斗笠式刀库的动作过程

斗笠刀库解析

斗笠式刀库的动作过程斗笠式刀库在换刀时整个刀库向主轴平行移动。

（1）还刀取下主轴上原有刀具，当主轴上的刀具进入刀库的卡槽时，主轴向上移动脱离刀具。

（2）抓刀刀库转动，当目标刀具位于主轴正下方时，主轴下移，使刀具进入主轴锥孔内，刀具夹紧后，刀库退回原来的位置，换刀结束。

斗笠式刀库换刀过程动作图PMC和NC程序的配合PMC在整个换刀过程中主要控制刀库的正反转、刀库的前进后退、松刀紧刀阀动作。

NC程序控制主轴的上升和下降、主轴定位。

N19 M99:9001 (参数6071)N1 IF[#1000EQ1]GOTO19 (T CODE=SP TOOL) T代码等于主轴刀号，结束N2 #199=#4003 ( G90/G91 MODLE)N3 #198=#4006 (G20/21 MDOLE) 保留之前的模态信息N4 IF[#1002EQ1]GOTO7 ( SP TOOL=0) 主轴无刀，直接抓刀N5 G21G91G30P2Z0M19 回第2参考点，M19定向，准备还刀N6 GOTO8N7 G21G91G28Z0M19 回第1参考点，M19定向，准备抓刀N8 M50 刀库准备好（使能）N9 M52 刀库靠近主轴N10 M53 松刀吹气N11 G91G28Z0 回第一参考点N12 IF[#1001EQ1]GOTO15 (T CODE=0) 如果指令T0，则无需抓刀N13 M54 刀盘旋转G04X3.0N14 G91G30P2Z0 回第二参考点N15 M55 刀具卡紧N16 M56 刀盘远离主轴N17 M51 旋转结束N18 G#199G#198 恢复模态M代码含义M50刀库旋转使能M51刀库旋转结束M52刀库向右（靠近主轴）M53松刀，吹气M54刀盘旋转M55刀具夹紧M56刀盘向左（远离主轴）宏变量定义宏程序中，利用#1000-#2000宏变量对应PMC信号G54的相应位，可直接和PMC 进行联系，极大的方便了处理。

斗笠式刀库换刀过程的控制

斗笠式刀库换刀过程的控制张楠,李强,秦建国(内蒙古工业大学机械学院,内蒙古呼和浩特 010062)摘要:介绍了南京四开SKY2001系统的NC程序与PLC相配合能方便地控制刀库动作、轴移动和主轴松夹等动作,从而实现斗笠式刀库的换刀过程的完整控制。

关键词:PLC;刀库;换刀过程;轴的控制中图分类号:TG723 文献标识码:B 文章编号:1671-5276(2006)04-0106-02On the Control of C loak s Knives StoreroomZHANG Nan,LI Qiang,Q IN Jian-guo(Inner Mongolia University of Technology,NM Huhehaote010062,China)Abstract:The paper introduces the NC program of Nanjing SKY2001.T he program,cooperated w ith the PLC (programmable logical controller),can easily control the knives storeroom action,axis shift and principal ax is loosening and clamping.T hus realizing the full control of ex chang ing knives.Key words:PLC;knives storeroom;the process of exchanging knives;axis control0 前言加工中心是为了满足产品的批量生产,通过自动更换不同的刀具在一次装夹中完成相应工序的全部加工,因此大大提高了加工效率。

