加工中心刀具的识别与自动换刀
加工中心自动换刀功能及编程
加工中心自动换刀功能及编程加工中心自动换刀功能是通过机械手（自动换刀机构）和数控系统的有关控制指令来完成的。
换刀过程：装刀，选刀，换刀1．换刀过程（1）装刀：刀具装入刀库任选刀座装刀方式。
刀具安置在任意的刀座内，需将该刀具所在刀座号记下来。
固定刀座装刀方式。
刀具安置在设定的刀座内。
（2）选刀从刀库中选出指定刀具的操作。
1）顺序选刀：选刀方式要求按工艺过程的顺序（即刀具使用顺序）将刀具安置在刀座中，使用时按刀具的安置顺序逐一取用，用后放回原刀座中。
2）随意选刀：①刀座编码选刀：对刀库各刀座编码，把与刀座编码对应的刀具一一放入指定的刀座中，编程时用地址T 指出刀具所在刀座编码。
②计算机记忆选刀刀具号和存刀位置或刀座号对应地记忆在计算机的存储器或可编程控制器的存储器内，刀具存放地址改变，计算机记忆也随之改变。
在刀库装有位置检测装置，刀具可以任意取出，任意送回。
（3）换刀1）主轴上的刀具和刀库中的待换刀具都是任选刀座。
刀库一选刀一到换刀位一机械手取出刀具一装入主轴，同时将主轴取下的刀具装入待换刀具的刀座。
2）主轴上的刀具放在固定的刀座中，待换刀具是任选刀座或固定刀座。
选刀过程同上，换刀时从主轴取下刀具送回刀库时，刀库应事先转动到接收主轴刀具的位置。
3）主轴上的刀具是任选刀座，待换刀具是固定刀座。
选刀同上，从主轴取下的刀具送到最近的一个空刀位。
2．自动换刀程序的编制（1）换刀动作（指令）：选刀（T XX）；换刀（M06（2）选刀和换刀通常分开进行。
（3）为提高机床利用率，选刀动作与机床加工动作重合。
（4）换刀指令M06必须在用新刀具进行切削加工的程序段之前，而下一个选刀指令T常紧跟在这次换刀指令之后。
（5）换刀点：多数加工中心规定在机床Z轴零点（Z0）,要求在换刀前用准备功能指令（G28使主轴自动返回Z0点。
（6）换刀过程：接到T XX指令后立即自动选刀，并使选中的刀具处于换刀位置，接到M06指令后机械手动作，一方面将主轴上的刀具取下送回刀库，另一方面又将换刀位置的刀具取出装到主轴上，实现换刀。
加工中心的换刀原理
加工中心的换刀原理加工中心的换刀原理是指在加工过程中，当需要换一把不同工具进行加工时，加工中心能够自动地将当前的刀具卸下，然后安装新的刀具，以保证加工的连续性和高效性。
加工中心通常配备了一个刀库，用于存放不同类型的刀具。
刀库内的刀具根据其特性和用途被分配了一个特定的刀位。
刀具库通常由数控系统控制，可以根据加工需求自动选择和安装相应的刀具。
加工中心的换刀流程通常包括以下几个步骤：1. 刀具识别：加工中心需要首先识别当前所使用的刀具类型和位置。
通过刀具的标识或者其他识别方式，数控系统能够准确地确定当前所使用的刀具。
2. 刀具卸下：在识别了当前刀具后，加工中心会将当前的刀具卸下。
这个过程通常是由一个自动换刀系统完成的，它可以根据机床的结构和控制系统的指令，自动操作各个动作。
例如，可以通过夹紧装置松开卡住刀具的螺栓，然后通过主轴的卸下动作将刀具从主轴中取出。
3. 刀具安装：在刀具卸下后，加工中心需要安装新的刀具。
这个过程也是由自动换刀系统完成的。
它可以将新的刀具从刀库中选取出来，然后通过夹紧装置将刀具安装到主轴上。
