数控机床刀库介绍
CNC加工中心刀库可同时储存多把刀具
CNC加工中心刀库可同时储存多把刀具引言：加工中心是高度机电一体化的金属加工设备。
在加工中心完成工件装夹后，其数控系统可根据不同工艺自动选换加工刀具、自动对刀、自动改变主轴转速、进给量等操作，可连续完成钻孔、镗孔、铣、攻丝等工艺，因此无需将零件从加持装置中取出就可完成大部分加工工艺。
加工中心在使用时可有效选择各类刀具加工零件，其利用数控控制系统实现精密数控修整，并自动补偿，并配备有源测量装置，实现全闭环控制磨削cnc加工。
加工中心有立式、卧式、龙门式等多种形式，其自动换刀装置有多种形式，换刀的原理和结构的复杂程度也各不相同。
除刀具外，加工中心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应用较广泛的换刀方式。
得益于刀库，加工中心机床只需要一个固定的主轴来夹持刀具，有利于提高主轴的刚性。
独立的刀库大大增加了存储的刀具数量，有利于扩展机床的功能，可以更好的隔离影响加工精度的各种因素。
CNC加工中心刀库介绍CNC加工中心是具有刀库和自动换刀的数控机床，可以在一定范围内对工件进行多次加工操作。
加工中心的刀库存储各种不同数量和规格的加工刀具或量规，在加工过程中利用程序实现自动更换和选择。
加工中心是一种加工能力大的综合加工设备。
工件装夹后，可完成许多步骤。
CNC加工中心刀库加工中心换刀是使用自动换刀装置进行的，根据机器自动换刀时间的不同可在0.5到6秒内完成一个加工工艺。
加工中心的可转位刀库是其优势之一，转位刀库可同时存储多把刀具，根据刀库的容量，其可容纳十到几十把刀具。
CNC加工中心刀库的优势是可在工件装夹一次后，其数控系统可根据不同工艺自动选择刀具或更换道具，自动改变机床主轴转速、进给量和刀具相对于工件的轨迹。
加工中心一次对工件的几个方面进行多道工序的加工。
CNC加工中心刀库有效降低工作成本，减少工序间工件的周转、搬运和存放时间，从而达到缩短生产周期。
刀库具有可旋转的刀库主体和安装在刀库主体上的多个刀架。
刀库及换刀装置资料
❖
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。
3.刀库技术发展趋势
❖ 未来工具机产业的发展，均以追求高速、高精度、 高效率为目标。随着切削速度的提高，切削时间的 不断缩短，对换刀时间的要求也在逐步提高；换刀 的速度已成为高等级工具机的一项重要指标。
快速自动换刀技术是以减少辅助加工时间为主 要目的，综合考虑工具机的各方面因素，在尽可 能短的时间内完成刀具交换的技术方法。
❖ (2)刀套不能夹紧刀具 可能原因是刀套上的调整 螺母松动，或弹簧太松，造成卡紧力超重，刀具超 重。
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❖ (3)刀套上下不到位 可能原因是装置调 整不当或加工误差过大而造成拨叉位置 不正确；因限位开关安装不准或调整不 当而造成反馈信号错误。
❖ (4)刀套不能拆卸或停留一段时间才能拆 卸 应检查操纵刀套上下的气缸、气阀 是否松动，气压足不足，刀套的转动轴 锈蚀等。
❖ 一般具有ATC装置者都有ATC臂。换刀时若是需要在刀具 库与主轴两处更换，则需要ATC臂来补助。但有些工具机并 不需要ATC臂即可完成换刀动作。
自动换刀装置的常见故障与维护
❖ 自动换刀装置的常见故障有： ❖ 1.刀库运动故障， ❖ 2.定位误差过大， ❖ 3.机械手夹持刀柄不稳定， ❖ 4.机械动作误差过大等。
加工性能
生产成本
刀库