加工中心是通过自动换刀系统实现刀具的自动换取的,根据刀库选取的不同,换刀系统的控制方式也不同。

加工中心斗笠式刀库 ppt课件

加工中心斗笠式刀库
• 1.9 • 主轴沿下移到Z轴的第二参考点位置，进行抓刀动作。
• 1.10 • 主轴刀具加紧。加紧传感器（D）发出确认信号。
• 1.11 • 刀库向远离主轴中心位置侧平移，直到PLC接收到传感器A • 发出的反馈确认信号。
• 1.12 • 主轴定位解除，换刀操作完成。刀库仅有以上四个传感器是不够的，为了保
• • （4） • 夹紧刀架电动机继续反转，此时涡轮停止转动，蜗杆轴3自身转动，当两端面
齿增加到一定夹紧力时，电动机1停止转动。译码装置由发信体13﹑14组成，电刷13负责发信号，电刷14负责位置判断当刀架定位出现过位或不到位时，可松开螺母12，调好发信体11与电刷14的相对位置。刀架在正向旋转的过程中不停的对刀位输入信号进行检测，
1.运动系数
拨盘等速回转，在一个运动循环内，总的运动时间为：
t＝2π/ω1
槽轮的运动时间为：
td＝2α1/ω1
定义： k=td / t 为运动系数，即：
ω2
k=td / t =2α1/2π
为减少冲击，进入或退出啮合时，槽中心线与拨销中心连线成90°角。故有：
2α1=π－2φ2 =π－(2π/z)
二、槽轮机构的类型与应用
槽轮机构类型
外啮合槽轮机构内啮合槽轮机构球面槽轮机构
轴线平行轴线相交
应用实例：电影放映机、自动摄影机、六角车床转塔。
外啮合槽轮机构
ω1 2φ
ω2
内啮合槽轮机构
球面槽轮机构
车螺纹
4
3空闲 2车帽口
切尾 5
1 装牙膏筒
卸牙6膏筒
六槽内槽轮圆销拨盘
六角车床转塔
三、槽轮机构的运动系数及运动特性

FANUCOiMD数控系统斗笠式刀库实现自动换刀

如附图ｅ所示，进行抓刀动作。主轴刀具夹紧。夹紧传感器Ｄ发出确认信号。
Ｎ１Ｍ９９
％
（换刀结束，返回主程序）
（２）ＰＭＣ与ＮＣ程序的配合。斗笠式刀库实现自动换刀是ＰＭＣ与ＮＣ程序的配合来完成的。
ＰＭＣ在整个换刀过程中主要控制刀库的正／反
转、刀库的前进／后退、松刀／紧刀阀的动作以及换刀动作顺序。主轴的上升、下降和定位都是由
ＮＣ系统程序控制的。
（８）刀库向远离主轴中心位置侧平移如附图ｆ
所示，直￣ＪＩＰＬＣ接收到传感器Ａ发出的反馈确认信
步。
斗
换取，根据刀库选取的不同，换刀系统的控制方式也不同。加工中心常用的刀库有斗笠式、凸轮式、链条式等，斗笠式刀库是加工中，Ｏｌ：ｋ较常见的一种换刀装置，换刀过程简单，体积小、安装方便、易于控制和维护等优点，因此在中小型加工中心上得到了广泛的应用。但对刀库的定位要求高，而且在换刀过程中需要轴配合其动作，而ＰＬＣ是无法直接参与数控轴的控制。基于ＦＡＮＵＣ０ｉＭＤ数控系统利用ＮＣ宏程序可以把轴控制与ＰＭＣ控制有机地结合，它可以按一定的逻辑控制ＰＭｃ和进给轴，从而实现包含轴移动的换刀控制。在本文中，笔者结合
后，这时刀库转动，当目标刀具对正主轴正下方时，主轴下移，使刀具进入主轴锥孔内，刀具夹紧后，刀库退回原来的位置，换刀结束。刀库具体动作过程如下：

斗笠式刀库的设计

济南铁道职业技术学院毕业设计指导书（高职机电一体化专业08级）一、设计题目斗笠式刀库的设计二、设计目的随着科学技术和社会的发展，对机械产品的性能、精度、质量、生产率和成本提出了越来越高的要求，数控机床的出现，开创了机械加工自动化的新纪元，不仅能提高产品的质量和生产率，降低生产成本，还能改善工人劳动条件。

一个零件往往需要多道工序完成，而单功能的数控机床只能完成单工序的加工，因此在零件生产过程中，要进行多次装卸换刀工作，不仅影响劳动效率，还降低了工件精度，加工中心和普通单功能机床的区别在于有了刀库和自动换刀装置，这样，一次装夹就可完成多到工序的加工，提高了零件精度和劳动效率。

现在加工中心上刀库种类很多，有斗笠式、圆盘式等，其中斗笠式刀库结构简单，运动集中，适合与立式加工中心。

刀库成本低，工艺要求不高，但是国内生产此类刀库的企业较少，大部分需要进口，价格相对较贵，因此本课题非常有研究价值。

三、设计的技术要求1、斗笠式刀库主要工作过程为：斗笠式刀库换刀时，由三步组成，第一、刀库横移装置移动到主轴箱可以到达的位置；第二，刀库分度装置进行选刀，通过精确地分度、定位，将下个工序需要的刀送到指定位置；第三，主轴上自动装卸刀机构准确取刀装刀。

