加工中心刀库形式
加工中心理论试题题库含答案
加工中心理论试题题库一、单项选择题1.加工中心的固定循环功能适用于（C）。
A．曲面形状加工B 平面形状加工 C 孔系加工2. 设 H01=6mm ，则 G91 G43 G01 Z-15.0 ；执行后的实际移动量为（ A ）。
A. 9mmB. 21mmC. 15mm3. 《安全生产法》适用于在中华人民共和国领域内从事（ A ）活动的单位。
A．生产经营 B．经营 C．生产4. 使用可调夹具，可( A )。
A、大大减少夹具设计、制造时间B、大大增加夹具设计时间C、大大增加夹具制造时间D、延长了生产技术准备时间5. 依照《安全生产法》和有关法律、法规的规定，国家实行生产安全事故（ B ）制度，追究生产安全事故责任人员的法律责任。
A．追究责任 B．责任追究 C．责任6. 变量包括有局部变量、( C )。
A、局部变量B、大变量C、公用变量和系统变量D、小变量7. 加工精度的高低是用( D )的大小来表示的。
A、系统误差B、弧度误差C、调试误差D、加工误差8. 封闭环的下偏差等于各增环的下偏差( B )各减环的上偏差之和。
A、之差乘以B、之和减去C、之和除以D、之差除以9. 选用液压油时，应( D )。
A、尽量选择密度高的B、尽量选择低饱和度C、尽量选择质量较重的D、应根据液压系统的液压元件种类进行选择10. 在加工工序图中，用来确定本工序加工表面位置的基准为（ C ）。
A、设计基准B、定位基准C、工序基准D、测量基准11．从业人员有权对本单位安全生产工作中存在的问题提出批评、检举、控告；有权拒绝（ C ）和强令冒险作业。
A．违章作业 B．工作安排 C．违章指挥12. 在加工过程中，因高速旋转的不平衡的工件所产生的( B )会使机床工艺系统产生动态误差。
A、开力B、惯性力C、闭合力和夹紧力D、重力和开力13. 下面的量具中属于专用量具的是（ D ）。
A、千分尺B、万能量角器C、量块D、卡规14. 数控加工在轮廓拐角处产生“欠程”现象，应采用（ C ）方法控制。
加工中心斗笠式刀库
精选可编辑ppt
5
• 斗笠式刀库的分度装置是利用了外啮合槽轮机构能把主动轴的匀速连续运动 转换为从动轴的周期性间歇运动原理设计的一种分度转位机构。斗笠式刀库 选刀时，首先由刀库回转电机得到旋转指令，输入轴通过联轴器带动定位法 兰旋转，从而使在定位法兰上的圆柱滚子回绕法兰中心转动；当圆柱滚子转 动一定角度，进入分度盘的分度槽中，拨动分度盘开始作转位运动；当分度 盘转过一定的角度后，圆柱滚子从分度槽中脱出，刀库鼓轮盘（分度盘通过 螺钉与刀库鼓轮连在一起转动见图1）即静止不动，并由定位法兰的锁止半轴 定位。
∵ k≤1 得：n≤2z/ (z -2)
槽数z
3
4
5 、6
≥7
圆销数n
1~6
1~4
1~3
1~2
运动系数k
1/6~1
0精.2选5~可1编辑ppt 0.3~1
0.36~1
11
当z=4及n=2时 k=n(1/2－1/z) = 0.5
2、运动特性
说明此时槽轮的运动时间和静止时间相等。
(1)外啮合槽轮机构
图示槽轮在运动的任一瞬时，设拨盘位置角用α来表示，槽轮位置角 用φ表示。并规定和在圆销进入区为正，在圆销离开区为负，变化区间为：
• 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。
锁止弧半径r0
加工中心的用途及分类
加工中心的功能用途和类型2.功能：铣镗、钻、攻螺纹等。
因为它具有自动换刀功能，工件一次装夹后，能自动地完成或者接近完成工件各面的所有加工工序。
3.分类：(1)按结构形式可以分为：1)立式加工中心①坐标轴运动具有两种方式：a.X、Y方向工作台移动、Z方向主轴箱移动；图5.2b.动立柱加工中心:工作台固定，X、Y和Z方向的运动由主轴立柱和主轴箱移动来实现。
图5.2 立式加工中心运动轴示意图图5.3 JCS-018A型立式加工中心外观图1-X轴的直流伺服电动机2-换刀机械手3-数控柜4-盘式刀库5-主轴箱6-操作面板7-驱动电源柜8-工作台9-滑座10-床身②刀库：（图5.4）立式加工中心的刀库有不同的形式，每种形式的刀库可以容纳的刀具数量差距较大，并在一定程度上决定了加工中心加工能力的大小。
图5.4 刀库 a b c d e f ）盘式刀库g h I j）链式刀库k）格子式刀库2)卧式加工中心①卧式加工中心的刀库一般为链式结构，刀库容量较大。
②应用面更为广泛，可加工扭曲面，箱体等复杂零件，例如水轮机叶轮的加工。