• 二、任意选刀
• • • • • • (一) 刀具编码方式 对每把刀具进行编码 可以存放于刀库的任一刀座中； 用过的刀具也不一定放回原刀座中； 刀库中的刀具在不同的工序中可重复使用； 避免了因刀具存放在刀库中的顺序差错而造 成的事故 • 刀具编码的具体结构：
• 实质上是给刀座编码； • 是临时性编码。具有更大的灵活性。
• (四) 记忆方式
• • • • 利用软件选刀 刀库上装有位置检测装置 刀库上还设有机械原点 在PLC内部设置一个模拟刀库的数据表，其长 度和表内设置的数据与刀座的位置数据和刀 具号相对应。
• 刀具编号可任意设定，一旦设定不应随意改 变。 • 模拟刀库与实际刀库中刀具的位置始终保持 一致。
• • • •
物流系统：包括工件和刀具两个物流系统。 刀具的输送和交换：用工业机器人。 工件、夹具的输送、装卸及仓贮： 工件和夹具的存贮多用立体仓库，由计算机 进行控制和管理 • 工件的输送：传输带、有轨或无轨小车及行 走机器人 • 采用工业机器人在数控机床上装卸工件。 • 信息流系统：包括加工系统及物流系统的自 动控制，在线状态监控、在线检测及数据和 信息处理。
• • • •
洼形肩面
(二) 法兰盘式夹持 拉杆 用于中间搬运装置 换刀动作较多 不如柄式夹持应用广泛
刀柄 法兰盘
• 第五章 数控机床的刀具与工件交换 装置
• • • • • §5-1 自动换刀装置的形式 §5-2 刀库 §5-3 刀具的选择方式 §5-4 刀具交换装置 §5-5 柔性制造系统及柔性制造单元
数控机床刀库的作用
数控机床刀库的作用————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：数控机床刀库的作用数控机床刀库的作用是储备一定数量的刀具，通过机械手实现与主轴上刀具的互换。
刀库的类型有盘式刀库、链式刀库等多种形式，刀库的形式和容量要根据机床的工艺范围来确定。
图1所示的盘式刀库，刀具的方向与主轴同向，换刀时主轴箱上升到一定的位置，使主轴上的刀具正好对准刀库最下面的那个位置，刀具被夹住，主轴在CNC的控制下，松开刀柄，盘式刀库向前运动，拔出主轴上的刀具，然后刀库将下一个工序所用的刀具旋转至与主轴对准的位置，刀库后退将新刀具插入主轴孔中，主轴夹紧刀柄，主轴箱下降到工作位置，完成换刀任务，进行下道工序的加工。
此换刀装置的优点是结构简单，成本较低，换刀可靠性较好；缺点是换刀时间长，适用于刀库容量较小的加工中心。
图1 盘式刀库链式刀库对于刀库容量需要较大的加工中心可采用链式刀库，链式刀库的结构紧凑，刀库容量较大，链环的形状可根据机床的布局制成各种形状，也可将换刀位突出以便于换刀。
当需要增加刀具数量时，只需增加链条的长度即可，给刀库设计与制造带来了方便。
一般的刀库内存放有多把刀具，每次换刀前要进行选刀，常用的选刀方法有顺序选刀和任意选刀两种，顺序选刀是在加工之前，将加工零件所需刀具按照工艺要求依次插入刀库的刀套中，加工是按顺序调刀，加工不同的工件时必须重新调整刀库中的刀具顺序。
其优点是刀库的驱动和控制都比较简单。
因此，这种方式适合加工批量较大、工件品种数量较少的中、小型数控机床的自动换刀。
随着数控系统的发展，目前大多数的数控系统都采用任意选刀的方式，其分为刀套编码、刀具编码和记忆式等三种。
刀具编码或刀套编码需要在刀具或刀套上安装用于识别的编码条，一般都是根据二进制编码的原理进行编码。
刀具编码选刀方式采用了一种特殊的刀柄结构，并对每把刀具编码。
数控机床刀库介绍