具体过程为：1）、系统接收到换刀指令。

2）、气缸推动刀库移动到主轴位置，保证当前刀位上为空，准备换刀。

3）、主轴打刀缸释放，将主轴上当前刀具放置到刀库空刀位置。

4）、刀库电机转动，接近目的刀具位置时，接近开关发送指令，电机减速，转到位置停止，准备换刀。

5）、主轴完成装刀动作。

6）、刀库气缸带动刀库返回。

一个换刀动作结束。

2、机械结构的设计通过对加工中心刀库工作目的及工作过程的了解，设计出用横移机构、分度装置及刀盘。

3、技术参数1、机械结构①刀库有8刀位。

②使用槽轮机构完成分度。

③刀柄标准为BT30。

④刀库在圆导轨上滑动，以减小摩擦。

2、电器控制系统①额定输入电压：三相四线380v②额定输入频率：50Hz③额定输入电流：不大于60A④三相异步电动机带动刀盘的转动⑤接近开关检测目的刀具位置⑥工作环境温度：0 ºC~55 ºC3、控制系统①气缸推动刀库移动到主轴位置，打刀缸完成主轴的装刀卸刀。

斗笠式刀库的容刀量与分度装置的运动分析_张宇

（编辑昊天）
作者简介：张宇（1963-），女，副教授，主要从事数控技术方向的研究和教学工作。
收稿日期：2００８－０９－２２
36 机械工程师２００9 年第 1 期
20 40 60 80 φ1（/ °）
-0.2
-0.4
越小。从角速度、角加速度变化的曲线图得出：槽数 Z 达到 12（亦
-0.6 -0.8
图 4 槽数与角加速度变化曲线
即刀库的刀数为 12）以上时，分度装置分度过程就比较平
稳了，换句话说，此时斗笠式刀库在选刀过程中，产生的
震动和冲击已经很小，分度盘角速度变化不大，刀库运动
刀具
刀库鼓轮
图 1 刀库分度装置示意图
毂周期性间歇运动，起到了刀库的分度作用（如图 1）。
分度盘与刀库鼓轮同轴，分度盘的分度槽数与刀库
鼓轮上的刀数一致。定位法兰不断回转，分度盘就不停地
进行分度，刀库鼓轮就不断重复上述的运动循环，从而将
下一个工序所需刀具的刀位转到换刀位置上，以便让主
轴进行换刀，实现刀库的自动换刀。
定位法兰每回转一圈驱动分度盘转过一个槽。连续匀速运动的电机，带动定位法兰与圆柱滚子连续匀速转动。但圆柱滚子是间断性地转入分度槽的，从而使刀库轮
机械工程师２００９年第 1 期 35
专题报道
SPECIAL REPORT 金属加工 / 工具 / 工艺 / 工装
电机输入轴
联轴器
滚子
定位法兰分度盘
２刀库分度装置运动分析
刀库在换刀前首先需要选刀，选刀的过程就是使刀
库鼓轮满足一个周向间歇运动，也就是分度盘在分度的
过程中，转位开始与转位结束位置上的瞬时角速度 ω２=0。如图 2，为了使圆

新代系统斗笠式刀库换刀规划

七进入原点模式HOME 八同时按住刀盘正转和刀盘反转按键此时跳出"R590.2 刀盘刀号=主轴刀号=1(关闭手动调刀)"提示即完成刀库初始化九参数3407"手动调整刀库 0:关闭 1:开启"设置为0 所有有关刀库的警报都解除
2019/3/18
斗笠式刀库换刀动作故障及排除方法
根据以上的分析,可以总结换刀故障的处理思路
T1 刀盘
打刀缸
Z+
抬刀点 Pr3409
主
T2
轴
换刀点 Pr2803
主轴刀号: 1
2019/3/18
1 1
0 1
0 2
2 2
6
刀盘刀号: 2
斗笠式刀库换刀动作异常中断斗笠式刀库换刀流程小结
1.换刀流程由十二个动作组成 2.每个动作按照固定的顺序依次执行 3.每个动作相互制约和限制
4.每个动作的执行都必须满足相关的约束条件
主轴定位解除m05中断斗笠式刀库换刀动作异常中断进入jog模式按键退回刀库进入刀表编辑画面根据实际主轴刀号修改刀表上的数据如果主轴无刀可设定主轴刀号为0进入jog模式按键退回刀库进入刀表编辑画面根据实际主轴刀号修改刀表上的数据如果主轴无刀可设定主轴刀号为0进入jog模式按键退回刀库进入刀表编辑画面根据实际主轴刀号修改刀表上的数据如果主轴无刀可设定主轴刀号为0202011手动初始化刀库系统斗笠式刀库换刀动作异常中断的处理进入手动模式jog退回刀盘按键aux7或者复位按键取下主轴上的刀具如果无法松刀则修改刀表中的主轴刀号为1取下刀盘一号刀爪上的刀具参数3407手动调整刀库0
5
刀盘刀号: 2
一.主轴停止(M05) 二.刀盘旋转至主轴目前刀号三.主轴定位(M19)

