国的机床电器行业提出了相应的要求:机床电器产品的质量,不仅仅体现在其自身的稳定性、可靠性、机械寿命、电气寿命等方面。同时还要更加注重其与整体机械、设备、系统的协同、安全、可靠;相应的技术要求条件与国际共同认可的技术要求条件接轨;相应的人身安全保护措施;对环境的影响、电磁兼容等等方面。

总之,一系列新的标准为机床电器行业在进入WT O 参与国际竞争从技术要求及条件上与国际接

轨铺平了道路。机床电器行业也必将在新的系列标准支持下,在参与国际竞争中出现一个全新面貌。

数控?数显

经济型数控车床自动换刀原理与维修

徐州师大工学院电气工程系　苏州职工业余大学　贾传圣　杨永娟

〔摘要〕　分析了经济型数控车床自动换刀的工作原理及其维修事例,简述了国内车床加工的现状。关键词　数控　自动换刀　反向锁紧　维修

一、经济型数控车床的自动刀架系统刀架是车床的一个重要组成部分,刀架用于夹持切削用的刀具,其结构直接影响车床的切削性能

和效率。

经济型数控车床将原来的普通手动转动力架替换成四刀位或六刀位的自动转位刀架。自动转位刀架由数控系统控制,效率高,工艺性能可靠。

如图1所示为山东德州机床厂生产的CK D6163

图1　CK D6163型数据控车床的自动换刀

型数控车床的自动换刀原理图,该刀架的刀位数为6,当数控单元E NC 发出换刀信号后,830和827接

通,刀架正转控制接触器K M 4接通220V 交流电源,K M 4吸合,换刀电机M 3通入380V 正向旋转,驱动蜗

杆减速机构,螺杆升降机构使上刀体上升。当上刀体上升到一定高度时,离合转盘起作用,带动上刀体—

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1—机床电器2001No.4 数控?数显

旋转。刀架上端的发信盘对应每个刀位都安装一个霍尔元件S Q1、S Q2……S Q6,当上刀体旋转到某一刀位时,该刀位上霍尔元件2号线向数控系统输入低电平,而其它刀位霍尔元件输出高电平。在上刀体旋转过程中,发信盘不断向数控系统E NC反馈刀位信号。数控系统将反馈刀位信号与指令刀位相比较,当两信号相同时,说明上刀体已旋到所选刀位,否则继续旋转。转到所选刀号后,数控系统立即使827与830断开,而828与830接通,刀架反转控制接触器K M5接通220V交流电源,K M5吸合,换刀电机M3反转,活动销反靠在反靠盘上初定位。在活动销的反靠作用下,蜗杆带动上刀体下降,直至齿轮盘啮合,完成精定位,并通过蜗轮蜗杆锁紧螺母,使刀架紧固,换刀电机M3反向堵转,电流值迅速上升,821,822为刀架电机堵转检测信号,检测到该信号后,向数控系统发出转位完成信号,K M5断电,切断电源,电动机停转,自动换刀过程完成,并进行下一步操作。图中RC为过电压阻容吸收装置,QF3为具有过载及短路保护的电源开关,PE3为刀架电机M3接地保护,为防止K M4、K M5同时吸合造成主回路短路,在K M4、K M5控制回路中串入了电气互锁接点,QF1、QF2、QF3为电源闭锁开关。

值得说明的是目前经济型数控车床换刀反向卡紧的检测方式主要有3种。第1种即文中所述的采用堵转电流检测法;第2种为延时默认法,如西门子802S系统,当转到所选刀号后,刀架电机反转100ms 卡紧刀架,刀架刀位锁紧信号被24V屏蔽掉了,此时默认换刀完毕,电机切断电源停转,完成换刀并可进行下一步操作;第3种为锁紧传感器检测法,当转到所选刀号后,电动机反转卡紧刀架后,刀位正确传感器反馈信号给数控系统,电机切断电源,自动换刀过程完成。如南京第二机床厂生产的C J K6136D型数控车床采用此种方式。

二、自动换刀系统维修二例

经济型数控车床在中小企业中应用较广泛,由于数控机床相对普通车床价格较高,结构复杂,数控系统出现故障时用户又难以排除,因此有些用户从保护设备出发,宁可闲置,非万不得已时不启用,设备利用率较低。数控系统是由成千上万个电子器件组成的,而它们的性能和寿命具有很大的离散性。数控车床大量采用电气控制,机械结构大为简化,所以机械故障率大大降低,电气故障相对来讲较多,而60%以上的车床故障与自动换刀装置有关。

维修事例1:我院一台经济型数控车床采用的是西门子802S系统,当程序运行至换刀指令时,车床停止运转,无法继续操作。自动换刀原理参照图1及文中所述,首先检查数控系统运行其它指令正常,说明数据控系统没坏,接着用手动换刀也不能操作,拆下电机用扳手能盘动换刀装置,而且用力不大,空试手动换刀,电机旋转但转向相反,说明电源相序不对,事故原因是动力网改造过程中将电源相序弄错。笔者曾碰到此类故障三起,任意调整电源两相,数控车床运行正常。

维修事例2:采焊矿机械厂使用的是山东德州机床厂的CK D6163经济型数控车床,在程序运行到换刀时,换刀电机正向旋转,连续旋转一直不停。调出程序换5号刀,检查一遍未发现问题,重新编程换其它刀都正常,将刀位手动停在5号位,检查805号线对地是高电平,说明刀位传感器S Q5霍尔元件损坏,更换一新的霍尔元件,车床运行正常。

从笔者所维修好的数十台经济型数控车床来看,严重的数控系统故障并未发现,主要是一些传感器、接口、电源故障,但是传统的维修电工缺少必要的自动控制、传感器、计算机基础知识,数控原理及系统等方面的基础知识运用很少的故障却不知从何下手,严重制约了数控车床的应用和发展,加速现场维修人才的培养是非常迫切的。

参考文献

1　李宏胜1数控原理与系统[M]1北京:机械工业出版社, 1997

2　贾传圣,鹿林1普通车床的数控改造与应用1南京:机械设计与制造工程,200015

3　王永章1机床的数字控制技术[M]1哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1999

(收稿日期:2001-02-05)

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数控?数显 机床电器2001No.4

数控机床自动换刀装置的主要类型、特点及适用范围

数控机床自动换刀装置的主要类型、特点及适用范围

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数控机床自动换刀装置的主要类型、特点及适用范围 数控机床自动换刀装置的主要类型、特点及适用范围见表1。 表1 自动换刀装置的主要类型、特点及适用范围 1．自动回转刀架 自动回转刀架是数控车床上使用的一种简单的自动换刀装置，有四方刀架和六角刀架等多种形式，回转刀架上分别安装有四把、六把或更多的刀具，并按数控指令进行换刀。回转刀架又有立式和卧式两种，立式回转刀架的回转轴与机床主轴成垂直布置，结构比较简单，经济型数控车床多采用这种刀架。 回转刀架在结构上必须具有良好的强度和刚度，以承受粗加工时切削抗力和减少刀架在切削力作用下的变形，提高加工精度。回转刀架还要选择可靠的定位方案和合理的定位结构，以保证回转刀架在每次转