4. 刀具测量和校准：在刀具安装完成后，加工中心通常需要对新安装的刀具进行测量和校准。
这是为了确保刀具安装的准确性和稳定性。
测量和校准可以通过一些传感器和测量设备进行，如刀具长度测量设备，加工中心控制系统会根据这些测量结果进行补偿和调整。
5. 刀具补偿调整：当刀具安装完成并完成了测量和校准后，加工中心通常还需要进行刀具补偿调整。
这是因为不同类型的刀具，在加工过程中可能存在一些误差和偏差。
加工中心会通过数控系统对刀具的补偿参数进行调整，以保证加工结果的准确性和质量。
总的来说，加工中心的换刀原理是通过一个自动换刀系统，根据刀具的类型和位置，将当前的刀具卸下并安装新的刀具。
换刀过程通常还包括了刀具的测量和校准，以及刀具补偿调整。
这样可以确保加工中心在加工过程中能够高效、准确地使用不同类型的刀具，提高加工效率和加工质量。
自动换刀原理
自动换刀原理
自动换刀装置是加工中心的重要组成部分，它的作用是在加工过程中自动更换刀具，以提高加工效率和加工精度。
自动换刀装置的原理如下：
1. 刀具识别：自动换刀装置通过刀具识别系统对刀具进行识别，刀具识别系统通常采用编码、RFID 等技术，对刀具进行唯一标识。
2. 刀具库：刀具库是存储刀具的地方，刀具库通常采用圆盘式、链式等结构，刀具库中的刀具按照一定的规则排列，以便于自动换刀装置进行取刀。
3. 取刀机构：取刀机构是自动换刀装置的核心部分，它的作用是将刀具从刀具库中取出，并将其送到主轴上。
取刀机构通常采用机械手、夹爪等结构，取刀机构的动作由控制系统控制。
4. 主轴：主轴是加工中心的核心部件，它的作用是安装刀具，并对工件进行加工。
主轴通常采用电动、气动等方式进行驱动，主轴的转速和转向由控制系统控制。
5. 刀具交换：当取刀机构将刀具送到主轴上后，控制系统会控制主轴停止转动，并将刀具夹紧。
然后，取刀机构会将旧刀具从主轴上取下，并将其送回刀具库中。
最后，控制系统会控制主轴转动，开始进行加工。
自动换刀装置的工作过程是一个自动化的过程，它需要控制系统、刀具识别系统、刀具库、取刀机构、主轴等多个部分协同工作，以实现刀具的自动更换。
以上是自动换刀的原理，希望对你有所帮助！。
加工中心超大径刀具自动换刀的解决方法
图４ 主轴走到 Ｇ ５ ５ 原点
把刀放回刀架 的过程 即是抓 刀 的反过程 ，具体程 序
上方 １０ ｍ时 ，夹爪松开 ５ｒ ａ
如下 ：
ｆ ｛ ￥ Ｄ６ ３ ４ ＢＯＲＥ ＵＮＣＬ ＡＭＰ ￥￥￥｝ ）
一 一
影响生产的瓶颈 。那么 ，寻求加 工中心超 大径 刀 自动换
刀的解决方法 ，就成为如何消除该瓶颈 以提高 生产效率
的当务之急 。
笔者用 Ｍ Ｚ Ｋ Ｍ Ｖ一８５ ８ Ａ Ａ Ｔ １／ ０立式加 工中心作为具
体调试机 床，讲述如何在该设 备上实现超 大径 刀具 自动
换刀的功能 。 ＭＡ Ａ Ｔ ８ ５８ Ｚ Ｋ Ｍ Ｖ一 １／ ０立式加 工 中心 刀库允许 的装
即可。
４ 注意事项 ．
在使用虚拟化过程 中还有注意以下几点 ： （ ）进行数控系统虚拟化 ，要对所使用 的数控 系统 １ 及参数要有一定的了解 。
（ ）更改参数 时要对原有的机床参数进行备份。 ２ （ ）在特殊情况下 ，要对机床功能有一定 的了解。 ３ （ ）适当对所使用 的数控系统硬件也要有所 了解。 ４