一种斗笠式刀库换刀宏程序的设计

Ｎ２３０Ｍ１１（主轴松刀）Ｎ２４０Ｍ８２（ＺＪ盘旋转）
Ｎ２５０Ｇ０４Ｘ０．５（暂停０．５ｓ）
Ｎ２６０Ｍ８３（刀库向右靠近主轴）
牲
Ｎ２７０Ｇ０Ｔ０１６Ｏ
ＮＳ０Ｍ８１（ＴＪ库准备好使能）
Ｎ９０Ｍ８３（ＴＪ库向右靠近主轴）Ｎ１００Ｇ０４Ｘ０．５（暂停０．５ｓ）
Ｎ１１０Ｍ１１（主轴松刀）
根据实际换刀过程中可能出现的情况，若换刀指令要求的刀具号和主轴上原有的刀具号一致，说明不需要执行换刀过程，则数控系统ＰＭＣ信号
设计
Ｎ１８０Ｍ１０（主轴夹紧刀具）
计算
Ｎ１９０Ｍ８５（存储刀号）
Ｎ２００Ｍ８４（刀盘向左远离主轴）
Ｎ２１ＯＧ０ＴＯ２８０
Ｎ２２０Ｇ９１Ｇ３０Ｐ２Ｚ０（ｚ轴移动到第二参考点）
释。
Ｏ９００１
宏程序的接口输入信号，分别对应系统ＰＭＣ中的Ｇ５４．０、Ｇ５４．１、Ｇ５４。２，通过“ 读取” 这几个系统变量，就可以知道对应接口输人信号的状态。当相应
的输入点（即Ｇ５４．０～Ｇ５４．２）接通时，对应的变量值为１，否则变量值为０＿２］。＃１０００（Ｇ５４．Ｏ）：判断指令Ｔ代码和主轴上的刀具号是否一致，若一致，则＃１０００ —１。＃１００１（Ｇ５４．１）：判断指令主轴上刀号是否为

浅谈斗笠式刀库的控制流程_吕洋

还刀过程：１．刀库退回原始位置；
主轴准停通过参数４０７７调节角度主轴换刀准备位置Ｚ＝０主轴换刀位置通过参数１２４１调整
刀库原始位置
刀库换刀位置
刀库原始位置
图９
或者卡紧；３斗笠刀库的工作原理
刀库固定式换刀流程图（３）换刀过程描述（斗笠式刀库控制约
（１）斗笠式刀库换刀动作可分为三个，定：１．斗笠式刀库采用固定刀位，即刀套号即取刀、还刀和换刀。由于采用固定刀位管就是刀具号；２．取刀时，刀库就近找刀）
刀库具有前后两个位置，刀库前位时刀库最外的刀具正好与主轴刀套在同一条轴线上。通过气动或液压装置使刀库在两个位置上前后移动，且通过两个行程开关
检测ＴＦ信号上升沿
来确认刀库的前后位置。刀库采用普通三相异步电机驱动，可正转或反转。在刀库上设有刀具计数开关。通过刀库伸出和缩回，刀库与Ｚ轴和主轴配合实现换刀。这种刀库的另一个特点是采用固定刀位管理，即刀库中每个刀套只用于安放一把固定的刀具。
发展中，就难以引导所有员工趋向一致方向形成合力，执行效果也就难以提高。
结束语由此可见基层电力企业将传统绩效考
核体系进行有目的的整合与改进，最终行成一个完善且清晰的绩效管理系统对基层中的电力企业非常重要。它能促进企业的长远发展，保持企业良好运营，在企业文化建设上起着重要的作用。在整个绩效管理系统中，企业、管理者、员工三者联系紧密却又独立存在。虽然各自任务不同，目的却相同，都是为了完善和发展企业绩效管理体系所作出的努力，它们都是企业发展中的重要成员。绩效管理系统的实现和发展是长期的，它是企业管理中每一人的努力