位之后具有较高的重复定位精度（一般为0.001～0.005mm）。图1所示为螺旋升降式四方刀架，它的换刀过程如下： （1）刀架抬起当数控装置发出换刀指令后，电机22正转，并经联轴套16、轴17，由滑键（或花键）带动蜗杆18、蜗轮2、轴1、轴套10转动。轴套10的外圆上有两处凸起，可在套筒9内孔中的螺旋槽内滑动，从而举起与套筒9相连的刀架8及上端齿盘6，使6与下端齿盘5分开，完成刀架抬起动作。 图1 立式四方刀架结构 1，17—轴；2—蜗轮；3—刀座；4—密封圈；5，6—齿盘；7—压盖；8—刀架；9，20—套简；10—轴套；11—垫圈；12—螺母；13—销；14—底盘；15—轴承；16—联轴套；18—蜗杆；19—微动开关；21—压缩弹簧；22—电机

数控机床的自动换刀装置设计

第六章 数控机床的自动换刀装置第一节自动换刀装置的形式数控机床 为了能在工件一次装夹中完成多种甚至所有加工工序，以缩短辅助时间和减少多次安装工件所引起的误差，必须带有自动换刀装置。数控车床上的回转刀架就是一种简单的自动换刀装置，所不同的是在多工序数控机床出现之后，逐步发展和完善了各类回转刀具的自动换刀装置，扩大了换刀数量，从而能实现更为复杂的换刀操作。 在自动换刀数控机床上，对自动换刀装置的基本要求是：换刀时间短，刀具重复定位精度高，有足够的刀具存储量，刀库占地面积小及安全可靠等。 各类数控机床的自动换刀装置的结构取决于机床的形式、工艺范围及其刀具的种类和数量。其基本类型有以下几种。 一、转刀架换刀回转刀架是一种最简单的自动换刀装置，常用于数控车床。可以设计成四方刀架、六角刀架或圆盘式轴向装刀刀架等多种形式。回转刀架上分别安装着四把、六把或更多的刀具，并按数控装置的指令换刀。 回转刀架在结构上必须具有良好的强度和刚度，以承受粗加工时的切削抗力。由于车削加工精度在很大程度上取决于刀尖位置，对于数控车床来说，加工过程中刀具位置不进行人工调整，因此更有必要选择可靠的定位方案和合理的定位结构，以保证回转刀架在每次转位之后，具有尽可能高的重复定位精度（一般为 0.001～0.005mm）。 一般情况下，回转刀架的换刀动作包括刀架抬起、刀架转位及刀架压紧141 等。回转刀架按其工作原理分为若干类型，如图6-1所示。 图6-1a)所示为螺母升降转位刀架，电动机经弹簧安全离合器到蜗轮副带动螺母旋转，螺母举起刀架使上齿盘与下齿盘分离，随即带动刀架旋转到位，然后给系统发信号螺母反转锁紧。 转位刀架 刀架内装信号盘上齿盘销钉端齿盘定位开电动机合下齿盘销钉n螺母弹簧安全离合器蜗轮副(a)(b) 刀架 凸轮凸轮拔爪棘爪上齿盘下齿盘电动机液压缸棘轮摆动阀芯(c)(e)(d)回转刀架的类型及其工作原理图6-1 图6-1b)所示为利用十字槽轮来转位及锁紧刀架（还要加定位销），销钉每转一周，刀架便转1/4转（也可设计成六工位等）。 图6-1c)所示为凸台棘爪式刀架，蜗轮带动下凸轮台相对于上凸轮台转动，使其上、下端齿盘分离，继续旋转，则棘轮机构推动刀架转90o，然后利用一个接触开关或霍尔元件发出电动机反转信号，重新锁紧刀架。 图6-1d)所示为电磁式刀架，它利用了一个有10kN左右拉紧力的线圈使刀架定 位锁定。 142

数控机床维修试题库

1.数控机床：即NC机床，是装备有数控系统，采用数控技术控制的机床。 2.数控系统：采用数控技术实现数字控制的一整套装置和设备。 3.数控技术：用数字化的信号对机床运动及其加工过程进行自动控制的一种方法。 4.数控机床的优点有哪些 答案：⑴能完成很多普通机床难以加工，或者根本不能加工的复杂型面零件的加工； ⑵采用数控机床，可以提高零件的加工精度，稳定产品的质量； ⑶可以提高生产效率； ⑷具有柔性，只需更换程序，就可以适应不同品种及尺寸规格的零件的加工； ⑸大大减轻了工人的劳动强度。 5.我国数控系统开发研制经历了哪三个阶段 答案：我国在数控机床的主要装置系统的开发研制上，经过1981~1985年的技术引进、1986~1990年的消化吸收、1991~1996年开发自主版权的数控系统三个 阶段。 6.我国已建立起的具有自主版权的两个数控平台：以PC机为基础的总线式、模块化、 开放型单处理器平台和多处理器平台。 7.我国开发出的四个具有自主版权的基本系统：中华Ⅰ型、航天Ⅰ型、蓝天Ⅰ型、华 中Ⅰ型。（广东数控系统、南京数控系统、航天数控系统、华中数控系统） 8.1952年，Parsons公司与美国麻省理工学院（MIT）伺服机构研究所合作，研制出 世界上第一台数控机床——三坐标立式数控铣床，标志着数控技术的诞生。 9.数控系统外部电缆的连接中一项十分重要的内容是接地线，其连接方式为辐射式。 画出示意图。 10.我国供电制式是交流380V，三相；220V，单相，频率为50Hz。 11.数控机床安装、调试过程有那些工作内容 答案：机床的初就位和组装、数控系统的连接和调整、通电试车、机床精度和功能的调试、机床试运行。 12.数控机床安装调试时进行参数设定的目的是什么 答案：设定系统参数，包括设定PC（PLC）参数的目的，是当数控装置与机床连接时，能使机床具有最佳的工作性能。 13.机床通电操作的两种方式是什么在通电试车时为以防万一，应做好什么的准备 答案：机床通电操作可以是一次同时接通个部分电源全面供电，或各个部分分别供电，然后再作总供电试验。在数控系统与机床联机通电试车时，为了以防万 一，应在接通电源的同时，作好按压急停按钮的准备，一边随时切断电源。 14.机床自运行考验的时间，国家标准GB9061-88中规定，数控车床为16小时，加工 中心为32小时。都要求连续运转。 15.数控功能的检验，除了用手动操作或自动运行来检验数控功能的有无以外，更重要 的是检验其稳定性和可靠性。 16.机床性能主要包括主轴系统性能，进给系统性能，自动换刀系统、电气装置、安全 装置、润滑装置、气液装置及各附属装置等性能。 17.数控机床性能的检验与普通机床基本一样，主要是通过“耳闻目睹”和试运转来检 查。 18.数控功能检验的主要内容有哪些怎样检验 答案：数控功能检验的主要内容有： ⑴运动指令功能：检验快速移动指令和直线插补、圆弧插补指令的正确性； ⑵准备指令功能：检验坐标系选择、平面选择、暂停、刀具补偿等指令的准确性； ⑶操作功能：检验回原点、程序单段、主轴和进给倍率调整等功能的准确性； ⑷CRT显示功能：检验位置显示、程序显示及编辑修改等功能准确性。

