數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，讓越來越多的加工企業(yè)發(fā)現(xiàn)其優(yōu)勢(shì)。雖然數(shù)控機(jī)床造價(jià)較高，但還是有許多從事加工的企業(yè)趨之若鶩，這主要依靠其高效的加工。數(shù)控系統(tǒng)高效加工主要由于其系統(tǒng)的先進(jìn)性，例如自動(dòng)換刀系統(tǒng)，就在一定程度上有效縮短了加工時(shí)間，對(duì)于提高加工效率有很大幫助。

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一、刀庫自動(dòng)換刀原理

刀庫包括刀套旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及換刀機(jī)械手，刀庫外形為圓盤形，內(nèi)部裝有一個(gè)分度盤。刀庫的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由帶抱閘的三相異步電機(jī)作動(dòng)力源。三相電源通過交流接觸器提供給電動(dòng)機(jī)，此時(shí)抱閘打開，刀庫運(yùn)轉(zhuǎn)，切斷三相電源則抱閘閉鎖，刀庫立刻停止運(yùn)轉(zhuǎn)。通過分度盤的運(yùn)動(dòng)及相關(guān)檢測(cè)元件組的邏輯組合，可使每個(gè)刀套準(zhǔn)確停在換刀位置。刀套停在換刀位置后，由氣缸控制刀套處于水平或垂直狀態(tài)，以方便機(jī)械手換刀。刀套分度臺(tái)可以順時(shí)針或逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，從而可以在最短的時(shí)間內(nèi)搜索到所要更換的刀具。

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刀庫換刀機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)同樣是由帶抱閘的三相異步電機(jī)作動(dòng)力源，通過齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，把電機(jī)產(chǎn)生的勻速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為機(jī)械手的規(guī)律性前進(jìn)、停止以及旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。齒輪傳動(dòng)裝置配有微動(dòng)開關(guān)組。該微動(dòng)開關(guān)組用于控制機(jī)械手夾住刀具、機(jī)械手把刀具從主軸和刀套內(nèi)取出、機(jī)械手處于原始位置等。

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該刀庫的旋轉(zhuǎn)刀套及機(jī)械手的減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)內(nèi)都內(nèi)置了一個(gè)扭矩限制器，以防止內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)損壞。

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二、刀庫自動(dòng)換刀具體實(shí)施

刀庫機(jī)械手是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀的主要機(jī)構(gòu)。它的任務(wù)是當(dāng)一個(gè)工序完成后，將不用的刀具從主軸中卸下來送回刀庫中，同時(shí)還將下道工序的刀具裝入主軸中，然后機(jī)械手回到原始位置等待下一個(gè)工作循環(huán)。

刀庫機(jī)械手的規(guī)律性運(yùn)動(dòng)是由通過三相異步電機(jī)和齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等來實(shí)現(xiàn)的，但是這些動(dòng)作還需要通過電氣系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。刀庫中刀套按照T代碼的指令運(yùn)轉(zhuǎn)到換刀位置，然后進(jìn)行刀具交換。在機(jī)床工作過程中刀具按著指令使機(jī)械手取刀或裝刀。因此，要求電氣系統(tǒng)須按照換刀過程的運(yùn)動(dòng)次序準(zhǔn)確可靠地完成每一個(gè)動(dòng)作。

電氣動(dòng)作順序：

（1）啟動(dòng)選刀，刀庫正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)就近找刀。

（2）刀套計(jì)數(shù)及分度盤定位信號(hào)使刀套電機(jī)停止，一個(gè)刀套準(zhǔn)確停在換刀位置。

（3）控制刀套翻轉(zhuǎn)（垂直）的電磷閥得電。

（4）刀套垂直到位，發(fā)出到位信號(hào)，主軸定向給出位置到達(dá)確認(rèn)信號(hào)。

（5）機(jī)械手從原始位置啟動(dòng)，旋轉(zhuǎn)90°到達(dá)機(jī)械手夾刀位置。

（6）機(jī)械手扣刀到位發(fā)出停止信號(hào)，把刀具從主軸和刀套中取出，機(jī)械手電機(jī)停止。

（7）扣刀確認(rèn)及刀具松開給出到位信號(hào)。

（8）刀具夾放松完畢，啟動(dòng)機(jī)械手旋轉(zhuǎn)180°，到達(dá)刀具更換位置。

（9）機(jī)械手電機(jī)停止信號(hào)使機(jī)械手電機(jī)停止。

（10）裝刀確認(rèn)及刀具夾緊給出到位信號(hào)。

（11）機(jī)械手電機(jī)啟動(dòng)，使機(jī)械手回到原始位置。

（12）機(jī)械手電機(jī)停止信號(hào)，使機(jī)械手電機(jī)停止。

（13）機(jī)械手原始位置開關(guān)發(fā)信號(hào)。

（14）控制刀套翻轉(zhuǎn)（水平）的電磁氣閥得電。

（15）套翻轉(zhuǎn)處于水平位置的接近開關(guān)發(fā)信號(hào)（刀庫換刀動(dòng)作完成）。

刀庫及機(jī)械手的動(dòng)作可以由NC來控制，也可以由PLC來控制，需要根據(jù)刀庫的實(shí)際加工情況而定。