BT40型斗笠式刀库
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。
加工中心40刀刀库（链式刀库）-说明书
加工中心40刀刀库(链式刀库)-说明书第一章绪论本章首先从数控机床的发展历程引出加工中心的发展趋势,再具体到本次设计针对的刀库的任务要求,明确了本设计任务的主要内容。
引言1952年世界上出现了第一台数控机床,使多品种、中小批量的机械加工设备在柔性、自动化和效率上产生了巨大变革。
1958年第一台加工中心问世,它将多工序(铣、钻、镗、铰、攻丝等)加工集于一身;适应加工多品种和大批量的工件;增加机床功能(自动换刀、自动换工件、自动检测等),使自动化程度和加工效率上了一个新台阶;使无人化(或长时间无人操作)加工成为现实。
90年代以来,数控加工技术得到迅速的普及及发展,数控加工中心在制造业得到越来越广泛的应用。
目前国内企业生产制造的加工中心主要是面向生产领域,其结构复杂、精度高、封闭性强,价格昂贵。
加工中心已成为柔性制造系统、计算机集成制造系统和自动化工厂的基本单元。
加工中心是数控机床的代表,是高新技术集成度高的典型机电一体化机械加工设备,受到世界各工业发达国家的高度重视,技术迅速发展,品种和数量大幅度增加,成为当今世界机械加工设备中最引人注目的一类产品。
加工中心简介加工中心的发展简史1952年世界上出现第一台数控机床,使多品种、中小批量的机械加工设备在柔性、自动化和效率上产生了巨大变革。
它用易于修改的数控加工程序进行控制,因而比大批量生产重使用组合机床生产线和凸轮、开关控制的专用机床有更大的柔性,容易适应加工件品种的变化,进行多品种加工。
它用数控系统对机床的工艺功能、几何图形运动功能和辅助功能实行全自动的数字控制,因为有更高的自动化程度和加工效率,大大改变了中小批量生产中普通机床占整个机械加工的状况。
数控机床能实现两坐标以上联动的功能,其效率和精度比用手工和样板控制加工复杂零件要高得多。
1958年第一台加工中心在美国卡尼、特雷克(Kearney&Trecker)公司问世。
现代加工中心的内容是什么?第一,它是在数控镗床或数控铣床的基础上增加自动换刀装置,可使工件在一次装卡中,能够自动更换刀具,自动完成工件上的铣削、钻孔、镗孔、铰孔、攻丝等工序的数控机床。
链刀、盘式。斗笠式刀库
链式、盘式、斗笠刀库刀库系统是提供自动化加工过程中所需之储刀及换刀需求的一种装置；其自动换刀机构及可以储放多把刀具的刀库；改变了传统以人为主的生产方式。
藉由电脑程式的控制，可以完成各种不同的加工需求，如铣削、钻孔、搪孔、攻牙等。
一、圆盘式刀库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。
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。
2. 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。
机床关机后刀具记忆清零。
3. 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）。
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。
)圆盘刀库。
如图7.1(b)-(g)所示，存刀量少则6把-8把，多则50把-60把，有多种形式。
图7.1(b)所示刀库，刀具径向布置，占有较大空间，一般置于机床立柱上端。
图7.1(c)所示刀库，刀具轴向布置，常置于主轴侧面，刀库轴心线可垂直放置，也可以水平放置，较多使用。
图7.1(d)所示刀库，刀具为伞状布置，多斜放于立柱上端。
FANUCOiMD数控系统斗笠式刀库实现自动换刀
Ｎ １ Ｍ ９ ９
％
（ 换刀结束 ，返回主程序）
（ ２）Ｐ ＭＣ 与ＮＣ 程序的配合 。斗笠式 刀库 实 现 自动换 刀是Ｐ ＭＣ与ＮＣ 程 序 的配合 来完成 的 。
Ｐ Ｍ Ｃ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