机床自动换刀装置

第一章、刀架和自动换刀装置设计 一、机床刀架和自动换刀装置的功能、类型和应满足的要求 (一) 机床刀架和自动换刀装置的功能 机床上的刀架是安放刀具的重要部件，许多刀架还直接参与切削工作，如卧式车床上的四方刀架、转塔车床的转塔刀架、回轮式转塔车床的回轮刀架、自动车床的转塔刀架和天平刀架等。这些刀架既安放刀具，而且还直接参与切削，承受极大的切削力，所以它往往成为工艺系统中的较薄弱环节。随着自动化技术的发展，机床的刀架也有了许多变化，特别是数控车床上采用电(液)换位的自动刀架，有的还使用两个回转刀盘。加工中心则进一步采用了刀库和换刀机械手，实现了大容量存储刀具静自动交换刀具的功能，这种刀库安放刀具的数量从几十把到上百把，自动交换刀具的时间从十几秒减少到几秒甚至零点几秒。这种刀库和换刀机械手组成的自动换刀装置，就成为加工中心的主要特征。 (二) 机床刀架和自动换刀装置的类型 按照安装刀具的数目可分为单刀架和多刀架。例如自动车床上的前、后刀架和天平刀架。按结构形式可分为方刀架、转塔刀架、回轮式刀架等；按驱动刀架转位的动力可分为手动转位刀架和自动(电动和液动)转位刀架。 自动换刀装置的刀库和换刀机械手，驱动都是采用电气或液压自动实现。目前自动换刀装置主要用在加工中心和车削中心上，但在数控磨床上自动更换砂轮，电加工机床上自动更换电极，以及数控冲床上自动更换模

具等，也日渐增多。 数控车床的自动 换刀装置主要采用回转 刀盘，刀盘上安装8～ 12把刀。有的数控车床 采用两个刀盘，实行四 坐标控制，少数数控车 床也具有刀库形式的自 动换刀装置。图3—122a 是一个刀架上的回转 盘，刀具与主轴中心平 行安装，回转刀盘既有 回转运动又有纵向进给 运动(S纵)和横向进给 运动(S横)。固3—122b 为刀盘中心线相对于主 轴中心线倾斜的回转刀 盘，刀盘上有6～8个刀 位，每个刀位上可装两把刀具，分别加工外圆和内孔。图3—122c装有两个刀盘的数控车床，刀盘1的回转中心与主轴中心线平线，用于加工外圆l刀盘2的回转中心线与主轴中心线垂直，用以加工内表面。图3—122d 安装有刀库的数控车床，刀库可以是回转式或链式，通过机械手交换刀具。

数控机床的自动换刀装置

数控机床大作业 数 控 机 床 的 自 动 换 刀 装 置 姓名： 学号： 班级：

数控机床的自动换刀装置 作者：刘伟杰 摘要 数控机床集中应用了计算机技术，电子技术，自动控制技术，传感测量，机械制造，等先进技术，是典型的机电一体化产品。它的发展和应用开创了制造业的新时代，改变了制造业的生产方式，产业结构，管理形式，使世界制造业的格局发生了巨大的变化，促进了其他行业的生成和飞速发展。刀具及自动换刀装置对加工时间有着重要的影响，自动换刀的快慢又影响了加工的时间，刀库的容量决定了刀具的数量，进而影响换刀时间和加工时间。本文主要讲述数控机床的自动换刀机构。 关键词：发展趋势机构自动换刀刀库 中图分类号：TH 文献标识码：B

1.刀库 刀库是自动换刀装置的主要部件，其容量、布局以及具体结构对数控机床的设计有很大影响。刀库的刀具定位机构是用来保证要更换的每一把刀具准确的停在换到位置上。采用电动机或液压系统为刀库提供动力。根据刀库所需要的容量和取刀方式，可以将刀库设计成多种形式。 1.1刀库的类型 刀库的功能是储存加工工序所需要的各种刀具，并按指令将要用的刀具准确的送到换刀位置，并接受从主轴送来的已用刀具。根据需求，刀库类型有多种（1）盘式刀具在盘式刀库结构中，刀具可以沿主轴轴向、径向、斜向安放，刀具轴向安装的结构最为紧凑。在刀库容量较大时，可采用弹仓式结构，目前大量的刀库安装在机床立柱的顶面或侧面，也可安装在单独的基地上。盘式刀库分径向、轴向两种取刀方式，其刀座结构不同。此种刀库结构简单，适用于刀库容量较少的情况。 （2）链式刀库刀具容量比盘式的大，结构也比较灵活和紧凑，常为轴向换刀。可将换刀位置刀座突出以利于换刀。另外还可以采用加长连带方式加大刀库的容量，也可采用折叠回绕的方式提高空间利用率，在要求刀量容量很大时可以采用多条链带的结构。 （3）格子盒式刀具固定型格子盒式刀库。刀具分几排直线排列，由纵、横向移动的取刀机械手完成选刀运动，将选取的刀具送到固定的换刀位置刀座上，由换刀机械手交换刀具，此刀具空间利用高，刀库容量大。 1.2刀库的容量 刀库的容量首先要考虑加工工艺的分析需要。一般情况下，并不是刀库中的刀具越多越好，太的容量会增加刀库的尺寸和占地面积，使选刀过程时间增长。如果从完成工件的全部加工所需要的刀具数目统计，所得结果是80%的工件完成加工任务所需的刀具数目在40种以下，所以一般的中小型立式加工中心配14--30把刀具的刀库就能够满足70%--95%的工件加工需要。 1.3刀库的转位 刀库转位机构由伺服电动机通过消隙齿轮带动蜗杆，通过涡轮使刀库转动。