图5.5 卧式加工中心1-主轴头2-刀库3-立柱4-立柱底座5-工作台6-工作台底座3)立卧式加工中心①立卧式加工中心——是利用铣头的立卧转换机构实现从立式加工方式转换为卧式加工方式或从卧式加工方式转换为立式加工方式。
②这种加工中心的加工适用面更为广泛。
图5.6 立卧式加工中心5轴运动方向示意a)主轴可做90°旋转b) 工作台带工件可做90°旋转(2)按功能分类：1)主轴形式：有单主轴、双主轴或三主轴；2)工作台形式：单工作台3)双工作台托盘交换系统4)多工作台托盘交换系统。
5)刀库形式：回转式刀库6)链式刀库组成：数控系统、机体、主轴、进给系统、刀库、换刀机构、操作面板、托盘交换系统(或工作台)和辅助系统等。
加工中心高级答辩题
加工中心高级答辩题1、加工中心分类可以分为立式加工中心、卧式加工中心及立卧加工中心2、加工中心刀库形式可以分为哪两类？回转式刀库和链式刀库等。
3、什么是数控机床？数控机床是一种装有程序控制系统的机床，该系统能逻辑地处理具有特定代码和其它符号编码指令规定的程序。
4、加工中心适于加工什么类型的零件？适合加工形状较复杂，精度要求高的单件或中小批量零件的生产5、什么是多坐标轴控制？同时控制数控机床的各坐标轴的进给运动6、什么是轮廓控制？可以进行什么加工？能够对两个或两个以上运动坐标轴的位移及速度进行连续相关的控制，因而可以进行曲线或曲面的切削加工。
7、有哪几种插补方法？逐点比较插补法、数字积分插补法、时间分割插补法和样条插补计算法8、CIMS是指什么系统？计算机集成制造系统9、当今采用刀具材料可分为哪五大类？高速钢、硬质合金、陶瓷、立方氮化硼、聚晶金刚石10、说出四种以上数控刀具的特点？①刀具有很高的切削效率②数控刀具有很高的精度和重复定位精度③要求刀具有很高的可靠性和耐用度④实现刀具尺寸的预调和快速换刀⑤具有一个比较完善的工具系统⑥建立刀具管理系统⑦应有刀具在线监控及尺寸补偿系统11、刀具长度补偿有哪几种设置方法？机内试切法、机内对刀法和机外对刀法12、什么是机床原点？是机床制造商设置在机床上的一个物理位置，其作用是使机床与控制系统同步，建立测量机床运动坐标的起始点13、什么是程序原点？在数控编程过程中定义在工件上的几何基准点，有时也称为工件原点14、数控铣床与加工中心的区别是什么？其区别主要在于：数控镗铣床没有刀库和自动换刀功能，而镗铣加工中心本质上就是带有刀库和自动换刀功能的数控铣床。
15、加工中心主要检测的几何精度包括有哪些？X、Y、Z轴相互垂直度，工件台面的平行度，主轴轴心线对工作台的垂直度（平行度），镗孔精度，主轴孔径向跳动16、当机床出现什么情况时，操作者必须进行返回机床参考点的操作机床电源接通开始工作之前；机床停电后再次接通数控系统的电源时；机床在急停信号或超程报警信号解除之后恢复工作时17、麻花钻两条螺旋槽面的作用是什么？构成切削刃；导向；排出切屑；通切削液18、影响加工精度的因素机床精度对工件精度的影响；工艺系统热变形的影响；工艺系统力效应产生的误差；刀具误差的影响；程序编制的允许误差；19、加工中心刀具的基本要求刀具应具有较高的刚性；重复定位精度高；刀刃相对于主轴的一个固定点的轴向和径向位置应能准确调整20、使用刀具半径补偿是常见过切现象有哪几种加工半径小于刀具半径的内圆弧；被铣削槽底宽小于刀具直径；无移动类指令21、产生加工误差主要原因一、机床误差二、刀具误差三、工艺系统的弹性变形四、工件内应力五、其他原因六、定位误差22、宏程序调用方法非模态调用；模态调用；多重调用；多重模态调用；G代码调用宏程序；MSTB代码调用宏程序；23、机械加工零件质量包括加工精度、表面质量24、加工中心常见故障分类系统性故障和随机性故障；诊断显示故障和无诊断显示故障破坏性故障和非破坏性故障机床运动特性质量故障硬件故障和软件故障25、加工中心导轨形式滚动式导轨、贴塑式导轨26、加工中心主轴轴承配置有哪些形式前支承采用圆锥孔双列圆柱滚子轴承和双向推力角接触球轴承，后支撑采用成对角接触球轴承；前轴承采用高精度双列向心推力球轴承；双列圆锥滚子轴承和圆锥滚子轴承；27、数控编程过程主要包括分析零件图样、工艺处理、教学处理、编写程序单、输入数控系统及编程检验28、滚珠丝杠螺母副的特点传动效率高；摩擦力小；使用寿命长；经预紧后可以消除轴向间隙，提高系统的刚度；反向运动时无空行程，可以提高轴向运动精度29、加工中心系统的选择根据加工中心类型选择相应的数控系统根据加工中心的设计指标选择数控系统根据加工中心的性能选择数控系统功能30、加工中心工序集中带来的问题粗加工后温度上升再进行精加工，会受温度影响使尺寸产生变化；工件由毛坯直接加工为成品，一次装夹中金属切除量大，几何变形大，没有释放应力的过程，加工完了一段时间后内应力释放工件变形；切削不断屑，切屑堆积、缠绕等会影响加工的顺利进行及零件表面质量，甚至使刀具损坏、工件报废；装夹零件的夹具必须满足既能克服粗加工大的切削力，又能在精加工中准确定位的要求，而且零件加紧变形要小；由于ATC的应用，使工件尺寸、大小、高度都受到一定的限制，钻孔深度、刀具长度、刀具直径、重量等也要予以考虑。