Ｎ Ｃ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 ￣ Ｊ Ｉ Ｐ Ｌ Ｃ 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Ｐ Ｌ Ｃ 是无法直接 参与数控轴的控制。基于Ｆ Ａ ＮＵＣ ０ ｉ ＭＤ数控 系统 利用ＮＣ 宏程序可以把轴控制与Ｐ ＭＣ 控制有机地结 合 ，它可以按一定的逻辑控制Ｐ Ｍｃ 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 ：
刀库知识培训
刀库的认知
圆盘式刀库
三.刀库的构成配件 刀库是涉及到一个机电一体的运行方式，通过系统的控制来进 行操作者想要的动作 刀库的基础配件： A.电机；B.刀套；C.气缸；D.感应开关；E.刀臂；F.ATC 配件的剖析： A.电机：圆盘式刀库有两个电机，分别是刀盘电机，ATC电机 刀盘电机：品牌：工机；功率：0.18KW；减速比：1:20
刀库的认知
斗笠式刀库
二.刀库构成形式 斗笠刀库与圆盘式刀库有着很大的区别，结构相对简单。主要 有刀盘，气缸。其换刀形式是：刀盘选刀，然后由气缸推动 刀盘移动，到指定位臵换刀。 主要结构是：刀盘、气缸、滑座本体、转盘座
刀库的认知
斗笠式刀库
三.刀库配件 基础配件是：A.气缸；B.刀夹；C.感应开关；D.电机 A.气缸：刀库上关键部件，推动刀库移动。台湾金器品牌，控 制着刀库的行程 B.刀夹：刀夹是工程复合塑料，夹刀力量稳定，包裹性佳，不 当换刀时可保护主轴与刀盘 C.感应开关：主要有接近开关、微动开关 D.电机：电机主要采用复合结构（电机，刹车，减速箱），刀 盘运行稳定。品牌：莉茗电机、功率：0.1KW
格 斗笠刀库与圆盘刀库相对应，只是表现出来的形式和换刀方式 不同而已，同样的是有BT30、BT40、BT50之分。 但是规格就有所不同：如下 刀库规格：12T-390/230、10T-390/190、16T-545/250 通常给定的一些数据我们确定了刀库的各个型号规格，和具体 的参数： 斗笠刀庫BT40-16T 545/250可以知道该刀库是：BT4016把刀的斗 笠刀库，刀盘直径是545mm，刀库行程是250mm。
刀库的认知
斗笠式刀库
四.斗笠刀库特点 1)夹刀爪为工程复合塑料，夹刀力量稳定包覆性佳，不当换刀 时可保护主轴与刀盘。 2)夹刀爪种类齐全且互换性高，提供客户多种选择。 3)内藏式双向油压缓冲专利设计，刀库往复行程单程（0.8秒） 4)刀盘驱动源为精密电动马达，邻刀快速选刀（0.6秒）。 5)刀盘运转有筒型凸轮及日内瓦轮式两款设计，运转顺畅、安 静、定位精准。
刀库培训资料
的斗笠刀库，刀盘直径是545mm，刀库行程是250mm。
刀库的认知
• 斗笠式刀库
二.刀库构成形式 斗笠刀库与圆盘式刀库有着很大的区别，结构相对简单。主
要有刀盘，气缸。其换刀形式是：刀盘选刀，然后由气缸 推动刀盘移动，到指定位置换刀。 主要结构是：刀盘、气缸、滑座本体、转盘座
安静、定位精准。
二、刀库与机床的应用
1.数控机床结构
刀库
钣金
主轴 箱
工作 台
1.机床钣金 2.光机（主轴箱，工作台 立柱，底座） 4.刀库 5.操作系统
备注： 1.此图为立式加工中心 2.刀库一般安装机床左侧
刀库与机床的应用
五
2.数控机床类别
轴
1）.按机床形式分为：立式、卧式、
联
龙门、雕铣机等
动
机带动ATC部份运转，刀臂转动负责换刀。当此过程完成 后，即刀库完成一次换刀
刀库的认知
• 圆盘式刀库
三.刀库的构成配件 刀库是涉及到一个机电一体的运行方式，通过系统的控制来进
行操作者想要的动作 刀库的基础配件： A.电机；B.刀套；C.气缸；D.感应开关；E.刀臂；F.ATC 配件的剖析： A.电机：圆盘式刀库有两个电机，分别是刀盘电机，ATC电机 刀盘电机：品牌：工机；功率：0.18KW；减速比：1:20
同类型的品牌有：莉茗电机
ATC电机：品牌：亿大；功率：0.55KW；减速比：1:8/1：10
同类型的品牌有：晟邦电机
刀库的认知
• 圆盘式刀库
B.刀套：采用复合工程塑料，强度高，重量轻，抗老化腐蚀， 正常使用损坏率接近0.