数控机床原理及维修试题库

数控原理及维修试题库 一、单项选择（80选20） 1. CNC数控机床中的可编程控制器得到控制指令后，可以去控制机床( )。 A、工作台的进给 B、刀具的进给 C、主轴变速与工作台进给 D、刀具库换刀，油泵升起 2. 在变频调速时，若保持Ｕ∕Ｆ=常数，可实现( )，并能保持过载能力不变。 A、恒功率调速 B、恒电流调速 C、恒效率调速 D、恒转矩调速 3. 我国现阶段所谓的经济型数控系统大多是指( )系统。 A、开环数控 B、闭环数控 C、可编程控制 D、继电—接触控制 4. 加工中心机床是一种在普通数控机床上加装一个刀库和( )而构成的数控机床。 A、液压系统 B、检测装置 C、自动换刀装置 D、控制面板 5.数控机床选购原则不包括（） A、经济性 B、稳定可靠性 C、灵活性 D、可操作性 6. 数控机床的正确安装步骤是( )。 A、拆箱—就位—找平—清洗—连接—确认 B、就位—拆箱—找平—清洗—确认—连接 C、就位—找平—拆箱—确认—清洗—连接 D、拆箱—找平—就位—清洗—连接—确认 7.数控机床精度检验有( )。 A、几何精度，定位精度，切削精度 B、几何精度，进给精度，切削精度 C、水平精度，垂直精度，切削精度 D、轴精度，几何精度，水平精度 8.数控机床常用的低压配电电器是（）。 A. 中间继电器 B. 电磁铁 C.电阻器 D.接触器 9. 数控机床常用的控制电器是（）。

A.按钮 B.断路器 C.接触器 D. 熔断器 10.数控机床中系统接地的目的是（）。 A.滤波 B.安全及工作接地 C.屏蔽 D.隔离 11.在抗干扰技术中的隔离不包括（）。 A.光电隔离 B.变压器隔离 C.继电器隔离 D.电阻隔离 12.数控机床电磁干扰的抑制方法不正确的是（）。 A.屏蔽和隔离 B.滤波和接地 C.提高绝缘等级 D.软件抗干扰 13.数控设备数据通信的传输媒体不正确的是（）。 A.双绞线 B.同轴电缆 C.软铜线 D.光缆 14.数控机床伺服系统的控制对象是（）。 A.移动部件的位置和速度 B.刀具的选择 C.主轴 D.X轴的精度 15.数控机床中较少采用的电动机是（）。 A.交流伺服电机 B.三相异步电动机 C.直流伺服电机 D.测速发电机 16.下列用于机床限位检测的元件是（）。 A.光栅尺 B.行程开关 C. 光电编码器 D.感应同步器 17.在数控设备维修中使用万用表不用来测量（）。 A.电阻 B.交流电压 C.直流电压 D.直流电流 18. 三相六拍通电方式步进电机转子齿数20，则每输入一个脉冲转子转过（）。 A.3° B.6° C.12° D.36° 19.在数控机床中进给轴采用步进电机属于（）。 A.开环控制系统 B.闭环控制系统 C.半闭环控制系统 D.双闭环控制系统 20.高档数控机床采用（）。 A. 开环控制系统 B. 闭环控制系统 C. 半闭环控制系统 D.步进电机控制系统 21.闭环控制系统的反馈装置装在（）。 A、电机轴上； B、位移传感器上， C、传动丝杠上； D、机床移动部件上。 22.外径千分尺的测量精度一般能达到（）。 A、0.02mm； B、O.05mm； C、O.0lmm D、0.1mm。 23.M代码的编译由（）完成。 A、CPU； B、PLC； C、CNC装置； D、伺服系统。

数控机床刀库的作用

数控机床刀库的作用

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数控机床刀库的作用 数控机床刀库的作用是储备一定数量的刀具，通过机械手实现与主轴上刀具的互换。刀库的类型有盘式刀库、链式刀库等多种形式，刀库的形式和容量要根据机床的工艺范围来确定。图1所示的盘式刀库，刀具的方向与主轴同向，换刀时主轴箱上升到一定的位置，使主轴上的刀具正好对准刀库最下面的那个位置，刀具被夹住，主轴在CNC的控制下，松开刀柄，盘式刀库向前运动，拔出主轴上的刀具，然后刀库将下一个工序所用的刀具旋转至与主轴对准的位置，刀库后退将新刀具插入主轴孔中，主轴夹紧刀柄，主轴箱下降到工作位置，完成换刀任务，进行下道工序的加工。此换刀装置的优点是结构简单，成本较低，换刀可靠性较好；缺点是换刀时间长，适用于刀库容量较小的加工中心。 图1 盘式刀库链式刀库 对于刀库容量需要较大的加工中心可采用链式刀库，链式刀库的结构

紧凑，刀库容量较大，链环的形状可根据机床的布局制成各种形状，也可将换刀位突出以便于换刀。当需要增加刀具数量时，只需增加链条的长度即可，给刀库设计与制造带来了方便。 一般的刀库内存放有多把刀具，每次换刀前要进行选刀，常用的选刀方法有顺序选刀和任意选刀两种，顺序选刀是在加工之前，将加工零件所需刀具按照工艺要求依次插入刀库的刀套中，加工是按顺序调刀，加工不同的工件时必须重新调整刀库中的刀具顺序。其优点是刀库的驱动和控制都比较简单。因此，这种方式适合加工批量较大、工件品种数量较少的中、小型数控机床的自动换刀。 随着数控系统的发展，目前大多数的数控系统都采用任意选刀的方式，其分为刀套编码、刀具编码和记忆式等三种。 刀具编码或刀套编码需要在刀具或刀套上安装用于识别的编码条，一般都是根据二进制编码的原理进行编码。刀具编码选刀方式采用了一种特殊的刀柄结构，并对每把刀具编码。每把刀具都具有自己的代码，因而刀具可在不同的工序中多次重复使用，换下的刀具不用放回原刀座，刀库的容量也可相应减少。但每把刀具上都带有专用的编码环，刀具长度加长，制造困难，刀库和机械手的结构变复杂。刀套编码的方式是一把刀具只对应一个刀套，从一个刀套中取出的刀具必须放回同一刀套中，取送刀具十分麻烦，换刀时间长。目前在加工中心上大量使用记忆式的方式。这种方式能将刀具号和刀库中的刀套位置对应地记忆在数控系统的plc中，无论刀具放在哪个刀套内，刀具信息都始终记存在PLC内。刀库上装有位置检测装置，可获得每个刀套的位