加工中心的自动换刀系统
加工中心自动换刀装置
一、加工中心自动换刀装置的类型 1.转塔式 更换主轴换刀装置 （1）脱开主轴传动 （2）转塔头抬起 （3）转塔头转位 （4）转塔头定位 （5）主轴传动重新接通
加工中心自动换刀装置
加工中心自动换刀装置
加工中心自动换刀装置
一、加工中心自动换刀装置的类型 2.成套更换式 （1）更换转塔 （2）更换主轴箱 （3）更换刀库
六、几种典型换刀过程 1、无机械手换刀
加工中心自动换刀装置
加工中心自动换刀装置
六、几种典型换刀过程 2、机械手换刀
加工中心自动换刀装置
六、几种典型换刀过程 3、带刀套机械手换刀
加工中心自动换刀装置
加工中心自动换刀装置
二、加工中心刀库形式 2.链式刀库
加工中心自动换刀装置
二、加工中心刀库形式 3.格子式刀库
加工中心自动换刀装置
二、加工中心刀库形式 3.格子式刀库
加工中心自动换刀装置
三、加工中心刀库结构
加工中心自动换刀装置
三、加工中心刀库结构
加工中心自动换刀装置
四、JCS-018A加工中心机械手结构 2、机械手抓刀部分的结构
五、其他类型机械手 2、两手互相垂直的回 转式单臂机械手
加工中心自动换刀装置
五、其他类型机械手 3、两手平行的回转式单臂机械手
加工中心自动换刀装置
五、其他类型机械手 4、双手交叉式机械手 （1）机械手移动到机床主轴处-卸装刀具 （2）机械手移动到刀库处送回卸下的刀具
加工中心自动换刀装置
加工中心自动换刀装置
加工中心自动换刀装置
四、JCS-018A加工中心 机械手结构 2、机械手抓刀部分的 结构
பைடு நூலகம் 加工中心自动换刀装置
加工中心
4). 切削余量大的零件； 5). 加工精度高的零件； 6). 工艺设计会经常变化的零件； 7). 贵重零件； 8). 需全部检测的零件 缺点：实现数控加工的要求 1). 初次设备投资大； 2). 对使用者技术要求高
数控机床的分类
点位控制数控机床 1.2.1 按运动控制的特点分类 直线控制数控机床 轮廓控制的数控机床 开环控制的数控机床 1.2.2 按伺服系统的类型分类 闭环控制的数控机床 半闭环控制的数控机床
机械手回转180°。
5、装刀：
活塞杆上行，将更换后的刀 具装入主轴和刀库。
（ c） （ d）
(a) 分度：将刀盘上接收刀具的空刀座转到换刀所需的预
定位臵。
(b)住
刀柄定位槽。
(c) 卸刀：主轴松刀，铣头上移至参考点。 (d) 再分度：再次分度回转，将预选刀具转到主轴正下
方。
(e)+(f): 装刀：铣头下移，主轴抓刀，活塞杆缩回，刀盘
复位。
三、 加工中心的工艺准备
一、加工中心的工艺特点
由于加工中心工序集中和具有自动换刀的特点，故零件 的加工工艺应尽可能符合这些特点，尽可能地在一次
装夹情况下完成铣、钻、镗、铰、攻丝等多工序 加工。 由于加工中心具备了高刚度和高功率的特点，故 在工艺上可采用大的切削用量，以便在满足加工 精度条件下尽量节省加工工时。 选用加工中心作为生产设备时，必须采用合理的 工艺方案，以实现高效率加工。
1.2.3 按工艺方法分类
金属切削类数控机床 金属成型类及特种加工类数控机床 高档 中档 低档
1.2.4 按功能水平分类
数控技术的产生发展及技术水平
1 数控技术的产生与发展
1952年，电子管控制数控机床 1959年，晶体管控制数控机床，加工中心 60年代，集成电路数控机床 70年代，计算机数控机床 80年代，计算机集成制造系统
加工中心16刀刀库(盘式刀库)
加工中心16刀刀库(盘式刀库)刀库是自动换刀装置中最主要的部件之一，其容量、布局以及具体结构对加工中心的设计有很大影响。
刀库是在小型加工中心应用最为广泛，根据使用的场合和实际运用的要求，设计了相应的刀的圆盘式刀库，并且对它的控制进行了一定的研究。
论文首先对刀库总体设计方案进行阐述，阐述其各部件的工作原理，然后就刀库的结构设计与控制分章节对各个部分进行计算与设计。
刀库的结构设计是本文研究的重点，传动部分为蜗杆蜗轮的一种减速装置，对于该装置中的蜗杆、蜗轮以及相关的轴都进行了详细的计算;控制部分为刀库送刀部分，由液压控制和PLC控制完成。
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。