加工中心不同刀库的换刀方法和指令

加工中心是拥有刀库和自动换刀装置的数控加工设备。

刀库的种类有很多种，换刀的方法及换刀指令的编写和执行也各不相同。

下面，就为大家总结一下几种常见刀库的换刀方式及其指令。

斗笠式刀库的换刀:斗笠式刀库大多采用固定地址换刀方式，刀具号与刀座号存在一一对应的关系。

斗笠式刀库的换刀动作是依靠刀库的横向移动与主轴的上下移动来实现的，这种方式简称为主轴换刀方式。

由于没有换刀机械手，所以选刀动作不能在换刀动作之前预选，而是将换刀指令与选刀指令编写在同一个程序段中，其指令格式为M06 TXX。

执行这个指令时，刀库首先找到指令中主轴上需要换下的刀号所对应的刀座，并将其转到换刀位置，使主轴上的刀具换回到刀座中。

接下来，刀库再找到指令中需要换上的刀具，将其转到换刀位置，并换上主轴。

因为不能预选刀具，这个指令如果将Tx x放在M06之前就是无效的，最终选刀的动作还是在执行M06时执行，如果M06后面没有Tx x，系统就会报错。

圆盘式和链式刀库的换刀:圆盘式刀库和链式刀库一般会采用随机地址的换刀方式，刀具号与刀座号并不是一一对应，而是随机的，但数控系统能够记忆其对应关系。

圆盘式和链式刀库采用机械手进行换刀，换刀前可以对新换上的刀具进行预选。

刀具指令Tx x控制刀库旋转，并将选中的刀具转至换刀工作位置，而换刀指令M06控制换刀机械手的动作，实现主轴刀具与刀库换刀位置处新旧两把刀具的交换。

圆盘式和链式刀库的选刀指令与换刀指令可以编写在同一个程序段，也可以分在不同程序段编写，因此选刀与换刀动作也可以一起执行或分开执行，其指令格式为TXXM06。

执行这个指令时，刀库首先将指令中要换上的刀具转到换刀位置，然后机械手将刀库刀具与主轴刀具交换。

了解了以上两种换刀方式，我们可以对比一下哪种更好。

结果显而易见，第二种换刀方法将选刀动作与加工动作重叠在一起，这样换刀时就不必选刀而直接换刀，使加工效率得到了提高。

不同机床厂家的不同规定:不同的机床生产厂家对于换刀方法、换刀指令及其执行方式也有不同的规定。

加工中心斗笠式刀库

槽轮机构（马尔它机构）
一、槽轮机构的组成及其工作特点组成：带圆销的拨盘、带有径向槽的槽轮。拨盘和槽轮上都有锁止弧：槽轮上的凹圆弧、拨盘上的凸圆弧，起锁定作用。
拨盘圆销
ω1
锁止弧
o1
工作过程：拨盘连续回转，当两锁止弧接触时，槽轮静止；反之槽轮运动。
作用：将连续回转变换为间歇转动。
o2
槽轮
ω2
• •
• • • • • • • • •
1.4 刀库平行向主轴位置移动。刀库刀具中心和主轴中心线在一条直线上时为换刀位置，位置到达通过信号传感器（B）反馈信号到数控系统PLC进行确认。 1.5 主轴向下移动到刀具交换位置。一般刀具交换位置定义为Ｚ轴的第二参考点，在此位置将当前主轴上的刀具还回到刀库中。 1.6 刀库抓刀确认后，主轴吹气松刀。机床在主轴部分安装松刀确认传感器（C），数控机床PLC接收到传感器Ｃ发送的反馈信号后，确认本步动作执行完成，允许下一步动作开始。 1.7 主轴抬起到Ｚ轴第一参考点位置。此操作目的是防止刀库转动时，刀库和主轴发生干涉。 1.8 刀库旋转使能。数控系统发出刀库电机正/反转启动信号，启动刀库电机的转动，找到指令要求更换的目标刀具，并使此刀具位置的中心与主轴中心在一条直线上。
∴ 槽轮的槽数 z≥3
可知：当只有一个圆销时，k=1/2-1/z < 0.5 即槽轮的运动时间总是小于其静止时间。如果想得到k≥0.5的槽轮机构，则可在拨盘上多装几个圆销，设装有n个均匀分布的圆销，则拨盘转一圈，槽轮被拨动n次。故运动系数是单圆柱销的n倍，即:
k=n(1/2-1/z) ∵ k≤1 得：n≤2z/ (z -2)
• •
（3）刀架定位刀架体7转动时带动着电刷座10转动，当转到程序指定的刀号时，粗定位销15在弹簧力的作用下进入粗位盘6的槽中进行粗定位，同时电刷13接触导体使电动机1翻转。由于粗定位槽的限制，刀架体7不能转动，使其在该位置垂直落下，刀架体7和刀架底座5上的端面齿啮合实现精确定位。