数控机床的自动换刀装置设计

第六章数控机床的自动换刀装置 第一节自动换刀装置的形式 数控机床为了能在工件一次装夹中完成多种甚至所有加工工序，以缩短辅助时间和减少多次安装工件所引起的误差，必须带有自动换刀装置。数控车床上的回转刀架就是一种简单的自动换刀装置，所不同的是在多工序数控机床出现之后，逐步发展和完善了各类回转刀具的自动换刀装置，扩大了换刀数量，从而能实现更为复杂的换刀操作。 在自动换刀数控机床上，对自动换刀装置的基本要求是：换刀时间短，刀具重复定位精度高，有足够的刀具存储量，刀库占地面积小及安全可靠等。 各类数控机床的自动换刀装置的结构取决于机床的形式、工艺范围及其刀具的种类和数量。其基本类型有以下几种。 一、转刀架换刀 回转刀架是一种最简单的自动换刀装置，常用于数控车床。可以设计成四方刀架、六角刀架或圆盘式轴向装刀刀架等多种形式。回转刀架上分别安装着四把、六把或更多的刀具，并按数控装置的指令换刀。 回转刀架在结构上必须具有良好的强度和刚度，以承受粗加工时的切削抗力。由于车削加工精度在很大程度上取决于刀尖位置，对于数控车床来说，加工过程中刀具位置不进行人工调整，因此更有必要选择可靠的定位方案和合理的定位结构，以保证回转刀架在每次转位之后，具有尽可能高的重复定位精度（一般为0.001～0.005mm）。 一般情况下，回转刀架的换刀动作包括刀架抬起、刀架转位及刀架压紧等。回转刀架按其工作原理分为若干类型，如图6-1所示。 图6-1a)所示为螺母升降转位刀架，电动机经弹簧安全离合器到蜗轮副带动螺母旋转，螺母举起刀架使上齿盘与下齿盘分离，随即带动刀架旋转到

位，然后给系统发信号螺母反转锁紧。 (e)(d)(c)(b)(a) 图6-1 回转刀架的类型及其工作原理 图6-1b)所示为利用十字槽轮来转位及锁紧刀架（还要加定位销），销钉每转一周，刀架便转1/4转（也可设计成六工位等）。 图6-1c)所示为凸台棘爪式刀架，蜗轮带动下凸轮台相对于上凸轮台转动，使其上、下端齿盘分离，继续旋转，则棘轮机构推动刀架转90o，然后利用一个接触开关或霍尔元件发出电动机反转信号，重新锁紧刀架。 图6-1d)所示为电磁式刀架，它利用了一个有10kN 左右拉紧力的线圈使刀架定位锁定。 图6-1e)所示为液压式刀架，它利用摆动液压缸来控制刀架转位，图中有摆动阀芯、拨爪、小液压缸；拨爪带动刀架转位，小液压缸向下拉紧，产生10kN 以上的拉紧力。这种刀架的特点是转位可靠，拉紧力可以再加大，但其缺点是液压件难制造，还需多一套液压系统，有液压油泄漏及发热问题。 图6-2所示为数控车床的六角回转刀架，它适用于盘类零件的加工。这种刀架的全部动作由液压系统通过电磁换向阀和顺序阀进行控制，其换刀过

数控机床及编程：5.5 数控机床的换刀装置

5.5 数控机床的换刀装置 一、自动换刀装置的作用 自动换刀装置可帮助数控机床节省辅助时间，并满足在一次安装中完成多工序、工步加工要求。 二、对自动换刀装置的要求 数控机床对自动换刀装置的要求是：换刀迅速、时间短，重复定位精度高，刀具储存量足够，所占空间位置小，工作稳定可靠。 三、换刀形式 1、回转刀架换刀 其结构类似普通车床上回转刀架，根据加工对象不同可设计成四方或六角形式，由数控系统发出指令进行回转换刀。 2、更换主轴头换刀 各主轴头预先装好所需刀具，依次转至加工位置，接通主运动，带动刀具旋转。该方式的优点是省去了自动松夹、装卸刀具、夹紧及刀具搬动等一系列复杂操作，缩短了换刀时间，提高了换刀可靠性。 3、使用刀库-机械手换刀 将加工中所需刀具分别装于标准刀柄，在机外进行尺寸调整之后按一定方式放入刀库，由交换装置从刀库和主轴上取刀交换。 四、刀具交换装置 自动换刀装置中，实现刀库与主轴间传递和装卸刀具的装置为刀具交换装置。刀具交换方式常有两种：采用机械手交换刀具和由刀库与机床主轴的相对运动交换刀具（刀库移至主轴处换刀或主轴运动到刀库换刀位置换刀）,其中以机械手换刀最为常见。五、刀库 刀库是自动换刀装置中最主要的部件之一，其容量、布局及具体结构对数控机床的总体设计有很大影响。 1、刀库容量 指刀库存放刀具的数量，一般根据加工工艺要求而定。刀库容量小，不能满足加工需要；容量过大，又会使刀库尺寸大，占地面积大，选刀过程时间长，且刀库利用率低，结构过于复杂，造成很大浪费。 2、刀库类型 一般有盘式、链式及鼓轮式刀库几种。 盘式刀库刀具呈环行排列，空间利用率低，容量不大但结构简单。 链式刀库结构紧凑，容量大，链环的形状也可随机床布局制成各种形式而灵活多变，还可将换刀位突出以便于换刀，应用较为广泛。 鼓轮式或格子式刀库占地小，结构紧凑，容量大，但选刀、取刀动作复杂，多用于FMS 的集中供刀系统。 3、选刀方式 常有顺序选刀和任意选刀两种。

80号数控机床刀库的常见故障与排除

四川省技师（二级）/高级技师（一级）考评论文 姓名：袁勇准考证号： 考评职业（工种）：机修钳工申报级别：二级（技师）工作单位：成都迪中海岸科技有限公司 撰写时间： 2017.4. 2 指导老师：宋宗清 内容提要： 数控钻床的刀库及换刀机械手结构较复杂，且在工作中又频繁运动，所以故障率较高。目前机床上有一半以上的故障都与之有关。如刀库定位伸缩不到位，刀库运动故障、定位误差过大、机械手夹持刀柄不稳定、机械手动作误差过大等。这些故障最后都造成换刀动作卡位，整机停止工作。因此刀库及换刀机械手的维护十分重要。 关键词：数控钻床刀库维护保养

数控机床刀库的常见故障与排除 袁勇指导教师：宋宗清 （成都迪中海岸科技有限公司四川.成都 611430 ）摘要：数控钻床的刀库及换刀机械手结构较复杂，且在工作中又频繁运动，所以故障率较高。目前机床上有一半以上的故障都与之有关。如刀库定位伸缩不到位，刀库运动故障、定位误差过大、机械手夹持刀柄不稳定、机械手动作误差过大等。这些故障最后都造成换刀动作卡位，整机停止工作。因此刀库及换刀机械手的维护十分重要。 刀库控制非常复杂，涉及到的硬件主要是伺服电机传动或普通交流电机传动或液压马达、电磁阀、接近开关、行程开关、等器件，通过复杂的PLC程序对刀库进行控制，实现数控机床加工中心自动换刀或手动换刀、卸刀、装刀等动作。作为一名合格的技工，熟悉NC参数、刀库动作的流程、电磁阀的工作原理等是十分必要的，因为只有这样才能更好的调试、维修及维护刀库。 关键词：数控钻床，刀库，维护与保养 前言：作为高铁、地铁屏蔽门生产制造企业，在机械加工中，几乎所有的零件都有孔，钻孔是非常常见的机械加工过程。高铁、地铁屏蔽门基本都是由几十个甚至上百个单元组成一个站的，故零部件重复率很高，基本都是批量化生产，特别是立柱与门框基本都是采用矩管或方管制成，为了零部件之间的装配以及装饰需要在管材上面钻很多规格的孔以及攻丝。虽然现在可以采用激光切割在管材上面直接切割不同规格的孔，但是激光切割成本投入很大。以前都是采用人工钻孔攻丝，但是人工效率很低，一根管材上面孔的数量多且规格杂乱，故我司引进了一台数控钻床，全数控的换刀系统解决了激光切割与人工钻的不足。大大提高

