斗笠式刀库换刀原理
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。
刀库换刀流程和逻辑思路
刀库换刀流程和逻辑思路LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】刀库换刀流程和逻辑思路·乱刀式刀库的换刀流程图1．斗笠式①取刀②还刀③换刀KM2主KA1与KA2分PMC库PMC接线图。
在此例应用中，传感器信号分别接在、输入端口，而控制正反转接触器KM1、KM2的中间继电器的线圈分别由、控制。
电动刀库PMC接线图图6 刀库旋转逻辑梯形图例如，加工中心在执行M06T1换刀指刀令时的换刀结果是：刀库中的T1刀装放轴。
（1）D SCH功能指令（检索功能）当CNC读到T1指令代码信号时，将此信号信息送入PMC。
当PMC接到寻找新刀具的指令T1后（FT3为“1”）在模拟刀库的刀号数据表中开始T 代码数据检索出来存入F26地址单元中。
然后将1号刀所在数据表中的序号1存入到检索结果输出地址D100中，同时为“1”。
由于为“0”。
即断开，所以DSCH功能指令按规定2位BCD码处理数据。
（2）C OIN功能指令（比较指令）当为“1”时，地址D100的内容（指令1号）和地址D200（当前刀套数据表序号4）的内容作比较。
数据一致时，输出为“1”，不一致时，为“0”作为刀库旋转达ROT功能指令的条件。
（3）R OT功能指令（旋转指令）ROT功能指令中，旋转检索数（刀套位置个数）为12，现在位置地址为D200（存放当前刀套号4），目标位置地址为D100（存放T1号刀具的刀套号1），计算结果输出地址为C1。
当刀具判别指令为“0”，ROT指令开始执行根据ROT控制条件设定，计算出刀库现在的位置与目标相差的步数为“3”步将此数据存入C1中，并选择出最短旋转路径，使置“0”，正向旋转方向输出。
通过正向旋转继电器，驱动刀库正向旋转“3”步，即找到了1号刀位。
（4）CTR功能指令（计数指令）CTR功能指令中，计数指令01号计数，地址C1为刀库现在的位置目标位置相差的步数的数据存储地址。
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 ：
毕业设计-斗笠式刀库控制装置
斗笠式刀库控制实验装置设计摘要随着数控加工技术的普及与发展，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。
本文介绍了在教学当中斗笠式刀库自动换刀控制实验装置的总体设计方案，开发了自动换刀控制系统的硬件和软件，并对斗笠式刀库自动换刀过程进行组态设计，实现了对自动换刀动作的动态监控，生动直观的展示了换刀动态过程，便于技术维修和学生观察自动换刀机构和PLC的运行状态，尽快定位故障点、排除故障。
关键词：斗笠式刀库，自动换刀控制，组态设计，动态监控，西门子802c数控系统Design of control device of bamboo hat type tool magazineLaboratoryABSTRACTAlong with the popularization and development of NC machining technology,high speed machining center as a representative of a new era of CNC machine tools, has been widely used in the field of machine tools.Development of automatically change the knife base has exceeded its NC Center for supporting the role of the development of unique products, to meet the high-precision machine tools, high efficiency, high reliability and more complex tasks such as the concept of technology in their unique areas of.As