刀套） Ｍ ６；（ 前 一 把 刀 换 回 去 ，把 ２号 刀 换 出 来 ， 即换 出 了 空 把
刀 。该 过程 还 是使 用 机床 自身 的 刀库 及 自动换 刀 功能 ）
Ｍ１ ；（ ９ 主轴定 向）
Ｇ ５；（ 先 设 定 当镗 刀 在 刀架 上 ， 主轴 夹 爪 恰 能 抓 住 刀 柄 ５ 事
图 １ 外圆镗刀精镗电动机转子支架外 圆示意
具体思路是做一个库 外存 刀工装 ，然后把这 个工装
刀条件 ：最大 刀具 直径 为 ２ ０ ６ ｍｍ （ 邻 刀套 无刀 的情 相 况） 。现要 在 此加 工 中心 上 精 镗 电动 机转 子支 架 外 圆
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
加工中心自动换刀指令M06
2）攻右旋螺纹循环指令
•格式：G84 X — Y — Z — R — F — ；
（4）取消固定循环指令
格式：G80； 注意：当用G80取消孔加工固定循环后，固定循环指令
中的 孔加工数据也被取消。那些在固定循环之 前
的插补模态恢复。
【例题3：固定循环功能综合应用示例】
加工图示工件的2×M10×1.5螺纹通孔，在立式加工中心上加工工序为： ①Φ8.5麻花钻钻孔；②Φ25锪钻倒角；③M10丝锥攻螺纹。切削用量见下表， 试编制加工程序。
加工程序:
O5007； G17 G90 G40 G80 G49 G21； G91 G28 Z0； M06 T01； G90 G54 G00 X0 Y0； M03 S750； G43 Z100. H01； G99 G81 Z-25. R3. F150； G98 X-40.； G91 G80 G28 Z0 M05； M06 T02； G90 G54 G00 X0 Y0； S150 M03； G43 Z100. H02； G99 G81 Z-5.5 R3. F30；
（2）镗孔循环指令
1）精镗孔循环指令 •格式：G76 X__ Y __ Z __ R__ Q__ P__ F__ ； •式中：Q——刀具移动量（正值、非小数、1.0㎜）。
P——孔底暂停（ms)。
2）镗孔循环指令
格式：G86 X — Y — Z — R — F — ；
（3）攻螺纹循环指令
1）攻左旋螺纹循环指令 •格式：G74 X__ Y __ Z __ R__ F__ ； •式中：F——攻螺纹的进给速度（㎜/min），
刀具自起始点快速进给到R点。 动作3——孔加工：以切削进给的方式执行孔
加工的动作。(Z点） 动作4——孔底动作：包括暂停、主轴准停、
加工中心换刀的三个步骤及流程
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加工中心如何实现自动换刀
要实现自动换刀功能主要就是做长度补偿值，因为半径补偿值在软件编程时已经自动加入了。
本文以云南机床厂的加工中心为例，系统为西门子802C。
一、装刀
例如要装入T01、T02两把刀
1. 刀库先回零：按下回零键，再按启动按钮即可，此步骤也可不执行。
手动输入：
T01
TL
G40 G17 G71 G90 G54
......
TO2
TL
G40 G17 G71 G90 G54
......
TO3 Βιβλιοθήκη TL G40 G17 G71 G90 G54
......