斗笠刀库解析

斗笠式刀库的动作过程斗笠式刀库在换刀时整个刀库向主轴平行移动。

（1）还刀取下主轴上原有刀具，当主轴上的刀具进入刀库的卡槽时，主轴向上移动脱离刀具。

（2）抓刀刀库转动，当目标刀具位于主轴正下方时，主轴下移，使刀具进入主轴锥孔内，刀具夹紧后，刀库退回原来的位置，换刀结束。

斗笠式刀库换刀过程动作图PMC和NC程序的配合PMC在整个换刀过程中主要控制刀库的正反转、刀库的前进后退、松刀紧刀阀动作。

NC程序控制主轴的上升和下降、主轴定位。

N19 M99:9001 (参数6071)N1 IF[#1000EQ1]GOTO19 (T CODE=SP TOOL) T代码等于主轴刀号，结束N2 #199=#4003 ( G90/G91 MODLE)N3 #198=#4006 (G20/21 MDOLE) 保留之前的模态信息N4 IF[#1002EQ1]GOTO7 ( SP TOOL=0) 主轴无刀，直接抓刀N5 G21G91G30P2Z0M19 回第2参考点，M19定向，准备还刀N6 GOTO8N7 G21G91G28Z0M19 回第1参考点，M19定向，准备抓刀N8 M50 刀库准备好（使能）N9 M52 刀库靠近主轴N10 M53 松刀吹气N11 G91G28Z0 回第一参考点N12 IF[#1001EQ1]GOTO15 (T CODE=0) 如果指令T0，则无需抓刀N13 M54 刀盘旋转G04X3.0N14 G91G30P2Z0 回第二参考点N15 M55 刀具卡紧N16 M56 刀盘远离主轴N17 M51 旋转结束N18 G#199G#198 恢复模态M代码含义M50刀库旋转使能M51刀库旋转结束M52刀库向右（靠近主轴）M53松刀，吹气M54刀盘旋转M55刀具夹紧M56刀盘向左（远离主轴）宏变量定义宏程序中，利用#1000-#2000宏变量对应PMC信号G54的相应位，可直接和PMC 进行联系，极大的方便了处理。

斗笠刀库工作原理

斗笠刀库工作原理
斗笠刀库工作原理是依靠机械装置和技术控制，将刀具储存于一个特定的仓库中，并能够根据需求自动取出和放回刀具。

以下是斗笠刀库工作的一般流程：
1. 刀具放置：将刀具按照一定规则摆放在仓库的刀位中，每个刀位通常配备一个特定的位置编码，以便于控制系统识别。

2. 刀具识别：使用传感器或扫描仪识别刀位上的刀具类型和编号，以便在后续操作中能够准确选择和定位。

3. 系统控制：通过控制系统，根据加工任务的需要，在库存刀具数据库中选择合适的刀具，并确定其位置信息和库存量。

4. 取放刀操作：根据加工任务的要求，机器人手臂或其他自动装置在仓库中定位到目标刀具所在的刀位，然后将其取出或放回。

5. 刀具记录：每次刀具的取放都会记录在系统中，以实现库存管理和刀具寿命追踪。

整个过程中，系统可以通过编程实现自动化操作，从而提高生产效率和刀具利用率。

同时，刀具库还可以与加工设备或生产线的控制系统进行联动，实现实时刀具管理和自动化生产。

斗笠式刀库动作过程分析

斗笠式刀库动作过程分析作者：王玲来源：《中小企业管理与科技·学术版》2009年第09期摘要：加工中心可将铣、镗、钻、铰、攻螺纹等多项功能集于一身，大大提高了生产效率。