1.1 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。
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。
1.2 加工中心简介1.2.1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70%~80%的状况。
加工中心的刀库种类及换刀形式
自动换刀数控机床多采用刀库式自动换刀装置。
带刀库的自动换刀系统由刀库和刀具交换机构组成，它是多工序数控机床上应用最广泛的换刀方法。
换刀过程较为复杂，首先把加工过程中需要使用的全部刀具分别安装在标准的刀柄上，在机外进行尺寸预调整之后，按一定的方式放入刀库，换刀时先在刀库中进行选刀，并由刀具交换装置从刀库和主轴上取出刀具。
在进行刀具交换之后，将新刀具装入主轴，把旧刀具放回刀库。
存放刀具的刀库具有较大的容量，它既可安装在主轴箱的侧面或上方，也可作为单独部件安装到机床以外。
1、刀库的种类刀库用于存放刀具，它是自动换刀装置中的主要部件之一。
根据刀库存放刀具的数目和取刀方式，刀库可设计成不同类型。
常见的几种刀库的形式有哪些。
(1)直线刀库，刀具在刀库中直线排列、结构简单，存放刀具数量有限(一般8把-12把)，较少使用。
(2)圆盘刀库。
，存刀量少则6把-8把，多则50把-60把，有多种形式。
刀具径向布置，占有较大空间，一般置于机床立柱上端。
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。
刀具为伞状布置，多斜放于立柱上端。
为进一步扩充存刀量，有的机床使用多圈分布刀具的圆盘刀库，多层圆盘刀库)和多排圆盘刀库。
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。
(3)链式刀库。
链式刀库是较常使用的形式，常用的有单排链式刀库和加长链条的链式刀库。
(4)其他刀库。
格子箱式刀库，，刀库容量较大。
单面式，多面式。
2、换刀方式数控机床的自动换刀装置中，实现刀库与机床主轴之间传递和装卸刀具的装置称为刀具交换装置。
(1)无机械手换刀。
必须首先将用过的刀具送回刀库，然后再从刀库中取出新刀具，这两个动作不可能同时进行，因此换刀时间长。
(2)机械手换刀。
采用机械手进行刀具交换的方式应用得最为广泛，这是因为机械手换刀有很大的灵活性，而且可以减少换刀时间。
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。
加工中心的刀库形式与自动换刀程序的调试
加工中心的刀库形式与自动换刀程序的调试————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：ﻩ加工中心的刀库形式与自动换刀程序的调试一、实训目的( 1 )了解加工中心的各种刀库形式;( 2 ）了解机械手换刀的基本动作组成；（ 3 )掌握加工中心自动换刀程序的编写与调试运行;二、预习要求认真阅读加工中心组成、换刀装置、自动换刀程序的编写等章节内容。
三、实训理论基础1 .加工中心的刀库形式加工中心刀库的形式很多,结构各异。
常用的刀库有鼓轮式和链式刀库两种。
图 11－１鼓轮式刀库（ a )径向取刀形式（ b ）轴向取刀形式 ( c ）径向布置形式（ d ）角度布置形式鼓轮式刀库结构简单,紧凑，应用较多。
一般存放刀具不超过３2 把。
见图 11-１。
径向取刀形式( a )多用于使用斗笠式刀库的立式加工中心和使用角度布置的机械手换刀装置的加工中心;形式( b ）应用比较广泛,可用于立式和卧式加工中心，换刀可用机械手或直接主轴移动式换刀。
由于从布局设计方面的考虑，鼓轮式刀库一般都采用侧向安装的结构形式，若用于机械手平行布置的加工中心时，刀库中的刀袋(座）通常在换刀工作位可作９0 o 翻转。
形式( c ）多用于小型钻削中心;形式( d ）一般用于专用加工中心。
链式刀库多为轴向取刀，适于要求刀库容量较大的加工中心。
见图１１-2 。
图 1１－2 链式刀库2 .自动换刀装置及其动作分解斗笠式刀库换刀装置我们已经在实训 4 中接触过，在此就不再赘述。
对于刀库侧向布置、机械手平行布置的加工中心,其换刀动作分解见图１1-３。
换刀时，Tｘｘ指令的选刀动作和Ｍ６指令的换刀动作可分开使用。
图 1１-３平行布置机械手的换刀过程图1１-4 角度布置机械手的换刀过程对于刀库侧向布置、机械手角度布置的加工中心，其换刀动作分解见图 11-4 。