刀套的形式主要根绝刀具来定主要有：BT、CAT、ISO、HSK 其他材质的有：铝合金的 C.气缸：品牌：金器，同品牌的有：亚德客及其他的 D.刀库感应开关有多个，种类分别是接近开关，磁环开关。通
加工中心刀库的种类及特点
加工中心刀库的种类及特点研究了这么久加工中心刀库的种类及特点，总算发现了一些门道。
加工中心的刀库啊，首先有斗笠式刀库，这名字听起来就很有趣。
这种刀库就像一个倒扣的斗笠一样。
它的特点呢，感觉比较简单直接，装刀数量不是很多，通常也就十几把到二十多把刀的样子。
我之前见过的一个小型加工中心就是用的斗笠式刀库，它换刀的时候就像是翻开斗笠挑刀一样，动作有点慢呢，每次看到我就在想，这要是加工一个很复杂需要频繁换刀的零件，得等好久啊。
还有圆盘式刀库，这个就比较常见啦。
它就像个大盘子，上面有好多刀位。
这种刀库装刀数量相对斗笠式能多一些，我看过有的能装几十把刀呢。
换刀速度比斗笠式的好多了，就像你在转盘上找东西，一下就转到要的那把刀跟前了。
例如在一些中型的机械加工车间，这种圆盘式刀库很受欢迎，加工那些不大也不小的零件，效率还挺高的。
另外，还有链式刀库。
这就像一条条链子把刀位串起来，它的特点是装刀数量特别多，可以装几十把甚至上百把呢。
我特别疑惑的是，这种刀库虽然装刀多，但是感觉结构会复杂些，会不会容易出问题啊不过我想，既然存在就有它的道理。
比如说在大型加工中心上加工大型复杂的零件，可能需要用到各种各样的刀具，这时候链式刀库的优势就体现出来了，不用老是停下来换刀，可以一直连续加工。
这里面我有个搞不太明白的地方，不同类型的刀库在换刀精度上到底是怎么保证的呢比如说圆盘式刀库转起来的时候，怎么就能精确地停在要取的那把刀的位置上呢这可能涉及到一些很精密的机械和电控系统吧。
再回来说说斗笠式刀库，虽然它装刀少换刀慢，但是对于一些加工精度要求不高，而且加工工序比较简单的小型加工项目来说，它的成本低这个优势就很明显了因为小企业或者小作坊加工一些简单的零件，能省一点是一点嘛。
还有啊，圆盘式刀库转起来的时候，是不是磨损会比较大呢我比较过两个用了不同年份的圆盘式刀库，感觉旧的那个转的时候有点卡卡的，不知道是不是因为磨损导致的同心度问题。
要是同心度不好，是不是换刀位置就不准了呢这得好好研究研究。
刀库培训教程2
主要课程：
一.刀库产品基础认知 二.刀库在机床上的应用及故障判断
一、产品基础认知
主要知识点： 刀库的认知（圆盘式、斗笠式）
刀库的认知
• 圆盘式刀库
一.刀库型号、规格 圆盘式刀库可分为： 型号：BT30、BT40、BT50 规格：530/65°、530/75°、600/65°、600/75°、600/90° 刀库的确定： 通常我们确定刀库的具体参数时会先看型号、规格，因为这
D.电机减速比：通常电机转速是一定的（由县圈多少决定），但是要想适用与我们的 要求则需要改变转速。因此生产符合要求的电机时会给电机加装一个变速机或变 速箱。可以通过齿轮的不同来增大转速或者减少转速。我们所说的“减速比”即 是将电机的转速按照某个比例来减少，以此来适合我们的需求。如下：电机转速 为：1000/min,减速比是：1：8，那么减速后的转速就是：125/min。我们刀库所 采用的电机减速比是：刀臂电机：1/10,1/9,1/8；刀盘电机：1/20
接线盒
铭牌
斗笠式刀库
3.换刀过程(主轴上有刀具）
斗笠式刀库
4.斗笠刀库故障分析
1）.数控系统发出换刀指令，刀库不动作 原因分析：A.检查机床操作模式是否正确？指令是否正确？B.检查气压否 在要求范围内；（一般要求为：0.5~0.6MP）C.检查刀库的初始状态是否 正常即传感器的状态是否良好?输送到数控系统的入口信号是否正确？ 2）.刀库移动到主轴中心位置，但不进行接下的动作 原因分析：A.检查刀库到主轴侧的感应信号是否良好；发送到系统的信号 是否正常；B.检查主轴刀具是否抓紧，打刀缸信号是否正常；C检查主轴 定位是否完成,确认第一参考点是否返回； 3）.刀库取完刀不旋转到目标刀位 原因分析：A.用万用表检查刀盘电机线路是否正常;B.检查刀库部分电源是 否正常；交流接触器是否正常;C.检查电机是否正常，电机刹车是否正常工 作；D.如果以上正常检查刀库机械部分是否正常。 4）.主轴抓刀后刀库不移回初始位置 原因分析：A.检查气源压力是否在要求范围；B.检查电机驱动控制回路是 否正常； C.检查主轴刀具抓紧情况，打刀缸信号是否正常；D.刀库是否有机械干涉
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。
BT40X16斗笠式刀库的研究与设计_毕业设计说明书
毕业设计说明书设计题目：BT40X16斗笠式刀库的研究与设计摘要90年代以来，数控加工技术得到迅速的普及及发展，高速加工中心作为新时代数控机床的代表，已在机床领域广泛使用。