换刀装置(ATC)是加工中心的重要组成部分，也是加工中心故障率最高的部分，约有50％的机床故障与换刀装置有关。

斗笠式刀库是加工中心比较常见的一种换刀装置，在本文中，我结合自己的工作经验，对斗笠式刀库的动作过程及换刀过程中容易出现的故障进行了简要的分析和说明。

关键词：加工中心ATC斗笠式刀库动作过程故障分析0引言加工中心的一个很大优势在于它有ATC装置，使加工变得更具有柔性化。

加工中心常用的刀库有斗笠式、凸轮式、链条式等，其中斗笠式刀库由于其形状像个大斗笠而得名，一般存储刀具数量不能太多，10～24把刀具为宜，具有体积小、安装方便等特点，在立式加工中心中应用较多。

1斗笠式刀库的动作过程斗笠式刀库在换刀时整个刀库向主轴平行移动，首先，取下主轴上原有刀具，当主轴上的刀具进入刀库的卡槽时，主轴向上移动脱离刀具：其次主轴安装新刀具，这时刀库转动，当目标刀具对正主轴正下方时，主轴下移，使刀具进入主轴锥孔内，刀具夹紧后，刀库退回原来的位置，换刀结束。

刀库具体动作过程如下：1.1刀库处于正常状态，此时刀库停留在远离主轴中心的位置。

此位置一般安装有信号传感器(为了方便理解，定义为A)，传感器A发送信号输送到数控机床的PLC中，对刀库状态进行确认。

1.2数控系统对指令的目标刀具号和当前主轴的刀具号进行分析。

如果目标刀具号和当前主轴刀具号一致，直接发出换刀完成信号。

如果目标刀具号和当前主轴刀具号不一致，启动换刀程序，进入下一步。

1.3主轴沿Z方向移动到安全位置。

一般安全位置定义为Z轴的第一参考点位置，同时主轴完成定位动作，并保持定位状态；主轴定位常常通过检测主轴所带的位置编码器一转信号来完成。

1.4刀库平行向主轴位置移动。

刀库刀具中心和主轴中心线在一条直线上时为换刀位置，位置到达通过信号传感器(B)反馈信号到数控系统PLC进行确认。

浅谈斗笠式刀库的控制流程_吕洋

高等教育出版社，２０１１．
（上接２３４页）价在基层电力企业当中被当作“ 机密 ”，过程私密，加重了职工对考评的不安心理和对考核部门的不信任感，进而妨碍考评工作对员工指导教育的作用。
第三，传统绩效管理与长远规划的运营目标严重脱节。绩效管理作为企业管理目标实施的有效工具，能否将企业总体目标层层分解落实到每位员工身上，促使每位员工都为单位总体工作目标的实现承担责任是管理中的关键。然而实践操作中，有的单位在绩效计划中，并没有把总体目标分解到部门重的每个岗位，而是根据各自提出的工作内容，采取自下而上的审报，而不是自上而下的分解。绩效管理与工作总目标的实施发生了脱节现象，因此，在公司
刀库具有前后两个位置，刀库前位时刀库最外的刀具正好与主轴刀套在同一条轴线上。通过气动或液压装置使刀库在两个位置上前后移动，且通过两个行程开关
检测ＴＦ信号上升沿
来确认刀库的前后位置。刀库采用普通三相异步电机驱动，可正转或反转。在刀库上设有刀具计数开关。通过刀库伸出和缩回，刀库与Ｚ轴和主轴配合实现换刀。这种刀库的另一个特点是采用固定刀位管理，即刀库中每个刀套只用于安放一把固定的刀具。
１斗笠式刀库的组成以及特点本文采用的是１０把刀斗笠式刀库，该
刀库由三相异步电机、气缸、刀盘、传动机构和检测信号开关等组成。刀库有刀库计数、伸出到位、缩回到位、紧刀到位、松刀到位、刀库伸出、刀库缩回和主轴松刀等信号。

斗笠式刀库的设计

济南铁道职业技术学院毕业设计指导书（高职机电一体化专业08级）一、设计题目斗笠式刀库的设计二、设计目的随着科学技术和社会的发展，对机械产品的性能、精度、质量、生产率和成本提出了越来越高的要求，数控机床的出现，开创了机械加工自动化的新纪元，不仅能提高产品的质量和生产率，降低生产成本，还能改善工人劳动条件。

一个零件往往需要多道工序完成，而单功能的数控机床只能完成单工序的加工，因此在零件生产过程中，要进行多次装卸换刀工作，不仅影响劳动效率，还降低了工件精度，加工中心和普通单功能机床的区别在于有了刀库和自动换刀装置，这样，一次装夹就可完成多到工序的加工，提高了零件精度和劳动效率。