one of the most important part of machining center tool magazine, itsdevelopment will determine the processing center. This paper introduces the overall design scheme of control experimental device of automatic tool changing hats in teaching tool library, automatic tool change control system hardware and software development, and the bamboo hat type tool process of configuration design, the realization of the dynamic monitoring and automatic tool chan ging motion control, vivid and intuitive display tool changing dynamic process, facilitating technical repairand students to observe the automatic tool change mechanism and the running state of the PLC, as soon as possible to locate the fault point, fault elimination.KEY WORDS:Bamboo hat type knife, automatic tool change control, configuration design,dynamic monitoring, Siemens 802C CNC system目录摘要 (Ⅰ)ABSTRACT (Ⅱ)1综述 (1)1.1数控教学实验装置分析 (1)1.1.1 数控铣床试验台不同实验装置形式分析 (1)1.1.1.1 数控铣床电气控制与维修实训台（西门子） (1)1.1.1.2 数控铣床电气控制与维修实训台（半实物/西门子） (1)1.1.1.3 数控铣床电气控制与维修实训台（实物/西门子） (3)1.1.2 组态软件在当前数控教学中的应用 (4)1.1.3 本设计在教学中的意义 (4)1.2 组态王应用 (5)1.2.1 建立组态王新工程 (6)1.2.2 创建组态画面 (8)1.2.3 定义I/O设备 (9)1.2.4 构造数据库 (12)1.2.5 建立动画连接 (13)1.2.6运行与调试 (15)2 斗笠式刀库实验室控制装置总体方案设计 (16)2.1数控加工加床刀库形式 (16)2.2 斗笠式刀库控制过程分析 (18)2.3 斗笠式刀库实验室控制装置硬件测绘 (19)3 斗笠式刀库实验室控制装置软硬件控制系统设计 (21)3.1 硬件电气系统 (21)3.2 数控程序控制原理与程序设计 (22)3.3 PLC换刀程序设计原理与程序设计 (23)3.3.1 刀库旋转方向、旋转步数计算 (24)3.3.2 主轴松刀、紧刀程序设计 (24)3.3.3 刀库旋转程序设计 (26)3.3.4 刀库前进、后退程序设计 (26)4 斗笠式刀库实验室模拟控制装置设计 (27)4.1 斗笠式刀库实验室模拟控制装置设计画面设计 (27)4.2 接口数据库的建立 (28)IV4.3 命令语言设计 (30)5 基于802c数控系统的斗笠式刀库实验室装置的联机调试 (30)5.1组态王与数控系统联机调试 (30)5.1.1 组态王设置 (30)5.1.2 数控系统设置 (34)5.2 联机调试结果分析 (34)总结 (35)参考文献 (36)附录Ⅰ (37)附录Ⅱ (41)斗笠式刀库控制实验装置设计 11 综述随着制造业的迅速发展以及国家对制造行业的高度重视，在制造业教学中实验装置层出不穷，在很大程度上提高了教学质量，但是由于部分实验装置的缺失又阻碍了教学工作的有效进行。
代系统斗笠式刀库换刀规划
目的和意义
随着制造业的快速发展，高效、高精度的数控机床在加工领域的应用越来越广泛。