机械手换刀装置的自动换刀动作如下:（1)主轴端: 主轴箱回到最高处( Z 坐标零点)，同时实现“主轴准停”。
机械加工中心链式刀库设计
机械加工中心链式刀库设计简介本文档旨在介绍机械加工中心链式刀库的设计原理和相关要点。
机械加工中心是一种多功能的数控机床，具有高精度、高速度和高灵活性的特点。
设计原理链式刀库是机械加工中心常用的刀具管理系统之一。
其设计原理如下：1. 链条结构：链式刀库通过链条将各个刀位连接起来，形成一个闭合循环的结构。
链条由高强度材料制成，具有足够的承载能力和耐磨性。
链条结构：链式刀库通过链条将各个刀位连接起来，形成一个闭合循环的结构。
链条由高强度材料制成，具有足够的承载能力和耐磨性。
2. 刀位安装：每个刀位固定在链条上的一个环状槽中，通过螺栓或夹紧装置固定在位置上。
刀位的数量可以根据需求进行调整，增加或减少链条上的刀位数目。
刀位安装：每个刀位固定在链条上的一个环状槽中，通过螺栓或夹紧装置固定在位置上。
刀位的数量可以根据需求进行调整，增加或减少链条上的刀位数目。
3. 链条传动：链条运行时，可以通过链条传动装置实现链条的运动。
在链式刀库设计中，通常采用伺服电机、减速器和链轮等来带动链条的运转。
链条传动：链条运行时，可以通过链条传动装置实现链条的运动。
在链式刀库设计中，通常采用伺服电机、减速器和链轮等来带动链条的运转。
设计要点在设计机械加工中心链式刀库时，需要注意以下要点：1. 刀具容量：根据加工需求和刀具种类确定刀库的刀位容量。
刀位容量应满足机械加工中心的生产要求，同时考虑机床结构和尺寸的限制。
刀具容量：根据加工需求和刀具种类确定刀库的刀位容量。
刀位容量应满足机械加工中心的生产要求，同时考虑机床结构和尺寸的限制。
2. 刀位布局：合理安排刀位的位置，使得刀具易于调取和更换。
根据加工工序的需要，将常用的刀具安排在靠近工作台的位置，提高切换效率。
刀位布局：合理安排刀位的位置，使得刀具易于调取和更换。
根据加工工序的需要，将常用的刀具安排在靠近工作台的位置，提高切换效率。
3. 刀位标识：给每个刀位进行清晰的标识，便于操作人员识别和调取刀具。
加工中心的刀库形式与自动换刀程序的调试
加工中心的刀库形式与自动换刀程序的调试加工中心是一种用于在机械制造业中进行高精度、高效率切削加工的设备。
在加工中心中，刀具是起到关键作用的工具，因此刀具的选择和使用十分重要。
为了提高生产效率，减少人力成本，加工中心通常配备有刀库和自动换刀程序。
刀库是用于存放和组织各种刀具的设备，可以是一个简单的工具车，也可以是一个复杂的机械自动刀库。
刀库的形式直接影响到刀具的快速更换和选择的便捷性。
刀库的形式通常有以下几种：1.手动刀库：这是一种简单的刀具存放方式，操作人员需要手动将刀具放入和取出刀库。
这种方式比较容易实现，但是效率较低，不适合高产量的生产。
2.机械式刀库：这是一种半自动的刀具存放方式，刀具的放入和取出通过机械装置来实现。
操作人员只需按下相应的按钮或操作面板上的控制按钮，机械装置就会按照预定的程序进行刀具的换取。
这种方式相对于手动刀库来说效率更高，但仍然需要操作人员的参与。
3.自动式刀库：这是一种完全自动的刀具存放方式，刀具的放入和取出由机械装置自动完成。
机械装置按照预定程序自动和选择需要的刀具，并将其取出并装入主轴。
这种方式适用于高产量、高频率的生产，减少了人工干预的时间和机会。
刀库形式的选择取决于生产的具体要求和预算，需要根据实际情况进行选择。
自动换刀程序是用于控制刀具换取的程序，其目的是实现对刀具的快速且精确的换取。
自动换刀程序的调试主要包括以下几个步骤：1.刀具测量：在自动换刀程序调试之前，需要进行刀具的测量，包括刀具长度、半径等参数的测量，以确保程序的准确性。
刀具测量可以使用专门的刀具测量仪进行，也可以使用机床自带的刀具测量功能进行。
2.建立工件坐标系：在自动换刀程序中，需要指定刀具在切削时的位置，而刀具的位置是相对于工件坐标系来确定的。
因此，在调试自动换刀程序之前，需要先建立工件坐标系，并确定刀具换取位置的坐标。
3.轨迹规划：自动换刀程序需要通过规划刀具换取的轨迹来实现换取操作。
轨迹规划的目标是确保刀具在换取过程中的安全性和准确性。
加工中心刀库分类、特点及典型故障分析
••AC..松装刀置机调构整回不退当故或障加。工误差过大而造成拨叉位置不正确。
••BD..限刀位具开超关重安。装不正确或调整不当而造成反馈信号错误。
5.刀具夹紧后松不开
•A.松锁的弹簧压合过紧或碟簧断裂，导致刀杆伸 缩量不够。
刀库故障
1.刀库不能转动的原因可能有：
•①联接电机轴与蜗杆轴的联轴器松动；