M9
M30
%
TL（有的机床不需换行也能执行）
TL为此机床自带的换刀宏程序，,不同的机床此宏程序可能名称不同，用法也不同。
在主轴上装入要使用的一号刀，此时即为T01。
2.以T01来做基准刀具，直接对刀到工件坐标系（以G54为例）Z=0,输入到G54的Z值中，此刀的长度补偿值要为0。
二、程序
刀具号后面应加入零点偏移，如G54，
UG软件中，设置刀具参数时补偿寄存器一项填入数字1就输出D1，输入2就输出D2；
刀补D0必须取消，因为要使用刀补,默认D1不必显示，若刀补为D2时,必须应在程序中加入D2。
格式大致如下：
%_N_101_MPF
TO1
3.手动输入“T02 回车 TL”，此时T01入库，主轴上装入二号刀，即为T02；
对刀到Z=0，注意偏移值（即对刀时不能到达工件坐标系G54的Z向零点而做的偏移，如有对刀仪或偏置块时）。
4.在参数设置中找到2号刀，选择对刀(默认是D1)，在偏移处输入偏移值（为正值），零点G处输入54，按计算即可算出T02的长度补偿值D1了。
基于PLC的数控加工中心自动换刀系统的研究
盘式刀库自动换刀控制系统的优势主要体现在以下几个方面。首先，自动换刀 控制系统可以显著提高加工效率，避免了手动更换刀具的繁琐过程，节省了大 量时间。其次，自动换刀控制系统可以降低工人的劳动强度，减少错误操作的 可能性，提高生产安全性。最后，自动换刀控制系统有利于实现工厂的自动化 和智能化，提升整体竞争力。
目前，加工中心自动换刀装置的研究主要集中在换刀方式、刀库设计、夹持机 构和控制系统等方面。其中，换刀方式是自动换刀装置的核心技术之一，直接 影响到换刀的效率和精度。按照换刀过程中是否有旋转动作，换刀方式可以分 为旋转式和非旋转式两种。旋转式换刀方式又可以分为刀具旋转和主轴旋转两 种，而非旋转式换刀方式则可以分为直插式和伸缩式两种。
盘式刀库自动换刀控制系统的工作原理基于计算机数值控制（CNC）技术，通 过接收加工中心的指令，控制机械手臂进行刀具的更换。首先，机械手臂在盘 式刀库中选择需要更换的刀具，然后将其抓取并移动到加工区域。接下来，机 械手臂将旧的刀具从主轴中取出，并将新的刀具安装到主轴上。最后，机械手 臂将更换下来的刀具放回盘式刀库的正确位置。
近年来，随着人工智能、机器学习和计算机视觉等技术的不断发展，加工中心 自动换刀装置的研究也在不断深入。这些技术的应用，可以实现更加智能化和 高效的换刀控制，从而提高加工中心的生产效率和加工质量。
在应用前景方面，加工中心自动换刀装置将会在更多领域得到应用。例如，在 航空航天、汽车制造、模具制造和医疗器械等领域，由于对加工精度和效率的 要求较高，因此对自动换刀装置的需求也将会不断增加。此外，在智能制造和 数字化工厂的建设中，加工中心自动换刀装置也将会成为其重要组成部分之一。
加工中心自动换刀装置的发展历程可以追溯到20世纪80年代，当时该技术还处 于研究和实验阶段。随着计算机技术、机械制造技术和液压气动技术的发展， 自动换刀装置的可靠性、稳定性和效率得到了不断提高。进入21世纪以来，随 着数控技术的快速发展和制造业的不断升级，加工中心自动换刀装置的应用范 围和需求量也不断增加。
加工中心刀库乱刀处理办法
1加工中心自动换刀方式及乱刀简介（1）换刀方式简介加工中心自动换刀系统的控制主要分为两部分：刀库选刀控制（T 指令）和刀具交换控制（M06指令）。
目前刀库选刀控制最常见的方式主要有刀套编码方式和计算机记忆随机换刀。
刀套编码方式是对刀库各刀座预先编码，每把刀具放入相应刀座之后，就具有了相应刀座的编码，即刀具在刀库中的位置是固定的，斗笠式刀库便是此种控制方式。
计算机记忆随机换刀方式的特点是刀具号和刀座号对应地记忆在计算机的存储器或可编程控制器的存储器中，不论刀具放在哪个地址，都始终记忆着它的踪迹，这样刀具可以任意取出，任意送回，圆盘凸轮机械手刀库便是此种控制方式。