斗笠式刀库作为数控机床的关键组成部分，其换刀规划的合理性和高效性对整个加 工过程的效率和质量具有重要影响。
本研究旨在针对斗笠式刀库的换刀过程进行优化规划，以提高加工效率、降低刀具 磨损和减少空程时间，为实际生产提供理论支持和实践指导。
05
实际应用与效果评估
应用案例介绍
案例一
某机械加工企业，采用斗笠式刀库进 行自动化换刀。通过合理的换刀规划 ，实现了加工效率的提高和成本的降 低。
案例二
某汽车制造企业，在生产线上采用斗 笠式刀库进行换刀。通过优化换刀策 略，减少了非加工时间，提高了生产 线的整体效率。
效果评估方法
对比分析法
将实施斗笠式刀库换刀规划前后的加工效率、换刀时间、成本等 数据进行对比，分析其变化情况。
统计分析法
对大量的数据进行统计分析，了解斗笠式刀库换刀规划在实际应用 中的表现和趋势。
专家评估法
邀请行业专家对斗笠式刀库换刀规划的实际效果进行评估，给出专 业意见和建议。
效果评估结果
加工效率提高
通过合理的换刀规划，减少了换刀时 间，提高了加工效率。
成本降低
优化了换刀策略，减少了不必要的浪 费，降低了生产成本。
代系统斗笠式刀库换刀规划
目录
• 引言 • 斗笠式刀库换刀系统概述 • 换刀规划算法 • 换刀规划系统实现 • 实际应用与效果评估 • 结论与展望
01
引言
主题简介
01
斗笠式刀库是数控机床中常用的 一种刀库形式，具有存刀量大、 换刀速度快等优点。
02
换刀规划是数控加工中的重要环 节，合理的换刀规划可以提高加 工效率、减少空程时间和刀具磨 损。
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
基于802DSL数控系统斗笠式刀库自动换刀程序设计
位
位
一
２ ； ）
一
Ｔ ７ 储存主轴还刀刀位临时值 ； Ｍ［ ］
Ｔ ０ Ｍ［ ］表 示 刀库旋 转找 刀 的 ３种情 况 。 刀库就 近找 刀 ３种 情况 及 其 刀 位差 一 Ｓ Ｒ［ ］ ＺＦ ０ 的
Ｖ ４ ０ ０ ０ 说 明任 务 已完成 。 固定循 环 一 旦 发 现 ￥ Ｂ ９０ ０ １
Ａ
—
（） 刀 ： ３换 主轴 上有 刀具 ， 先将 主轴 上 刀具 还 回刀 库 原 来位 置上 ， 将 目标 刀 具取 到主 轴上 。 再 斗笠 式刀 库采 用 固定 刀位 管 理 ， 具 号 与 刀 库 刀 刀 位 号 相 同 ， 了使用 方便 ， 为 我们 对 程序设 计 提 出 ３点 要
Ｄｅ ｉｎ ｏ ｕ ｏ ａ ｉ ｔ ｏ ｈ ｎ ｅ ｐ ｏ ｒ ｍ ｏ ｒ ｅ ｓ ｔｐ ｓｇ ｆ ｔ ｍ ｔ ｏ ｌ ａ ｇ ｒ ｇ ａ ｆ ｒａ ｍｌｓ ｙ ｅ ａ ｃ ｃ
ＡＴＣ ｂ ｓ ｄ ｏ ０ ａ ｅ ｎ ８ ２ ＳＬ ＣＮＣ ｓ ｓｅ Ｄ ｙ ｔ ｍ
Ｋ ｙ ｏ ｄ ： ｒ ｌ ｓ Ｄ ｕｉ ｙ ｅＡ ｅ； ｒｇａ ａ ｌ Ｌ ｇｃＣ ｎｒｌ ｒ Ｕ ｅ ａ ；Ｓｓ ｍ Ｖ ｒ ｂｅ Ａ ｔｍ ｔ ｅｗ ｒｓ Ａ ｍｅ （ ｏｌ ｓ ）Ｔ ｐ Ｔ Ｐｏｒｍｍ ｂｅ ｏｉ ｏ ｔ ｌ ； ｓｒＤ ｔ ｙｔ ａ ａ ｌ； ｕｏ ａ ｃ ｏｅ ａ ｅ ｉ ｉ
２ ０ ０ ９
孙 德茂 ） （ 收稿日 ２１－０ ２） 期： １１—０ ０
如果 您想发表对本文的看法。 请将文章编号填入读者意见调 ｒ Ｎ ｅ ｎ ａ
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。
斗笠式刀库的容刀量与分度装置的运动分析_张宇
角速度 ω２ 为 φ2 对时间的导数：
ω２＝
dφ2 dt
＝（1λ-（２cλocsoφs1φ-1λ＋）λ２）ω１
分度盘的角加速度为 ： ［5］
ε＝ dω2 dt
＝（1λ（-２λλ２－co１）sφsi1＋nλφ２1）2
ω2 1
定位法兰的角速度 ω1 为常数，分度盘转位起、停时，分度
盘的角速度 ω2 和分度盘的角加速度 ε 为槽数和定位法
兰拨盘转角 φ1 的函数，当拨盘匀速转动时，随着分度盘
槽数 Z 的增加，运动趋 于平缓（如图 3 所示）。
ω2 ω1
0.7 z=8
0.6
当圆柱滚子开始进入 和即将退出分度槽时， 角加速度有突变（如图
0.5
0.4 z=12
0.3 z=15 z=18
0.2
4 所示），且突变的大 小是随着分度槽数 Z 的增加而减少。这说明