自动换刀刀库的发展俨然已超越其为数控加工中心配套的角色，在其特有的技术领域中发展出符合机床高精度、高效率、高可靠度及多任务复合等概念的独特产品。
刀库作为加工中心最重要的部分之一，它的发展也直接决定了加工中心的发展。
斗笠式刀库一般只能存16~24把刀具，斗笠式刀库在换刀时整个刀库向主轴移动。
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，这时刀库转动。
当要换的刀具对正主轴正下方时主轴下移，使刀具进入主轴锥孔内，夹紧刀具后，刀库退回原来的位置。
关键词：数控加工中心，斗笠式刀库ABSTRACTSince the 1990s, CNC machining technology made the rapid and universal development, as a new era of the representatives of NC machine tools, High-speed processing center has been widely used in the field of machine tools. The development of automatic Tool Change,s tool house in recent years seems to have gone beyond the NC Center for supporting the role of technology in their unique areas of development to meet the high-precision machine tools, high efficiency and reliability, and more complex tasks, such as the concept of unique products . The tool house as a processing center one of the most important part, it has a direct bearing on the development of the processing center's development.Rain hat type knife library normally only save 16 to 24 knife sword rain hat type, change cutters in the library in the sword to the spindle mobile library. Rain hat type knife library normally only save 16 to 24 knife sword rain hat type, change cutters in the library in the sword to the spindle mobile when spindle library on the library card slot cutter into the knife, spindle, when moving upwards from cutter knife library rotation. When to change tool to align the spindle, when spindle moves directly into the spindle cone hole cutter, clamping tool, return the original position knife library.Keywords: CNC processing center, rain hat type knife library摘要 (I)1绪论 (3)1.1 数控机床概述 (3)1.1.1 数控机床的概念 (3)1.1.2 数控机床的组成 (3)1.1.3 数控机床的工作原理 (3)1.1.4 数控机床的特点 (3)1.1.5 数控机床的发展 (3)1.2 数控铣床分类 (4)1.2.1 数控立式铣床 (4)1.2.2 数控卧式铣床 (4)1.2.3 万能数控铣床 (4)1.2.4 龙门式数控铣床 (4)1.3 数控铣床的功能及加工对象 (4)1.4 加工中心知识 (5)1.5 自动换刀装置与刀库 (5)1.5.1 自动换刀装置 (5)1.5.2 刀库类型 (6)1.6 本章小结 (8)2 总体方案 (9)2.1 数控立式升降台铣床的组成及主要技术参数 (9)2.2 可能的方案比较及最终选择方案 (10)2.3 斗笠式刀库结构组成及工作原理 (11)刀库横移装置的设计： (11)2.5 