（2）乱刀简介乱刀是指换刀指令刀号与刀库刀座号不一致现象。
例如：程序指定M06 T03，而换刀机械手在换刀时却抓取了5号刀座的刀具称为乱刀现象。
2乱刀原因分析加工中心出现乱刀故障可能由以下几种原因引起：（1）在正常换刀时由于换刀气压不足，导致换刀过程卡住，在手动刀库复位后可能产生刀库亂刀。
（2）由于机床机械结构损坏，或者数控系统参数丢失导致刀库乱刀。
（3）机械手在换刀过程中，由于操作人员按下机床复位键或者急停键，导致换刀意外终止，可能产生刀库错乱。
3、刀库乱刀现象的解决方法（1）斗笠式刀库乱刀解决方法①打开机床电控柜，机床上电②在MDI方式输入换刀指令M06 Txx，观察电控柜中的哪个继电器动作，刀库的正反转是由两个继电器控制，如果此时刀库是顺时针旋转，再输入一个换刀指令，使刀库逆时针旋转，观察电控柜中的哪个交流接触器动作③使机床数控系统断电，拿一根绝缘棒手动按下控制刀库旋转的交流接触器，如顺时针方向乱刀，则按下控制刀库逆时针方向旋转的交流接触器；如逆时针方向乱刀，则按下控制刀库顺时针方向旋转的交流接触器，直到刀库转到与输入的换刀刀号一致的位置注意的问题：1）开机后取下主轴和刀库所有的刀具，避免调整后换刀时发生主轴与刀库中刀具相撞的危险2）注意使用绝缘棒，避免触电的危险3）调整时要有人帮助观察刀库转动的位置是否到达换刀指令指定的刀具号位置4）调整好后输入一个换刀指令，观察刀盘前进与主轴松刀动作时主轴卡刀槽是否与刀库卡刀槽位置一致，否则会发生主轴刀具与刀库相撞的危险（2）圆盘凸轮机械手刀库乱刀现象的解决方法在出现刀号混乱的情况下应立即进行刀具的整理操作，具体步骤如下所示：①取出刀库中的全部刀具，将刀具按刀具表中相对应的关系重新插入刀库中或按刀库中刀具的实际状态修改刀具表（需打开参数开关，参数开关在数控系统CPU板上）。
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”。
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。
加工中心刀具的装卸及对刀过程
加工中心刀具的装卸及对刀过程入门指导：一．加工中心刀具的装卸1．库上刀具的装卸：①选择手动、手轮、增量寸动等操作方式②通过手动换刀键将刀库内的刀号旋转到装刀位③将刀具(刀具上的凹槽要对准刀槽内的凸起)沿着刀槽平行推入★切记：a.在刀库内不能装屏幕上所显示的刀号，否则必撞无疑b.在按手动换刀键的频率不能过快，否则必乱无疑④卸刀则反2．主轴上刀具的装卸：①在手动、手轮、增量寸动等方式下②将刀具对准主轴的锥孔向上推入(注：刀具上的凹槽要对准主轴上的凸起)③按下主轴上的气压电磁阀开关按钮(注：此时另一支手紧抓刀具)3．刀夹上刀具的装卸：二．加工中心自动换刀1．指令格式：T___M06（对应刀盘里的刀的位置号）2．自动换刀步骤：★切记：刀盘（刀库）里的刀号要与程序里的刀号一致①选择〔单节程式〕操作方式②按F3（MDI输入）③输入换刀指令及刀号④执行〔循环启动〕（即：单节程式→ F4→ F3 → T_ _ → ENTER）三．刀库混乱的处理方法：（引起混乱的原因：突然断电、手动换刀时刀库转动过快、程序出错）1．把刀具全部取下2．利用刀库正反转使刀库的“1号”刀位正对准主轴3．选择〔原点复归〕操作方式4．一直按住刀库的正转按钮，直到屏幕上出现主轴上的刀号为“1号”刀为止5．进行自动换刀检验刀库是否调整好（即：单节程式→ F4 → F3 → T_ _ → ENTER）四．加工中心的对刀(一)对刀前预备设定：1．选择主轴转速为800r/min以下2．基准刀一般选择精加工刀具3．设定基准刀的补偿值为零(二)：分中对刀：（原理与铣床分中对刀一致）1.对X轴：①利用手轮方式，将基准刀轻轻地碰上工件或毛坯的侧面；②提刀；③F1（机台设定）→输入X → F3（清除坐标）；④将基准刀移到X轴方向的另一个侧面上，直到接触为止；⑤提刀；⑥ F1（机台设定）→输入X → F2（1/2坐标）；2.