•②变频器故障，应检查变频器的输入、输出电压是 否正常； •2•.③ 刀库PL转C无不控到制位输的出原，因可可能能是有接：口板中的继电器失效； •3••.④ 刀电套动机不机械能转连夹动接紧故过刀障紧具，；原传因动可机能构是误差。 ••⑤A.电刀网套电上压的过调低整。螺钉松动。
⑷经常检查刀库的回零位置是否正确，检查机床主轴回换 刀点位置是否到位，发现问题要及时调整，否则不能完成换 刀动作。
⑸要注意保持刀具刀柄和刀套的清洁。 ⑹开机时，应先使刀库和机械手空运行，检查各部分工作 是否正常，特别是行程开关和电磁阀能否正常动作。检查机 械手液压系统的压力是否正常，刀具在机械手上锁紧是否可 靠，发现不正常时应及时处理。
(5)主轴系统有问题，刀具是靠碟簧通过拉杆和弹簧卡头而将刀具柄尾端 的拉钉拉紧的；松刀时，液压缸的活塞杆顶压顶杆，顶杆通过空心螺钉 推动拉杆，一方面使弹簧卡头松开刀具的拉钉，另一方面又顶动拉钉， 使刀具右移而在主轴锥孔中变“松”。
主轴系统不松刀的原因有以下5点： ①刀具尾部拉钉的长度不够，致使液压缸虽已运动到位，而仍未将刀具 顶“松”； ②拉杆尾部空心螺钉位置起了变化，使液压缸行程满足不了“松刀”的 要求； ③顶杆出了问题，已变形或磨损； ④弹簧卡头出故障，不能张开： ⑤主轴装配调整时，刀具移动量调得太小，致使在使用过程中一些综合 因素导致不能满足“松刀”条件。
三轴立式加工中心圆盘式刀库结构设计
三轴立式加工中心圆盘式刀库结构设计在三轴立式加工中心中，刀具库是非常关键的组成部分，其结构设计对于加工中心的性能和效率起着重要作用。
而圆盘式刀库是一种常见的刀库结构，其能够容纳多个刀具，实现快速刀具更换，提高加工效率。
本文将对圆盘式刀库的结构设计进行详细阐述。
首先，圆盘式刀库的设计需要考虑的重要因素是刀具的数目和种类。
根据加工中心的需求，需要确定刀具的数目以及每个刀具的类型。
常见的刀具有铣刀、钻头、螺纹刀等，可以根据加工需要进行选择。
在设计刀具库的时候，需要考虑到各个刀具之间的间距，以便于刀具的快速更换和存放。
其次，刀库的结构设计需要考虑到刀具的安全性和稳定性。
刀具的安全性是非常重要的，因为刀具在高速加工中会有较大的惯性力和振动力，如果刀具不稳定会导致加工精度下降甚至出现安全事故。
设计时可以考虑采用合理的刀具固定方式，如夹爪、弹簧等，确保刀具的稳定性。
另外，可以通过调整刀库的结构，提供刀具的支撑和减震装置，减少刀具的振动和冲击。
此外，刀库的结构设计还需要考虑到刀具的存放和取放的便捷性。
刀具库的设计需要确保刀具的存放和取放方便快捷，以便于加工中心的操作人员进行刀具的更换。
可以采用旋转结构，使得刀具可以快速转到操作人员的工作位置，方便操作人员进行刀具的更换。
此外，可以在刀库的外部设置RFID或者条码识别系统，方便刀具的管理和追溯。
最后，刀库的结构设计还可以考虑到刀具的自动检测和调整功能。
在刀具库的设计中，可以设置自动检测装置，实时监测刀具的磨损情况和刀具上的故障。
当刀具出现磨损或者故障时，可以通过刀库的自动调整装置，自动更换刀具或者调整刀具位置，保证加工质量和效率。
综上所述，圆盘式刀库的结构设计是三轴立式加工中心中非常重要的一个环节。
在设计时，需要考虑刀具的数目和种类、刀具的安全性和稳定性、刀具的存放和取放的便捷性以及刀具的自动检测和调整等因素。
通过合理的结构设计，可以提高加工中心的性能和效率。
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加工中心刀库形式摘要：加工中心有立式、卧式、龙门式等多种，其自动换刀装置的形式更是多种多样，换刀的原理及结构的复杂程度也各不相同，除利用刀库进行换刀外，还有自动更换主轴箱、自动更换刀库等形式。
利用机械手实现换刀，是目前加工中心大量使用的换刀方式。
由于有了刀库，机床只要有一个固定的主轴夹持刀具，有利于提高主轴刚度。
独立的刀库，大大增加了刀具的存储数量，有利于扩大机床的功能，并能较好地隔离各种影响加工精度的因素。
刀库用于存放刀具，它是自动换刀装置中的主要部件之一。
根据刀库存放刀具的数目和取刀方式，刀库可设计成不同类型。