本章小结 (12)3 斗笠式刀库设计 (13)3.1 刀库容量的确定 (13)3.2 气缸设计和选择 (14)3.2.1 气缸的选择要点 (14)3.2.2 气缸初选 (14)3.2.3 驱动力校核 (14)3.2.4 活塞杆稳定性校核 (15)3.2.5 缸筒壁厚计算 (16)3.2.6 耗气量及刀库横移运动时间的计算 (16)3.3刀库驱动转矩的估算 (17)3.3.1 刀库分度机构的传动设计及计算 (17)3.3.2 旋转部件转动惯量计算 (18)3.3.3 刀库驱动转矩计算 (19)3.4减速电动机的选择 (19)3.5 刀库驱动转矩的校核 (19)3.6 换刀过程总时间的计算与校核 (20)3.7 刀具的选择方式 (20)3.8 刀具交换装置的选择 (21)3.9 电气元件的选择 (22)3.9.1 气缸磁环开关 (22)3.9.2 马达定位感应开关 (22)3.9.3 刀号计数器开关 (22)3.10本章小结 (22)4 重要零部件的设计 (23)4.1 联轴器 (23)4.1.1 联轴器的选择 (23)4.1.2 联轴器校核 (23)4.2 刀夹 (23)4.2.1 刀夹作用 (23)4.2.2 刀夹工作原理 (24)4.3 本章小结 (25)结论 (25)致谢 (26)参考文献 (28)1绪论1.1 数控机床概述1.1.1 数控机床的概念数字控制是利用数字化信息对机械运动以及加工过程进行控制的一种方法，简称数控（Numerical Control，NC）。
数控机床斗笠式刀库换刀宏程序的开发和调试
Ｎ ７ ４ （ 刀库 后 退 指令 ） １０Ｍ２ ；发 Ｎ１０Ｍ８ （ 出换 刀 宏 程 序 ） ８ Ｏ 退 Ｎ１０Ｍ９ 宏 程 序结 束 ） ９ ９（ Ｎ ０ ０（ 入 刀库 调 整 区 间 ） ２ ０Ｍ２ 进 Ｎ １ ５（ 库 旋转 ） ２ ０Ｍ２ 刀 Ｎ ２ １（ 出 刀库 调 整 区 间 ） ２ ０Ｍ２ 退
转 调 整 ” 区 间 （ 程 序 Ｎ Ｏ —— Ｎ ２ 步 ） 在 此 区 宏 ２０ ２０ ，
Ｎ９ Ｍ２ 发刀 库 前进 卡刀 指 令 ） Ｏ ３（
Ｇ０ Ｘ０ １ ４ ．
Ｎ１ ０Ｍ２ 发 松 刀指 令 ） ０ ７（
（ ４ ． ＸＯ １
间，刀库旋转的停止条 件是 “ 当前 刀号 ”与 “ 主轴 刀
Ｎ ＯＭ５ （ ５ Ｍ９ 主轴停／ 冷却停 ）
Ｎ６ １ ； 主轴 定 位 ） ０Ｍ ９ （
Ｎ ０Ｇ ０ ２ ０（ 轴 下 到 换 刀 点 ，位 置 由 ＃２ ３ ８ ３ Ｐ Ｚ Ｚ ０８
设定）
执行 “ 当前刀号 ”与 “ 主轴刀号 ” 是否相等 的判断 （ 见 宏程序第 Ｎ ５步） ４ 。如果不相等 ，那 么跳转到 “ 刀库旋
号” 相等，而常规 的刀库旋 转 的停 止条件是 “ 当前刀
号 ” “ 令 刀 号 ” 等 。 这 点 必 须 充 分 注 意 ，且 须 与 指 相 在 Ｐ 程 序 中处理 ，程 序处 理 如 图 １ 示 。 Ｉ 所 （ 转第 ６ 下 ０页）
电工技术 ｆ０ ０ｌ １ ２ ７期 ｆ ３ ９
刀 。如果在 手 动 维修 状 态 转 动 了刀 盘 ，那 么 换 刀点
“ 当前位 置 刀 号 ”发 生 了 变 化 ， 如 果 再 按 宏 程 序 规 定 的顺 序 动作 ，就 会 发 生 刀 具 与 主 轴 碰 撞 的 严 重 事 故 ， 因此 必 须 加 上 保 护 程 序 。 其 动 作 为 ： 如 果 “ 前 刀 当 号 ” “ 轴 刀 号 ”不 相 等 ，那 么 命 令 刀 盘 旋 转 ， 直 与 主 到 “ 前 刀 号 ”与 “ 轴 刀 号 ”相 等 ， 刀 盘 停 止 旋 当 主 转 ，再 执行 正 常 换 刀 程 序 。 在 宏 程 序 上 要 做 的 处 理 是
刀库培训教程
刀的斗笠刀库，刀盘直径是545mm，刀库行程是250mm 。
刀库的认知
? 斗笠式刀库
二.刀库构成形式 斗笠刀库与圆盘式刀库有着很大的区别，结构相对简单。主
要有刀盘，气缸。其换刀形式是：刀盘选刀，然后由气缸 推动刀盘移动，到指定位臵换刀。 主要结构是：刀盘、气缸、滑座本体、转盘座
零点接 近开关
刀 盘
刀盘 固定 螺丝
圆盘式刀库
2）.刀套
刀套功能：安放刀具 刀套故障：A.刀套收到撞击损坏；B.刀套倒下时不到位；C.刀套有晃动
刀套
刀套 限位
倒刀 机构
圆盘式刀库
3）.ATC
ATC 功能：ATC 又称换到机构，主要用于旋转刀臂，换刀运行 ATC 故障:A.刀臂换刀时卡住不运转；B.换刀时刀臂抓不紧刀具掉刀；C.刀臂出力轴上下
同类型的品牌有：莉茗电机
ATC 电机：品牌：亿大；功率：0.55KW；减速比：1:8/1：10
同类型的品牌有：晟邦电机
刀库的认知
? 圆盘式刀库
B.刀套：采用复合工程塑料，强度高，重量轻，抗老化腐蚀， 正常使用损坏率接近0.