加工中心能够适应并满足不同零件的多样性和复杂性的
加工工序的要求，刀库必须具有一定的容刀量，刀库容刀
量越大，加工中心的适应性越好，但是，刀库容量越大，刀
库尺寸就越大，所占空间就越大，而容量小又不平稳也达
不到使用要求。
综上所述，在满足加工要求、经济实用的条件下，应
尽量使加工中心的结构紧凑，减小加工中心的外形轮廓
兰每回转一圈，分度盘反向转过一个刀位，从而使刀库轮毂得到周期性间歇运动，起到刀库的转位分度作用。其分度槽槽
数（容刀量）越多，刀库转位越平稳，另一方面，槽数的增加会导致刀库尺寸的增加。因此，正确合理地选择刀库容量就显
得尤为重要。
关键词：容刀量；分度盘；定位法兰；运动分析
中图分类号：ＴG659
文献标识码：Ａ
角形
Ｏ1Ｏ2Ｏ３
HNCMD系统斗笠式刀库换刀操作说明书V
HNC-08MD系统斗笠式刀库使用说明书V0.51、换刀基本过程对于HNC-08MD系统来说，无论是斗笠式刀库还是机械手刀库，其换刀过程均为通过M6调用9999子程序来执行的，9999为扩展程序，如果系统参数中2号参数为0，则可以通过《程序》--《选择程序》--《扩展程序》载入9999程序入内存，来查看9999程序，也可以在电脑上在..\HNC-08MD\EXT目录下用文本方式打开9999文件，查看里面的内容。
M6调用9999程序之后，再通过调用相应的M扩展代码，对换刀的整个过程进行控制。
换刀的M扩展代码可以在《系统设置》——《辅助功能》里面进行查看。
2、刀库配置表刀库配置表在主界面的《刀库配置》界面下，刀库配置表提供了主轴上和刀库上的所有的刀具信息。
刀库表起始地址：刀库表存储于PLC数据表中，该配置项用以设置刀库表在数据表中的起始地址。
该配置项为参数P0196的引用，与修改参数P0196具有同等效果。
（机床级权限）刀具数量：设置刀库中能存储的刀具数量。
该配置项为参数P0195的引用，与修改参数P0195具有同等效果。
（机床级权限）当前刀具号：设置主轴上夹持刀具的刀具号。
该配置项为数据表D045的引用。
当前刀位号：设置刀库上在换刀位置上的刀位号。
该配置项为数据表D044的引用。
刀具号：设置刀库每个刀位上所装夹刀具的序号。
刀库表的相关地址为：刀库表首地址 = 刀库表起始地址设置值刀库表尾地址 = 刀库表起始地址+刀具数量-1刀位地址 = 刀库表起始地址+刀位号-1数据表中非易失性存储单元地址范围为D000～D255，因此，刀库表尾地址最大不能超过255，否则系统报错。
对于斗笠式刀库来说，刀位号与刀具号一一对应，所以实际的【刀库配置】的刀库配置表内的各个刀位上的刀具号就没有意义，有效的内容只有“当前刀具号”同“当前刀位号”，其二者应该一致。
3、斗笠式换刀3.1、指令格式斗笠式换刀的代码格式：1、“M6TX”或者“TXM6”，X为刀具号；2、“TX。
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）。
毕业设计(论文)_数控立式升降台铣床斗笠式自动换刀装置设计[管理资料]
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中文摘要 (1)英文摘要 (2)1 绪论 (3)数控机床概述 (3)数控机床的概念 (3)数控机床的组成 (3)数控机床的工作原理 (3)数控机床的特点 (3)数控机床的发展 (3)数控铣床分类 (4)数控立式铣床 (4)数控卧式铣床 (4)万能数控铣床 (4)龙门式数控铣床 (4)数控铣床的功能及加工对象 (5)加工中心知识 (5)自动换刀装置与刀库 (6)自动换刀装置 (6)刀库类型 (7)本章小结 (9)2 总体方案 (9)数控立式升降台铣床的组成及主要技术参数 (9)可能的方案比较及最终选择方案 (10)斗笠式刀库结构组成及工作原理 (12)本章小结 (13)3 斗笠式刀库设计 (13)刀库容量的确定 (13)气缸设计和选择 (14)气缸的选择要点 (14)气缸初选 (15)驱动力校核 (15)活塞杆稳定性校核 (16)缸筒壁厚计算 (17)耗气量及刀库横移运动时间的计算 (17)刀库驱动转矩的估算 (18)刀库分度机构的传动设计及计算 (18)旋转部件转动惯量计算 (20)刀库驱动转矩计算 (20)减速电动机的选择 (20)刀库驱动转矩的校核 (21)换刀过程总时间的计算与校核 (21)刀具的选择方式 (22)刀具交换装置的选择 (22)电气元件的选择 (25)气缸磁环开关 (26)马达定位感应开关 (26)刀号计数器开关 (26) (26)4 重要零部件的设计 (26)联轴器 (27)联轴器的选择 (27)联轴器校核 (27)刀夹 (27)刀夹作用 (27)刀夹工作原理 (28)本章小结 (29)结论 (29)致谢 (30)参考文献 (32)数控立式升降台铣床斗笠式自动换刀装置设计摘要：本文介绍的是数控立式升降台铣床斗笠式自动换刀装置的设计。