对Y 轴：（同理对X轴）3.对Z轴：①利用手轮方式，将基准刀轻轻地碰上工件或毛坯的侧面② F1（机台设定）→输入Z →F3（清除坐标）(三)零点偏置：(坐标系的设定)1．前提：将刀位点与编程原点重合时才按照以下步骤进行2．步骤：按F5(设定工件坐标系) →移动光标选择对应的坐标→按F1(自动坐标系设定)(四)刀补设定：（是指刀具的长度补偿）1.将基准刀所对应刀补值清零2.利用单节程式，调用第二把刀具(粗加工刀具)3.利用手轮方式，将此粗加工刀具轻碰上工件上表面时，把此时在屏幕上所显示Z轴相对坐标值记下来4.按F4〔执行加工〕→按F5〔刀具设定〕→将刚记下的坐标值输入到第二把刀具号所对应长度补偿位置处5.其余刀具补偿设定同理第二把刀具设定巡回指导：分组练习1.现场指导分中对刀的步骤及方法2.指导设定工件坐标系3.检查学生所设定的刀具补偿值结束指导：1.由学生提问题并及时解答2.课后总结。
加工中心刀库自动换刀的控制
#" 镗刀杆! $" 镗刀! (" 上下调整螺钉 ’" 两侧调整螺钉
图! #
此刀具的特点：可用于组合机床或其他机械加工机 床，结构紧凑，制造简单，使用灵活。效率高，且在刀 具磨损后可调整继续使用，有效延长刀具寿命，减小机 床夹具调整时间。
（ 收稿日期：$&&5&$#5 ）
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冷加工
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刀! ! 具
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（ # ） 刀套垂直到位，发出到位信号，主轴定向给出 位置到达确认信号。 （ $ ） 机械手从原始位置起动，旋转 %&’ 到达机械手 夹刀位置。 （ ( ） 机械手抠刀到位发出停止信号，把刀具从主轴 和刀套中取出，机械手电动机停止。 （ ) ） 抠刀确认及刀具松开给出到位信号。 （ * ） 刀具夹放松完毕，起动机械手旋转 +*&’ ，到达 刀具更换位置。 （ % ） 机械手电动机停止信号使机械手电动机停止。 （ +& ） 装刀确认及刀具夹紧给出到位信号。 （ ++ ） 机械手电动机起动，使机械手回到原始位置。 （ +, ） 机械手电动机停止信号，使机械手电动机停 止。 （ +- ） 机械手原始位置开关发信号。 （ +# ） 控制刀套翻转 （ 水平） 的电磁气阀得电。 +$ ） 刀套翻 转 处 于 水 平 位 置 的 接 近 开 关 发 信 号 （ （ 刀库换刀动作完成） 。 刀库及机械手的动作可以由 ./ 来控制，也可以由 01/ 来控制，由于该刀库选用的普通的 三 相 异 步 电 动 机，故采用 01/ 来控制刀库及机械手的动作。由于该机 床数 控 系 统 为 *#&23 456789:;7， 它 内 部 集 成 了 <) — -+$ —,20 的 01/ 系统，为 01/ 编程控制刀库和机械手 的动作提供了方便。01/ 程序设计采用了模块化、参数 化和标准化的编程方法，按控制功能将程序块分成不同 的功能块，利用程序块形式的参数编程特点，将控制功 能程序标准化。程序结构如图 - 所示。
加工中心换刀详细说明
加工中心换刀说明
第四步（5）：换刀臂旋 转180度换刀后主轴夹紧 刀具 一般情况此动作不会有什 么故障
刀具需要检测主轴夹紧信 号 如果主轴夹紧信号没有， 将停在此位置 故障时先问清楚是否已换 刀，因为在换刀时有两个 90度位置
注意:各换刀信号是否一直有（如刀套主轴 侧到位信号，ATC门开信号）
加工中心换刀说明
第四步（5）：换刀臂在 90度位置旋转0度位置 一般情况此动作不会有什 么故障
注意:各换刀信号是否一直有（如刀套主轴 侧到位信号，ATC门开信号）