关键词：加工中心自动换刀刀具刀库AbstractMachining center has a vertical, horizontal, gantry, etc, the automatic tool change device form is varied, the principle of tool change and the complexity of the structure are different, in addition to the use of knife library for tool change, and automatically change the spindle box, automatically change the knife library, etc. Using manipulator to realize too change, is the way of tool change is widely used in machining center. Library with the knife, as long as there is a fixed axis machine tool clamping tool, to improve the spindle stiffness. Independent of knife library, greatly increases the storage quantity of cutting tool, which helps to expand the function of machine tool, and can be well isolated various factors that affect the machining accuracy. Knife library to hold the cutting tool, it is one of the main components of automatic tool change device. According to the number of inventory to put the knives and take knife, knife library can be designed into different types.Keywords:processing center automatic tool change the cutting toolknife library1、引言自动换刀数控机床多采用刀库式自动换刀装置。
带刀库的自动换刀系统由刀库和刀具交换机构组成，它是多工序数控机床上应用最广泛的换刀方法。
刀库形式及刀库相对加工中心主轴位置的不同决定了换刀装置的不同.加工中心刀库形式有很多,结构也各不相同,最常用的有鼓盘式刀库、链式刀库和各自盒式刀库。
加工中心刀库的概述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、镗孔、攻牙等。
大幅缩短加工时程，降低生产成本；这是刀库系统的最大特点。
近年来刀库的发展已超越其为工具机配件的角色，在其特有的技术领域中发展出符合工具机高精度、高效能、高可靠度及多工复合等概念之产品。
其产品品质的优劣，关系到工具机的整体效能表现。
1.1.1刀库的主要构件刀库主要是提供储刀位置，并能依程式的控制，正确选择刀具加以定位，以进行刀具交换；换刀机构则是执行刀具交换的动作。
刀库必须与换刀机构同时存在，若无刀库则加工所需刀具无法事先储备；若无换刀机构，则加工所需刀具无法自刀库依序更换，而失去降低非切削时间的目的。
此二者在功能及运用上相辅相成缺一不可。
1.1.2 刀库的特点加工中心是典型的集高新技术于一体的机械加工设备，它的发展代表了一个国家设计、制造的水平，因此在国内外企业界都受到高度重视。
如今，加工中心已成为现代机床发展的主流方向，加工广泛应用于机械制造中。
与普通数控机床相比，它具有以下几个突出特点。
（l）工序集中加工中心备有刀库并能自动更换刀具，对工件进行多工序加工，使得工件在一次装夹后，数控系统能控制机床按不同工序，自动选择和更换刀具，自动改变机床主轴转速、进给量和刀具相对工件的运动轨迹，以及其他辅助功能，现代加工中心更大程度地使工件在一次装夹后实现多表面、多特征、多工位的连续、高效、高精度加工，即工序集中．这是加工中心最突出的特点．（2）对加工对象的适应性强加工中心生产的柔性不仅体现在对特殊要求的快速反应上．而且可以快速实现批量生产，提高市场竞争能力．（3）加工精度高加工中心同其他数控机床一样具有加工精度高的特点，而且加工中心由于加工工序集中，避免了长工艺流程，减少了人为千扰，故加工精度更高，加工质量更加稳定。
2、刀库的种类刀库的容量、布局，针对不同的加工中心，其形式也是五花八门。
但是根据刀库所需的容量和取刀方式主要有鼓盘式刀库、链式刀库、机械手刀库和各自盒式刀库。