刀套的形式主要根绝刀具来定主要有：BT、CAT 、ISO、HSK 其他材质的有：铝合金的
刀盘运行稳定。品牌：莉茗电机、功率：0.1KW
刀库的认知
? 斗笠式刀库
四.斗笠刀库特点 1)夹刀爪为工程复合塑料，夹刀力量稳定包覆性佳，不当换
刀时可保护主轴与刀盘。 2)夹刀爪种类齐全且互换性高，提供客户多种选择。 3)内藏式双向油压缓冲专利设计，刀库往复行程单程（0.8秒
） 4)刀盘驱动源为精密电动马达，邻刀快速选刀（0.6秒）。 5)刀盘运转有筒型凸轮及日内瓦轮式两款设计，运转顺畅、
台湾颖元加工中心型号说明
台灣穎元科技加工中心分類說明分 类 字 母 说 明产 品 系 列 Q ：直立型立柱（分离式排屑） U ：人字型立柱（一体式排屑） G ：齿轮头系列（人字型立柱） P ：直联式主轴系列（人字型立柱） 轨 道 形 式A ：三轴线轨 E ：二线一硬B ：二线一硬（直立型立柱） D ：三轴硬轨L ：三轴硬轨、Y 轴四轨 F ：二线一硬、Y 轴四线轨各字母代表含义1 23 4 5 轨道形式产品系列机型刀库形式系统以AP500JsF 为例A P500 Js F其他字母含义 系统部分 F ：FANUC 0I-MD 系统 Fm ：FANUC 0I-M-MD 系统 M ：三菱M70B 系统 Ma ：三菱M70A 系统 S ：西门子系统 刀库部分 A ：机械臂刀库 I ：伞形凸轮14T B ：斗笠式刀库 Is ：伞形伺服14T C ：无刀库 Js ：伞形伺服21T R ：凸轮转塔式12T Rs ：伺服转塔式12TK ：BT40转塔式刀库機 型 具 體 分 類一、Q 系列（直立型立柱）机型 A AQ510原TAP510 钻攻机 AQ800 AQ900 AQ1050 E EQ800 EQ900 EQ1050B BQ850 BQ100二、U 系列（人字型立柱）机型 A AU650 AU750 AU850 AU1000 AU1200 AU1400 E EU650 EU750 EU850 EU1000 EU1200 EU1201 EU1400 EU1401L LU1200 LU1201 LU1400 LU1401 LU1601 LU1801D DU850 DU1000三、P 系列（直联人字型立柱）机型 A AP500 钻攻机 AP750 钻攻机AP650 AP750 AP850 AP1000 E EP650 EP750 EP850 EP1000 EP1200 EP1400 L LP1200 LP1400 四、G 系列（齿轮头人字型立柱）机型 E EG1201 EG1401L LG1201 LG1401。
斗笠式刀库位置的调整及参数的设定
斗笠式刀库位置的调整及参数的设定主要进行刀夹与主轴换刀的重合（机械位置）1检查刀盘平面与X-Y平面的平行度，分别原x和y方向检。
平行度小与0.30nm/全宽。
如超过此数值则需调整刀库支架与刀库。
2将主轴箱上移到z向最高点后将分体刀柄的上体锥丙部分装人主轴孔内并拉紧，同时在刀盘的刀卡内装入分体刀柄得下体3手动将刀库移到换刀位置4手动使主轴定向5下移主轴箱分体刀柄的上体锥丙部与刀卡上分体刀柄得下体之间得间的间隙约2cm6用调整装置调整刀库在x和y向的位置，同时用分体刀柄得中间轴检验分体刀柄的上下两体的中心是否重合，上下两体中心重合则刀卡与主轴的换刀点重合调整完毕7z轴回参考点。
8下移主轴箱，使分体刀柄的上体锥丙部与刀卡上分体刀柄的下体之间的间隙为0.15-0.25nm 之间。
（用塞尺测量）9记录此位置的z轴座标值，并输入到第二机械参考点中（参数1421）10当此位置z轴坐标值小于356nm或370nm则调整参考点挡块的位置。
当此位置的z轴坐标值在365nm到370nm之间则调整参考点网格偏移参数内数值，此参数单位为0.001.FANRC 系统的参数号为1850.参考点位置的调整及检查过程按“参考点及行程挡块设定”项目内的步骤进行。
参考点调整完毕后重复工步8和工步9的操作内容，保证当z向坐标值为365时，分体刀柄的上体锥丙部与刀卡上分刀柄的下体之间的间隙为0.015-0.025nm之间（用塞尺测量）11检查刀卡在主轴抓，松刀过程中的变形量将刀柄放在刀卡上，使到库移出，使百分表触头与换到位相邻的刀卡下部接触，调整好指示器。