加工中心换刀说明
第五步：ATC门关闭
一般情况此动作不会有什 么故障 系统需要检测ATC门关闭 信号 如没有此信号，X，Y轴将 不能移动，一直等待此信 号，
Hale Waihona Puke 一加工中心换刀说明
第四步（1）：换刀臂旋 转 接下来就是换刀臂旋 转。 如果换刀臂不旋转有以下 原因 1、ATC门到位信号没有， 系统以为ATC门还在关闭 状态。 2、刀套到位信号没有。 3、大隈机床换刀主轴必 须有刀 如图一是刀套到位信号位 置
一
加工中心换刀说明
第四步（2）：换刀臂旋 转90度 换刀臂先旋转90度抓刀。 抓住刀后，主轴松刀 如果换刀臂停在抓刀位置 不旋转有以下原因 1、没有主轴松刀到位信 号（又有以下原因：1.主 轴松刀传感器失效，2.液 压阀没有动作，松刀靠液 压松的）
如图一是刀套到位信号位 置
加工中心换刀说明
第四步（3）：换刀臂在 90度位置向前伸出 换刀臂在90度抓刀后执行 10-3这个动作。 一般情况此动作不会有什 么故障
注意:各换刀信号是否一 直有（如刀套主轴侧到位 信号，ATC门开信号）
加工中心换刀说明
第四步（4）：换刀臂在 90度位置向前伸出后换刀 臂旋转180度换刀 如图执行10-4这个动作。 一般情况此动作不会有什 么故障 注意:各换刀信号是否一 直有（如刀套主轴侧到位 信号，ATC门开信号）
数控机床自动换刀装置及其控制研究
数控机床自动换刀装置及其控制研究一、本文概述随着现代制造业的飞速发展，数控机床作为重要的加工设备，其自动化、智能化水平的高低直接决定了生产效率与加工质量。
自动换刀装置（Automatic Tool Changer, ATC）作为数控机床的关键组成部分，其性能直接影响到机床的加工效率与灵活性。
本文旨在对数控机床自动换刀装置及其控制进行深入的研究，探讨其结构特点、工作原理、控制策略以及优化方法，以期为提高数控机床的整体性能提供理论支持和实践指导。
文章首先对数控机床自动换刀装置的基本概念和分类进行介绍，明确研究对象和范围。
接着，分析不同类型自动换刀装置的结构特点和工作原理，包括刀库类型、换刀方式、换刀时间等关键因素。
在此基础上，研究自动换刀装置的控制策略，包括换刀过程的控制逻辑、运动轨迹规划、故障检测与处理等。
同时，结合实际应用案例，探讨自动换刀装置在实际生产中的性能表现及优化空间。
文章对数控机床自动换刀装置的发展趋势进行展望，提出未来研究方向和建议。
通过本文的研究，旨在为数控机床自动换刀装置的设计、制造和应用提供有益的参考和借鉴，推动现代制造业的持续发展。
二、数控机床自动换刀装置概述随着制造业的快速发展，数控机床作为高精度、高效率的加工设备，其应用越来越广泛。
在数控机床中，自动换刀装置（Automatic Tool Changer，简称ATC）是一项关键技术，它能够在加工过程中自动更换刀具，从而大幅提高加工效率。
本章节将对数控机床自动换刀装置进行概述，包括其工作原理、主要类型以及发展趋势。
工作原理：自动换刀装置主要通过刀库和换刀机构两部分实现刀具的自动更换。
刀库负责存储多把刀具，而换刀机构则负责在需要时从刀库中选取合适的刀具，并将其安装到主轴上。
整个换刀过程由数控系统控制，确保换刀过程精确、快速。
主要类型：根据换刀方式和结构特点，自动换刀装置可以分为多种类型，如转塔式、盘式、链式等。
转塔式换刀装置通过旋转转塔来选取刀具，结构紧凑但刀具容量有限盘式换刀装置利用旋转刀盘进行刀具更换，刀具容量较大链式换刀装置则通过链条或传送带将刀具输送到指定位置，适用于大型数控机床。
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实验一：加工中心刀具的识别与自动换刀
实验目的：通过观察机床自动换刀操作，分析换刀的基本,掌握相关刀具自动识别技术等。
实验报告要求：列出刀具自动识别技术，自动换刀方式最新研究进展，并绘制相关运动组件简图。