鼓盘式刀库鼓盘式刀库结构紧凑、简单，在钻削中心应用较多，一般存放刀具不超过32把。
图4-14为刀具轴线与鼓盘轴线平行布置刀库，其中图a为径向取刀形式，图b为径向取刀形式。
图4-15c为刀具径向安装在刀库上的结构，图4-14d为刀具轴线与鼓盘轴线成一定角度布置的结构。
图4-14 鼓盘式刀库（一）图4-15 鼓盘式刀库（二）2.1.1 鼓盘式刀库的特点鼓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。
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。
链式刀库在环形链条上装有许多刀座，刀座的孔中装夹各种刀具，链条由链轮驱动。
链式刀库适用于刀库容量较大的场合，且多为轴向取刀。
链式刀库有多环链式和单环链式等几种，如图6-14a、b、c所示。
担当链条较长时，可以增加支承链轮的数目，使链条折叠回绕，提高空间利用率，如图4-2所示。
图6-14 a单环链式 b、c 多环链式2.2.1链式刀库的特点链式刀库的可储放较多数量之刀具，一般都在20把以上有些可储放120把以上。
它是藉由链条将要换的刀具传到指定位置，由机械手将刀具装到主轴上。
换刀动作均采用马达加机加工中心使用的刀库最常见的形式是圆盘式刀库和机械手换刀刀库。
链式刀库刀具容量大，但刀库定位精度低。
链式刀库的链条式结构，决定了刀库自身存在着明显的缺陷：机械刚性差、传动间隙大，造成刀库定位精度差，常引起机床故障.格子盒式刀库图4-17所示为固定型各系盒式刀库.刀具分几排直线排列,由纵、横向移动的取刀的机械手完成选刀动作，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。
由于刀具排列密集，因此空间利用率高，刀库容量大。
图4-17 固定格子盒式刀库机械手刀库机械手刀库的刀套包容全部锥面，不易脏。
特别对精镗刀的镗孔精度稳定性有好处。
机械手刀库对刀具重量要求严格，一旦超重，刀具会从机械手中甩出去，易出危险。
长度也必须在要求范围内，机械手旋转时所占的空间比较大，编程者须计算换刀是否会碰夹具等。
图4-18机械手刀库图片2.4.1机械手刀库的特点机械手刀库换刀是随机地址换刀。
每个刀套上无编号，它最大的优点是换刀迅速、可靠。
1、制造成本高。
刀库有一个个刀套链式组合起来，机械手换刀的动作有凸轮机构控制，零件的加工比较复杂。
装配调试也比较复杂，一般由专业厂家生产，机床制造商一般不自制。
2、刀号的计数原理。
与固定地址选刀一样，它也有基准刀号：1号刀。
但我们只能理解为1号刀套，而不是零件程序中的1号刀.除上面介绍的四种刀库形式之外，还有直线式刀库、多盘式刀库等。
3.刀库的选择各种种刀库形式各有优缺点。
例如鼓盘式刀库与机械手刀库，选择哪一种？常规选择大家关注两点：一是价格，二是使用场合。
价格：以40#刀库20把刀为例。
鼓盘式刀库价格约为万，机械手刀库为万。
使用场合：一般单件小批量生产用鼓盘式刀库为好，大批量生产用机械手刀库。
另外大家也知道机械手刀库可靠性比鼓盘式刀库高，但鼓盘式刀库维护保养简单方便。
其实还有几点大家容易忽略。
1、鼓盘式刀库的刀柄在刀库内放置时7：24的锥面是敞开的，无保护，时间久了或车间环境恶劣，锥面易脏。
影响刀具的重复安装精度。
而机械手刀库的刀套包容全部锥面，不易脏。
特别对精镗刀的镗孔精度稳定性有好处。
2、机械手刀库对刀具重量要求严格，一旦超重，刀具会从机械手中甩出去，易出危险。
长度也必须在要求范围内，机械手旋转时所占的空间比较大，编程者须计算换刀是否会碰夹具等。
3、鼓盘式刀库从使用上讲，刀具应在鼓盘周围均匀放置，尽可能使质量重心在鼓盘中心。
以延长刀库使用寿命。
4、从承重的角度讲，鼓盘式刀库的刀柄以40#和30#比较好，50#的刀柄最好选机械手刀库。
5、机械手刀库在使用大直径刀具（大于相邻刀位的最大直径）时处理比较麻烦。
要么每一把刀具间隔位置都一样。
要么通过PLC专门辟出几个刀套位作为“特区”。
4.刀库的故障鼓盘式刀库的故障概率比机械手刀库高，易损件主要是“马式机构”(马氏机构就是"机械原理"中讲述的一种间歇机构,是纯机械机构. )中拨叉上的滚针轴承损坏，如果刀库长时间满载或者偏重运行。
那导轨副会磨损、鼓盘中心的轴承也会磨损。
但是更换都是比较方便的。
机械手刀库主要是靠凸轮机构完成换刀动作的，简单、可靠。
平时只要按时更换凸轮箱里的油即可。
使用寿命长。
如果凸轮槽磨损到一定程度后不更换，刀库就不能用了。
凸轮的结构，此设计之结构简单、动作快速、确实、可靠，但是价格较高，通常为客制化产品。