现在加工中心上刀库种类很多，有斗笠式、圆盘式等，其中斗笠式刀库结构简单，运动集中，适合与立式加工中心。

刀库成本低，工艺要求不高，但是国内生产此类刀库的企业较少，大部分需要进口，价格相对较贵，因此本课题非常有研究价值。

三、设计的技术要求1、斗笠式刀库主要工作过程为：斗笠式刀库换刀时，由三步组成，第一、刀库横移装置移动到主轴箱可以到达的位置；第二，刀库分度装置进行选刀，通过精确地分度、定位，将下个工序需要的刀送到指定位置；第三，主轴上自动装卸刀机构准确取刀装刀。

具体过程为：1）、系统接收到换刀指令。

2）、气缸推动刀库移动到主轴位置，保证当前刀位上为空，准备换刀。

3）、主轴打刀缸释放，将主轴上当前刀具放置到刀库空刀位置。

4）、刀库电机转动，接近目的刀具位置时，接近开关发送指令，电机减速，转到位置停止，准备换刀。

5）、主轴完成装刀动作。

6）、刀库气缸带动刀库返回。

一个换刀动作结束。

2、机械结构的设计通过对加工中心刀库工作目的及工作过程的了解，设计出用横移机构、分度装置及刀盘。

3、技术参数1、机械结构①刀库有8刀位。

②使用槽轮机构完成分度。

③刀柄标准为BT30。

④刀库在圆导轨上滑动，以减小摩擦。

2、电器控制系统①额定输入电压：三相四线380v②额定输入频率：50Hz③额定输入电流：不大于60A④三相异步电动机带动刀盘的转动⑤接近开关检测目的刀具位置⑥工作环境温度：0 ºC~55 ºC3、控制系统①气缸推动刀库移动到主轴位置，打刀缸完成主轴的装刀卸刀。

刀库换刀流程和逻辑思路

刀库换刀流程和逻辑思路·乱刀式刀库的换刀流程图固定式刀库的换刀流程图固定式刀库换刀过程分解：固定式刀库换刀动作可分为三个，即取刀、还刀和换刀。

由于采用固定刀位管理方式，刀具的交换实际上是还刀和取刀这两个动作。

（斗笠式刀库控制约定：1．斗笠式刀库采用固定刀位，即刀套号就是刀具号；2．取刀时，刀库就近找刀）① 取刀现状：主轴上无刀具编程：M06 T* 刀库动作描述：主轴换刀位置主轴换刀准备位置刀库原始位置刀库换刀位置主轴准停Z=-10.主轴换刀位置主轴换刀准备位置刀库原始位置刀库换刀位置Z=-10. 主轴准停主轴换刀位置主轴换刀准备位置刀库原始位置刀库换刀位置Z=-10.主轴准停主轴换刀位置主轴换刀准备位置刀库原始位置刀库换刀位置Z=-10.主轴准停主轴换刀位置主轴换刀准备位置刀库原始位置刀库换刀位置Z=-10.主轴准停② 还刀现状：主轴上有刀具编程：M06 T0 刀库动作描述：主轴换刀位置主轴换刀准备位置刀库原始位置刀库换刀位置Z=-10.主轴准停主轴换刀位置主轴换刀准备位置刀库原始位置刀库换刀位置Z=-10.主轴准停主轴换刀位置主轴换刀准备位置刀库原始位置刀库换刀位置Z=-10.主轴准停主轴换刀位置主轴换刀准备位置刀库原始位置刀库换刀位置Z=-10.主轴准停③ 换刀现状：主轴上有刀具编程：M06 T*刀库动作描述：刀具交换的过程，就是还刀加上取刀的过程。

固定式刀库自动换刀装置电气控制电气控制电路包括接强电电路和PMC控制电路两部分。

下图所示为接触器控制电路。

主电路由空气开关QF、KM1主触点、KM2主触点、三相异步交流电机M等组成。

控制电路中中间继电器KA1与KA2分别控制接触器KM1和KM2的线圈，控制刀库电机M 的正反转和停机制动。

实现刀具的选择从而达到精确选刀的目的。

电动刀库电气控制线路图四、固定式刀库自动换刀装置的PMC控制PMC控制包括硬件控制和软件控制两方面。