数控机床换刀

数控机床自动换刀概述 带刀库的换刀装置由刀库、选刀机构、刀具自动装卸机械及刀具交换机 构(机械手)等四部分组成，应用广泛。刀库机械手自动换刀系统，整个换刀过程比较复杂。首先要把加工过程中使用的全部刀具安装在标准刀柄上，在机外进行尺寸预调后，按一定的方式放入刀库。换刀时，先在刀库中选刀，再由换刀装置从刀库或主轴上取刀，进行交换，将新刀装入主轴，旧刀放回刀库。由于前两种换刀装置容纳的刀具数量有限不能太多，不能满足复杂零件的加工需要，所以自动换刀数控机床多采用带刀库的自动换刀装置。刀库具有较大容量，既可安装在主轴箱的侧面或上方。由于带刀库的自动换刀刀装置的数控机床的主轴箱内只有一根主轴，主轴部件的刚度要高，以满足精密加工要求。刀库内数量较大，因而能满足复杂零件的多工序加工，大大提高生产率。带刀库的自动换刀系统适用于数控钻削中心和加工中心。 刀库种类 1.链式刀库 链式刀库包括单环链和多环链, 链环形式可有多种变化，如图（a）、（b）、（c） （a）（b）（c） 链式刀库有如下特点：适用于刀库容量较大的场合，所占的空间小。一般适用于刀具数在30～120把的刀库。仅增加链条长度即可增加刀具数，可以不增加圆周速度，其转动惯量不像盘式刀库增加的那样大。

2.盘式刀库 在盘式刀库结构中，刀具可以沿主轴径向、轴向、斜向安放，如图（a）、（b）、（c）。刀具轴向安装的结构最为紧凑，但为了换刀时刀具与主轴同向，有的刀库 90翻转。在刀库容量较大时，为在存取方便的同时中的刀具需要在换刀位置作 保持结构紧凑，可采取弹仓式结构，但是较其他形式复杂。目前大量的刀库安装在机床立柱的顶面或侧面。在刀库容量较大时，也有安装在单独的地基上的，以隔离刀库转动造成的振动。 盘式刀库的刀具轴线也圆盘轴线平行，刀具环形排列，分径向、轴向两种取刀方式，其刀座结构不同。这种盘式刀库结构简单，应用较多，适用于刀库容量较小的情况。为增加刀库空间利用率，可采用双环或多环排列刀具的形式，但圆盘直径增大，转动惯量就增加，选刀时间也较长。 （a）（b）（c） 3.直线式刀库和组合刀库 直线式刀库结构简单如图2．9，刀具单行排列，刀库容量小，多用于数 控车床和钻床上。由于刀库位置固定，换刀动作由主轴完成，无需机械手。 组合刀库一般是转塔式刀库的组合、转塔式与盘式刀库的组合及链式刀库的 组合。每单个刀库的储刀量较小，换刀速度快。另外还有一些密集型的鼓轮 式、弹匣式和格子式刀库，这些密集型刀库虽．占地面积小，但由于结构限制，

数控机床的自动换刀装置

数控机床的自动换刀装置 摘要 数控机床集中应用了计算机技术，电子技术，自动控制技术，传感测量，机械制造，等先进技术，是典型的机电一体化产品。它的发展和应用开创了制造业的新时代，改变了制造业的生产方式，产业结构，管理形式，使世界制造业的格局发生了巨大的变化，促进了其他行业的生成和飞速发展。刀具及自动换刀装置对加工时间有着重要的影响，自动换刀的快慢又影响了加工的时间，刀库的容量决定了刀具的数量，进而影响换刀时间和加工时间。本文主要讲述数控机床的自动换刀机构。 关键词：发展趋势机构自动换刀刀库

目录 1、刀库 (1) 1.1刀库的类型 (1) 1.2刀库的容量 (1) 1.3刀库的转位 (1) 2、机械手 (2) 2.1机械手的形式 (2) 2.2机械手手爪形式与结构原理 (2) 2.2.1机械手手爪形式 (2) 2.2.2机械手结构原理及驱动机构 (2) 3、自动换刀装置 (2) 3.1刀具选择方式 (3) 3.1.1顺序选刀 (3) 3.1.2任选刀具 (3) 3.2数控车床刀架 (3) 参考文献 (5)

1、刀库 刀库是自动换刀装置的主要部件，其容量、布局以及具体结构对数控机床的设计有很大影响。刀库的刀具定位机构是用来保证要更换的每一把刀具准确的停在换到位置上。采用电动机或液压系统为刀库提供动力。根据刀库所需要的容量和取刀方式，可以将刀库设计成多种形式。 1.1刀库的类型 刀库的功能是储存加工工序所需要的各种刀具，并按指令将要用的刀具准确的送到换刀位置，并接受从主轴送来的已用刀具。根据需求，刀库类型有多种（1）盘式刀具在盘式刀库结构中，刀具可以沿主轴轴向、径向、斜向安放，刀具轴向安装的结构最为紧凑。在刀库容量较大时，可采用弹仓式结构，目前大量的刀库安装在机床立柱的顶面或侧面，也可安装在单独的基地上。盘式刀库分径向、轴向两种取刀方式，其刀座结构不同。此种刀库结构简单，适用于刀库容量较少的情况。 （2）链式刀库刀具容量比盘式的大，结构也比较灵活和紧凑，常为轴向换刀。可将换刀位置刀座突出以利于换刀。另外还可以采用加长连带方式加大刀库的容量，也可采用折叠回绕的方式提高空间利用率，在要求刀量容量很大时可以采用多条链带的结构。 （3）格子盒式刀具固定型格子盒式刀库。刀具分几排直线排列，由纵、横向移动的取刀机械手完成选刀运动，将选取的刀具送到固定的换刀位置刀座上，由换刀机械手交换刀具，此刀具空间利用高，刀库容量大。 1.2刀库的容量 刀库的容量首先要考虑加工工艺的分析需要。一般情况下，并不是刀库中的刀具越多越好，太的容量会增加刀库的尺寸和占地面积，使选刀过程时间增长。如果从完成工件的全部加工所需要的刀具数目统计，所得结果是80%的工件完成加工任务所需的刀具数目在40种以下，所以一般的中小型立式加工中心配14--30把刀具的刀库就能够满足70%--95%的工件加工需要。 1.3刀库的转位 刀库转位机构由伺服电动机通过消隙齿轮带动蜗杆，通过涡轮使刀库转动。刀库的的最大转角为180度，根据所换道具的位置决定正传或反转、由控制系统