准确描述自动换刀过程
自动换刀系统由刀库和刀具交换装置组成。
带刀库和自动换刀装置的数控机床，其主轴箱和转塔主轴头相比较，由于主轴箱内只有一个主轴，主轴部件具有足够的刚度，因而能够满足各种精密加工的要求。
此外，刀库可以存放数量很多的刀具，以进行复杂零件的多工步加工，可明显提高数控机床的适应性和加工效率。
自动换刀系统特别适用于加工中心。
自动换刀装置的主要组成：
自动换刀装置是加工中心的重要组成部分，主要由刀库、机械手和驱动装置等组成。
刀库的功能，是存贮加工中心所要用的各种刀具，并在数控系统的控制下，把即将要用的刀具准确地送到换刀位置。
加工中心换刀机械手，是自动换刀装置中的核心组成部分，主要完成将主轴上的工作刀具与刀库中的待用刀具两者位置交换的任务，其应具有换刀时间短、工作平稳、定位准确等特点。
驱动装置，则是使刀库和机械手实现其功能的机构。
此机构一般由电机、液压、气液机构或凸轮机构组成，它们在数控系统控制下，驱动刀库和机械手，实现刀具的选择与交换
加工中心自动换刀功能是通过机械手(自动换刀机构)和数控系统的有关控制指令来完成的。
换刀过程：装刀，选刀，换刀
换刀过程：
(1)装刀：刀具装入刀库
(2)选刀
从刀库中选出指定刀具的操作。
1)顺序选刀：选刀方式要求按工艺过程的顺序(即刀具使用顺序)将刀具安置在刀座中，使用时按刀具的安置顺序逐一取用，用后放回原刀座中。
2)随意选刀：
①刀座编码选刀：对刀库各刀座编码，把与刀座编码对应的刀具一一放入指定的刀座中，编程时用地址T指出刀具所在刀座编码。
②计算机记忆选刀
刀具号和存刀位置或刀座号对应地记忆在计算机的存储器或可编程控制器的存储器内，刀具存放地址改变，计算机记忆也随之改变。
在刀库装有位置检测装置，刀具可以任意取出，任意送回。
(3)换刀
1)主轴上的刀具和刀库中的待换刀具都是任选刀座。
刀库→选刀→到换刀位→机械手取出刀具→装入主轴，同时将主轴取下的刀具装入待换刀具的刀座。
2)主轴上的刀具放在固定的刀座中，待换刀具是任选刀座或固定刀座。
选刀过程同上，换刀时从主轴取下刀具送回刀库时，刀库应事先转动到接收主轴刀具的位置。
3)主轴上的刀具是任选刀座，待换刀具是固定刀座。
选刀同上，从主轴取下的刀具送到最近的一个空刀位。
2.自动换刀程序的编制
(1)换刀动作(指令)：选刀(T××)；换刀(M06)
(2)选刀和换刀通常分开进行。
(3)为提高机床利用率，选刀动作与机床加工动作重合。
(4)换刀指令M06必须在用新刀具进行切削加工的程序段之前，而下一个选刀指令T常紧跟在这次换刀指令之后。
(5)换刀点：多数加工中心规定在机床Z轴零点(Z0)，要求在换刀前用准备功能指令(G28)使主轴自动返回Z0点。
(6)换刀过程:接到T××指令后立即自动选刀，并使选中的刀具处于换刀位置，接到M06指令后机械手动作，一方面将主轴上的刀具取下送回刀库，另一方面又将换刀位置的刀具取出装到主轴上，实现换刀。
目前国内外数控机床自动换刀系统中，刀具、辅具多采用锥柄结构，刀柄与机床主轴的联结、刀具的夹紧放松机构及驱动方式几乎都采用同一种结构模式。
在这种模式中，机床主轴常采用空心的带有长拉杆、碟形弹簧组的结构形式，由液压或气动装置提供动力，实现夹紧放松刀柄的动作。
利用这种机构夹持刀具进行数控加工的最大问题是，它不能同时获得高的夹持刚度和刀具振摆精度，而且主轴结构复杂，主轴轴向尺寸过大，加上它的液压驱动装置及刀具辅具锥柄的制造成本，使得自动换刀系统的造价在机床整机中占有较大的比重。
在
加工中心上使用的刀库主要有两种，一种盘式刀库，一种是链式刀库。
盘式刀库容量相对较小，一般在1-24把刀具，主要适应小型加工中心；链式刀库装刀容量大，一般在1--100把刀具，主要适用于大中型加工中心。
加工中心对自动换刀装置有刀库容量适当，换刀时间短，换刀空间小，动作可靠，使用稳定，刀具重复定位精度高，刀具识别准确等具体要求。