斗笠式刀库的自动换刀装置主要由刀库横移装置和刀库分度装置组成。
其自动换刀的形式为无机械手换刀，换刀过程中刀盘需要横向移动到合适的位置使机床主轴便于与刀库交换刀具。
斗笠式刀库换刀原理
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。
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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。
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。
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，为了保证数控机床的安全，保证刀库的换刀顺利完成，在斗笠式刀库中一般还安装刀库转动到位确认传感器（E），保证刀库转动停止时，刀具中心线位置和主轴中心线在一条直线上。
2 斗笠式刀库换刀过程常见故障分析
数控机床刀库部分故障率相对较高，根据以往的工作经验，对斗笠式刀库在换刀过程中常见故障现象及原因总结以下几条：
例1 故障现象：数控系统发出换刀指令，刀库不动作。
原因分析：①检查机床的操作模式是否正确？机床是否锁住状态？指令是否正确？这些原因虽然简单，但也是初学者容易犯的错误；②检查数控机床的压缩空气，检查空气的气压是否在要求范围内？一般数控机床常用的压缩空气压力在0.5MP~0.6MP之间，如果所提供的压缩空气压力低于这个范围，刀库在换刀过程中由于压力不够，造成不动作；③检查刀库的初始状态是否正常，即检查传感器A、E的状态是否良好？输送到数控系统PLC的入口信号是否正确？可以通过数控系统提供的PLC地址诊断功能帮助检查。
例2 故障现象：刀库移动到主轴中心位置，但不进行接下的动作。
原因分析：①检查刀库到主轴侧的确认信号传感器B、Ｅ是否良好？发送到数控系统PLC中的信号状态是否正常？此故障现象多由于传感器不良造成；②如果传感器状态及信号都正常，请检查主轴刀具是否加紧？③检查主轴定位是否完成？④确认第一参考点返回是否完成？
例3 故障现象：刀库从主轴取完刀，不旋转到目标刀位。
原因分析：一般刀库的旋转电机为三相异步电动机带动，如果发生以上故障，要进行以下检查：①参照机床的电气图纸，利用万用表等检测工具检查电机的启动电路是否正常？
②检查刀库部分的电源是否正常？交流接触器与开关是否正常？一般刀库主电路部分的动力电源为3相交流380V电压，交流接触器线圈控制部分的电源为交流110V或直流24V，检查此部分的电路并保证电路正常；③如果在保证以上部分都正常的情况下，检查刀库驱动电机是否正常？④如果以上故障都排除，请考虑刀库机械部分是否有干涉的地方？刀库旋转驱动电机和刀库的连接是否脱离？
例3 故障现象：主轴抓刀后，刀库不移回初始位置。
原因分析：①检查气源压力是否在要求范围？②检查刀库驱动电机控制回路是否正常？刀库控制电机正、反转实现刀库的左、右平移，如果反转控制部分故障，容易出现以上故障；③检查刀库控制电机；③检查主轴刀具抓紧情况，主轴刀具抓紧通过加紧传感器D 发出回馈信号到数控系统，如果数控系统接受不到传感器D发送的加紧确认信号，刀库不执行下面的动作；④检查刀库部分是否存在机械干涉现象。
加工中心采用斗笠式刀库换刀，一般刀库的平移过程通过汽缸动作来实现，所以在刀库动作过程中，保证气压的充足与稳定非常重要，操作者开机前首先要检查机床的压缩空气压力，保证压力稳定在要求范围内。
对于刀库出现的其他电气问题，维修人员参照机床的电气图册，通过分析斗笠式刀库的动作过程，一定能找出原因，解决问题，保证设备的正常运转。