80号数控机床刀库的常见故障与排除

四川省技师(二级)/高级技师(一级)考评论文 姓名: 袁勇准考证号: 考评职业(工种): 机修钳工申报级别: 二级(技师) 工作单位: 成都迪中海岸科技有限公司 撰写时间: 2017、4、 2 指导老师: 宋宗清 内容提要: 数控钻床的刀库及换刀机械手结构较复杂,且在工作中又频繁运动,所以故 障率较高。目前机床上有一半以上的故障都与之有关。如刀库定位伸缩不到位, 刀库运动故障、定位误差过大、机械手夹持刀柄不稳定、机械手动作误差过大等。

这些故障最后都造成换刀动作卡位,整机停止工作。因此刀库及换刀机械手的维护十分重要。 关键词:数控钻床刀库维护保养 数控机床刀库的常见故障与排除 袁勇指导教师:宋宗清 (成都迪中海岸科技有限公司四川、成都 611430 ) 摘要:数控钻床的刀库及换刀机械手结构较复杂,且在工作中又频繁运动,所以故障率较高。目前机床上有一半以上的故障都与之有关。如刀库定位伸缩不到位,刀库运动故障、定位误差过大、机械手夹持刀柄不稳定、机械手动作误差过大等。这些故障最后都造成换刀动作卡位,整机停止工作。因此刀库及换刀机械手的维护十分重要。 刀库控制非常复杂,涉及到的硬件主要就是伺服电机传动或普通交流电机传动或液压马达、电磁阀、接近开关、行程开关、等器件,通过复杂的PLC程序对刀库进行控制,实现数控机床加工中心自动换刀或手动换刀、卸刀、装刀等动作。作为一名合格的技工,熟悉NC参数、刀库动作的流程、电磁阀的工作原理等就是十分必要的,因为只有这样才能更好的调试、维修及维护刀库。 关键词:数控钻床,刀库,维护与保养

前言:作为高铁、地铁屏蔽门生产制造企业,在机械加工中,几乎所有的零件都有孔,钻孔就是非常常见的机械加工过程。高铁、地铁屏蔽门基本都就是由几十个甚至上百个单元组成一个站的,故零部件重复率很高,基本都就是批量化生产,特别就是立柱与门框基本都就是采用矩管或方管制成,为了零部件之间的装配以及装饰需要在管材上面钻很多规格的孔以及攻丝。虽然现在可以采用激光切割在管材上面直接切割不同规格的孔,但就是激光切割成本投入很大。以前都就是采用人工钻孔攻丝,但就是人工效率很低,一根管材上面孔的数量多且规格杂乱,故我司引进了一台数控钻床,全数控的换刀系统解决了激光切割与人工钻的不足。大大提高加工效率同时也控制了加工成本。

自动换刀装置的形式---回转刀架换刀

8.4.1 自动换刀装置的形式 自动换刀装置是加工中心的重要执行机构，它的形式多种多样，目前常见的有以下几种。 1．回转刀架换刀 数控机床使用的回转刀架是最简单的自动换刀装置，有四方刀架、六角刀架，即在其上装有四把、六把或更多的刀具。 回转刀架必须具有良好的强度和刚度，以承受粗加工的切削力：同时要保证回转刀架在每次转位的重复定位精度。 图8-17为数控车床六角回转刀架，它适用于盘类零件的加工。在加工轴类零件时，可以用四方回转刀架。由于两者底部安装尺寸相同，更换刀架十分方便。 图8-17 数控车床六角回转刀架 1－活塞2－刀架体3、7－齿轮4－齿圈5－空套齿轮 6－活塞8－齿条9－固定插销10、11－推杆12－触头 回转刀架的全部动作由液压系统通过电磁换向阀和顺序阀进行控制，它的动作分为4个步骤： (1)刀架抬起当数控装置发出换刀指令后，压力油由a孔进入压紧液压缸的下腔，活塞1上升，刀架体2抬起，使定位用的活动插销10与固定插销9脱开。同时，活塞杆下端的端齿离合器与空套齿轮5结合。 (2)刀架转位当刀架抬起后，压力油从c孔进入转位液压缸左腔，活塞6向右移动，通过联接板带动齿条8移动，使空套齿轮5作逆时针方向转动。通过端齿离合器使刀架转过60o。活塞的行程应等于齿轮5分度圆周长的1/6，并由限位开关控制。 (3)刀架压紧刀架转位之后，压力油从b孔进入压紧液压缸上腔，活塞1带动刀架体2下降。齿轮3的底盘上精确地安装有6个带斜楔的圆柱固定插销9，利用活动插销10消除定位销与孔之间的间隙，实现反靠定位。刀架体2下降时，定位活动插销10与另一个固定插销9卡紧，同时齿轮3与齿圈4的锥面接触，刀架在新的位置定位并夹紧。这时，端齿离合器与空套齿轮5脱开。 (4)转位液压缸复位刀架压紧之后，压力油从d孔进入转位液压缸的右腔，活塞6带动齿条复位，由于此时端齿离合器已脱开，齿条带动齿轮3在轴上空转。 如果定位和夹紧动作正常，推杆11与相应的触头12接触，发出信号表示换刀过程已经结束，可以继续进行切削加工。 回转刀架除了采用液压缸转位和定位销定位之外，还可以采用电动机带动离合器定位，以及其他转位和定位机构。 2．更换主轴头换刀 在带有旋转刀具的数控机床中，更换主轴头是一种简单换刀方式。主轴头通常有卧式和立式两种，而且常用转塔的转位来更换主轴头，以实现自动换刀。在转塔的各个主轴头上，预先