主轴定向后进入松刀状态，下移主轴箱到换刀位置，检查此时指示器读数变化不得大于+0.3nm，手动进行主轴抓刀若超差则应重新调整换刀点和位置或打刀距离12检查换刀过程的准确性，以手动方式进行操作，检查刀库移出，退回，刀盘转位，主轴定向，主轴抓，松刀及换刀点位置设定是否正确。
重复多次确认所有动作无误后用换刀程序进行多数换刀主轴定向角度调整及参数设定1.确认能够进行主轴定向（8135#4=0、主轴使用mzi传感器）2.将参数3117#1=1（1、2两项设置完毕后需要断电）3.手动旋转主轴使主轴定位块与刀杯定位块（或者机械手定位块）互相重合4.通过诊断参数445确认主轴位置数据5.将诊断参数445中的位置数据输入到参数4077中6.设定参数6071=6（使用M6调用O9001换刀宏程序）注意，在设定第二机械参考点之前要回参考点；在设定主轴定向角度之前需要运行一次主轴然后进行M19定向，看是否有位置数据常用换刀宏程序%O9001N1IF[#1000EQ1]GOTO19N2#199=#4003N3#198=#4006N4IF[#1002EQ1]GOTO7N5G21G91G30P2Z0M19N6GOTO8N7G21G91G28Z0M19N8M50N9M52N10M53N11G91G28Z0N12IF[#1001EQ1]GOTO15N13M54N14G91G30P2Z0N15M55N16M56N17M51N18G#199G#198N19M99%。
一种机床斗笠式刀库和主轴箱换刀位置的校正工具[实用新型专利]
![一种机床斗笠式刀库和主轴箱换刀位置的校正工具[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/3fef9165a0116c175e0e4818.png)
专利名称：一种机床斗笠式刀库和主轴箱换刀位置的校正工具专利类型：实用新型专利
发明人：张爱华,张志英,刘明
申请号：CN200820160774.0
申请日：20081020
公开号：CN201264179Y
公开日：
20090701
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种机床斗笠式刀库和主轴箱换刀位置的校正工具，该校正工具包括接柄定位套、拉钉、锥柄定位套和校正轴；接柄定位套安装在斗笠式刀库的刀盘持刀架上，拉钉拧入锥柄定位套后装入主轴箱的主轴中并拉紧，斗笠式刀库移动至换刀位时，校正轴可从接柄定位套的内孔插入到锥柄定位套的内孔。
本实用新型的显著优点是结构简单巧妙，装拆方便、操作容易并且具有较高的可靠性，可提高工作效率，尤其适用于批量生产时校正。
申请人：南京数控机床有限公司
地址：210001 江苏省南京市大光路67号
国籍：CN
代理机构：南京苏高专利商标事务所(普通合伙)
代理人：柏尚春
更多信息请下载全文后查看。
BT40型斗笠式刀库
BT40型斗笠式刀库
产品特点：
1、刀库配置高强度尼龙刀爪，互换性好，不伤刀柄和主轴；
2、粉末冶金健块定位，精度高；
3、直线轴承支撑，滑动顺畅、平稳，具有良好的自润滑性；
4、日内瓦槽轮机构分度，精度高。
确保刀具与主轴的对中性；
5、可调缓冲气缸与油缸双重缓冲，冲击小，可实现快进缓停；
6、曲柄式自动防护门机构，开闭灵活，噪音小，防护好。
外形美
观；
7、接近开关检测刀位，确保不乱刀；
8、功能部件名牌配置，性能更佳，可靠性更好；
9、刀库系列化、标准化、模块化设计，结构紧凑合理，外形美观，
互换性好，安装、调试、维修方便，适配机型面宽。
性能参数：。
丽驰机器规格
型号3轴行程刀具规格刀具交换方式刀具数量主轴转速3轴快速位移CV-600600x410x540BT-40斗笠式刀库1610000/1200036x36x24 CV-800800x500x540BT-40斗笠式刀库168000/10000/1200036x36x24 CV-1000A1020x560x600BT-40斗笠式刀库208000/10000/1200036x36x24 CV-1000B1020x560x600BT-50斗笠式刀库246000/8000/1000036x36x24 CV-1200A1200x600x675BT-40斗笠式刀库20/24/328000/10000/1200024x24x18 CV-1200B1200x600x675BT-50刀臂式24/326000/8000/1000024x24x18 