自动换刀装置的结构原理与维修

自动换刀装置的结构原理与维修 2007-09-26 01:24:39??作者：山特维克??来源：互联网??文字大小：【大】【中】【小】 简介：8.4.1? 自动换刀装置的形式? 自动换刀装置是加工中心的重要执行机构，它的形式多种多样，目前常见的有以下几种。? 1．回转刀架换刀? 数控机床使用的回转刀架是最简单的自动换刀装置，有四方刀架、六角刀架，即在其上装有四把、六把或更多的刀具。? 回转刀架必须具有良好的强度和刚度，以承受粗加工的切削力：同时要保证 回转刀架在每次转 关键字：刀具夹具切削铣削车削机床测量 8.4.1? 自动换刀装置的形式 自动换刀装置是加工中心的重要执行机构，它的形式多种多样，目前常见的有以下几种。 1．回转刀架换刀 数控机床使用的回转刀架是最简单的自动换刀装置，有四方刀架、六角刀架，即在其上装有四把、六把或更多的刀具。? 回转刀架必须具有良好的强度和刚度，以承受粗加工的切削力：同时要保证回转刀架在每次转位的重复定位精度。图8-17为数控车床六角回转刀架，它适用于盘类零件的加工。在加工轴类零件时，可以用四方回转刀架。由于两者 底部安装尺寸相同，更换刀架十分方便。 图8-17??数控车床六角回转刀架 1－活塞? 2－刀架体? 3、7－齿轮? 4－齿圈? 5－空套齿轮 6－活塞? 8－齿条? 9－固定插销? 10、11－推杆? 12－触头 回转刀架的全部动作由液压系统通过电磁换向阀和顺序阀进行控制，它的动作分为4个步骤： (1)刀架抬起? 当数控装置发出换刀指令后，压力油由a孔进入压紧液压缸的下腔，活塞1上升，刀架体2抬起，使定位用的活动插销10与固定插销9脱开。同时，活塞杆下端的端齿离合器与空套齿轮5结合。 (2)刀架转位? 当刀架抬起后，压力油从c孔进入转位液压缸左腔，活塞6向右移动，通过联接板带动齿条8移动，使空套齿轮5作逆时针方向转动。通过端齿离合器使刀架转过60o。活塞的行程应等于齿轮5分度圆周长的1/6，并由限位开关控制。? (3)刀架压紧? 刀架转位之后，压力油从b孔进入压紧液压缸上腔，活塞1带动刀架体2下降。齿轮3的底盘上精确地安装有6个带斜楔的圆柱固定插销9，利用活动插销10消除定位销与孔之间的间隙，实现反靠定位。刀架体2下降时，定位活动插销10与另一个固定插销9卡紧，同时齿轮3与齿圈4的锥面接触，刀架在新的位置定位并夹紧。这时，端齿离合器与空套齿轮5脱开。

数控机床刀库知识

数控机床刀库知识 1刀库的功能 在自动换刀装置中，刀库是最主要的部件之一。刀库是用来贮存加工刀具及辅助工具的地方。其容量、布局以及具体结构，对数控机床的设计都有很大影响。 2刀库的形式 根据刀库的容量和取刀的方式，可以将刀库设计成各种形式。常见的形式有如下几种。 （一）直线刀库 刀具在刀库中是直线排列，如图a所示。其结构简单，刀库容量小，一般可容纳8～12把刀具，故较少使用。此形式多见于自动换刀数控车床，在数控钻床上也采用过此形式。 （二）圆盘刀具 此形式存刀具少则6～8把，多则50～60把，其中有多种形式。 （1）如图b所示的刀库中，刀具径向布局，占有较大空间，刀库位置受限制，一般置于机床立柱上端，其换刀时间较短，使整个换刀装置较简单。 （2）如图c所示的刀库中，刀具轴向布局，常置于主轴侧面。刀库轴心线可垂直放置，也可以水平放置，此种形式使用较多。 （3）如图d所示的刀库中，刀具与刀库轴心线成一定角度（小于90o）呈伞状布置，这可根据凯威凯达机床的总体布局要求安排刀库的位置，多斜放于立柱上端，刀库容量不宜过大。 上述三种圆盘刀库是较常用的形式，其存刀量最多为50～60把，存刀量过多，则结构尺寸庞大，与机床布局不协调。

为进一步扩大存刀量，有的机床使用多圈分布刀具的圆盘刀库，如图e所示；多层圆盘刀库，如图f所示；多排圆盘刀库，如图g所示。多排圆盘刀库每排4把刀，可整排更换。后三种刀库形式使用较少。 （三）链式刀库 链式刀库是较常用的形式。这种刀库刀座固定在环形链节上。常用的有单排链式刀库，如图h所示。这种刀库使用加长链条，让链条折叠回绕可提高空间利用率，进一步增加存刀量，如图i所示。链式刀库结构紧凑，想学UG编程就加群726236503免费获取教程，刀库容量大，链环的形状可根据机床的布局制成各种形状。同时也可以将换刀位突出以便于换刀。在一定范围内，需要增加刀具数量时，可增加链条的长度，而不增加链轮直径。因此，链轮的圆周速度（链条线速度）可不增加，刀库运动惯量的增加可不予考虑。这些为系列刀库的设计与制造提供了很多方便。一般当刀具数量在30～120把时，多采用链式刀库。

数控机床换刀系统常见故障分析

数控机床换刀系统常见故障分析 摘要本文以在数控机床维修工作中遇到的机床换刀故障为例，结合本人在数控维修工作中积累的经验，分析了数控机床换刀故障的原因，并提供解决方法。 关键词数控机床；刀库；换刀 前言 为适应生产的快速发展，公司越来越多的引进数控机床，这些设备自动化程度高，生产加工效率高，精度高，承担了全厂军民品以及外协产品零件加工生产的重要任务。同时因为数控机床是集计算机控制、电气自动控制技术、机械和液压控制等于一体的机电设备，结构较为复杂，所以，对这些设备的日常维护以及维修极为重要。下面就着重以数控机床的自动换刀系统和抓刀系统的故障为例，讲述其发生的原因以及解决方法。 1 数控铣床抓刀系统的结构及工作原理 数控铣床抓刀系统由刀爪、拉刀杆、碟簧、液压缸、活塞杆组成，还有检测刀具位置的检测开关：刀具夹紧位置检测开关和刀具松开位置检测开关组成。轻型数控机床通常没有液压单元，因此没有采用液压缸，而采用气缸作为动力，从而使得机床的换刀动作更为敏捷，不过，对气源的要求较高：必须高于气缸动作的额定压力，必须干燥不能含有太多水分，更不能夹带固态杂质。 当抓刀时，按松刀按钮，液压缸推动活塞杆运动，活塞杆伸出推动拉刀杆使刀爪张开，同时刀具松开位置检测开关将刀爪张开信号反馈给数控系统，手动将刀具放入刀爪后，按抓刀按钮。 2 数控加工中心换刀系统的构成与工作原理 数控加工中心的换刀系统与普通数控铣床不同的是增加了刀库和机械手，另外，其抓刀系统增加了主轴定位和主轴空刀位检测。主轴定位一般采用在主轴上安装位置检测元件（如旋转编码器等）来实现，或在固定位置安装精确的检测开关。 刀库的驱动可用伺服电动机或普通电动机和旋转编码器配合实现，可根据指令转动一个或多个刀位。 机械手是用来将主轴上的刀具和刀库中的待用刀具进行交换的装置。机械手常用电机驱动、汽缸驱动等。由于在换刀过程中经常会出现机械手卡住的现象，故机床厂家一般都设计有机械手的手动恢复功能。 加工中心的换刀方式有机械手换刀和直接换刀两种方式。机械手换刀需要主