CV-1400NA1400x800x740BT-40刀臂式30/32800020x20x18 CV-1400NB1400x800x740BT-50刀臂式24/32600020x20x18 CV-16001600x900x800BT-50刀臂式24/32600020x20x15 CV-20002000x900x800BT-50刀臂式24/32600020x20x15 CV-26002600x1000x800BT-50刀臂式24/32600015x15x10 CV-3000DV-600600x410x540BT-40斗笠式刀库1610000/12000/1500036x36x24 DV-800800x500x540BT-40斗笠式刀库2010000/12000/1500036x36x24 DV-10001020x560x600BT-40斗笠式刀库2010000/12000/1500036x36x24 DV-1200A1200x600x675BT-40斗笠式刀库2010000/12000/1500024x24x20 DV-1400A1400x650x675BT-40斗笠式刀库2010000/12000/1500024x24x20MV-800800x450x540BT-40斗笠式刀库1610000/1200036x36x24 MV-10001020x510x540BT-40斗笠式刀库168000/1200036x36x24 MV-1400A1400x650x675BT-40斗笠式刀库20/24/328000/10000/1200024x24x20 MV-1400B1400x650x675BT-50斗笠式刀库24/326000/800024x24x20 MV-1600BTV-500500x400x330BT-30圆盘式16/2112000/2400060x60x60 TV-600600x400x350BT-30圆盘式12/20/2410000/12000/1500048x48x60 TV-700700x400x330BT-30圆盘式16/2112000/2400060x60x60 TV-510510x300x300BT-30/40圆盘式12/20/2410000/12000/1500048x48x60 SV-1000A1020x600x635BT-40斗笠式刀库2410000/1200018x18x18 SV-1000B1020x600x635BT-50斗笠式刀库246000/800018x18x18 SV-1100A1100x720x635BT-40斗笠式刀库20/248000/10000/1200018x18x18 SV-1100B1100x720x635BT-50刀臂式246000/800018x18x18 SV-1300A1300x720x635BT-40斗笠式刀库20/248000/10000/1200018x18x18 SV-1300B1300x720x635BT-50刀臂式246000/800018x18x18DM-600610x410x540BT-30斗笠式刀库16/202400036x36x24 DM-800800x500x540BT-40斗笠式刀库201800036x36x24LT-350140x350600024x30LT-400LH-320500x450x400BT-30刀臂式2412000/2400060x60x60精密模具加工主轴直结传动精密零件加工立式钻攻牙机三轴硬轨内藏式主轴数控车床卧式钻攻牙机。
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BT40型斗笠式刀库
产品特点：
1、刀库配置高强度尼龙刀爪，互换性好，不伤刀柄和主轴；
2、粉末冶金健块定位，精度高；
3、直线轴承支撑，滑动顺畅、平稳，具有良好的自润滑性；
4、日内瓦槽轮机构分度，精度高。
确保刀具与主轴的对中性；
5、可调缓冲气缸与油缸双重缓冲，冲击小，可实现快进缓停；
6、曲柄式自动防护门机构，开闭灵活，噪音小，防护好。
外形美
观；
7、接近开关检测刀位，确保不乱刀；
8、功能部件名牌配置，性能更佳，可靠性更好；
9、刀库系列化、标准化、模块化设计，结构紧凑合理，外形美观，
互换性好，安装、调试、维修方便，适配机型面宽。
性能参数：。