（1）松开：刀架电动机与刀架内一蜗杆相连，刀架电动机转动时 与蜗杆配套的涡轮转动，此涡轮与一条丝杠为一体的（称为 “涡轮丝杠”）当丝杠转动时会上升（与丝杠旋合的螺母与刀 架是一体的，当松开时刀架不动作，所以丝杠会上升），丝杠 上升后使位于丝杠上端的压板上升即松开刀架；
（2） 换刀：刀架松开后，丝杠继续转动刀架在摩擦力的作用下 与丝杠一起转动即换刀；
刀架电气
（1）组成：电动刀架的电气控制分强电和弱电两部 分，强点部分由三相电源驱动三相交流异步电动 机正、反向旋转，从而实现电动刀架的松开、转 位、锁紧等动作；弱电部分主要由位置传感器— 发讯盘构成，发讯盘采用霍尔传感器发讯。
（2）安装调试：当拿到一个新的电动刀架的时候， 必须先查看电动刀架的使用说明书和电动刀架的 技术指标，确定电动刀架电机的最大功率（如 180W）、转速（如1300r/min）、锁紧力（如 2KN）强电供电电源(如三相AC380V+15%)、频 率（如50HZ）信号工作电源(DC24V、DC5V、 DC12V)、换刀时间（如90°1.0S）等。
换刀调试
手动换刀：首先把模式选择打到手动（JOG） 模式，在按辅助功能模块上的刀库手动按 键，即能按顺序换取一个刀位。
自动换刀：首先把模式选择打到手动输入模 式，在按下MDI单元功能键 ，输入所 需的目标刀号（如T0202），按功能键 接着按功能键
最后按操作面板上的绿色的循环启动键，即能找到所需的目标刀位。
刀架电气原理图
刀架霍尔信号处理
需查看当发讯盘和磁钢对准是，有效是高 电平还是低电平，在根据系统有效信号的 有效做相应的处理，本实验室电动刀架在 没有做处理时，所有信号都是高电平，不 能进行刀位的定位，这时我们需要在信号 输出端自己接上一个大约1-2K的上拉电阻， 这时当发讯盘和磁钢对准是输出就是低电 平，就能区别剩余的信号，就能准确定位。
刀库
刀库在数控机床上的应用0 引言一个零件往往需要多工序的加工，而单功能的数控机床只能完成单工序的加工。
如车、钻、铣等。
因此，在制造一个零件的过程中，大量的时间用于更换刀具，装卸零件，测量和搬运零件等非切削时间上，切削加工时间仅占整个工时中较小的比列。
为了缩短非切削时间，往往采用“工序集中”的原则，60年代末出现了带有自动换刀装置的数控机床，即“加工中心”机床。
1 ATC的选择下面介绍与ATC装置相关的主要技术参数。
1.1 刀柄型号。
刀柄型号取决于机床主轴装刀柄孔的规格。
现在绝大部分加工中心机床主轴孔都是采用ISO规定的7:24锥孔，常用的有40号、45号、50号等，个别的还有30号和35号。
机床规格越小，刀柄规格也应选小的，但小规格刀柄对加工大尺寸孔和长孔很不利，所以对一台机床如果有大规格的刀柄可选择时，应该尽量选择大的，但刀库容量和换刀时间都要受到影响。
1.2 换刀时间。
换刀时间是指刀柄交换时间，即从主轴上换下用过的刀具、装上新的刀具的总时间。
细分又有两种规定方式，即刀对刀时间（Tool to tool）和总换刀时间(Chip to chip)，总换刀时间包含了旧刀具加工完毕离开加工区域到刀具交换完毕主轴上装上新刀具进入新的加工前之间的时间。
1.3 最大刀具重量。
最大刀具重量是指在自动刀具交换情况下允许的最大刀具重量，锥度40号左右刀柄最大允许重量在7～8kg，50号刀柄在15kg，一些重型刀具可达25～30kg，但这时换刀速度要减慢。
最大刀具直径和长度主要受刀库尺寸空间的限制。
1.4 刀库容量。
一些加工中心机床上配置的刀库容量往往有几种规格供选择，有十几把到40、60、100把等，一些柔性加工单元（FMC）配置中央刀库后刀具储存量可达近千把，刀库的容量只要能满足基本需要，一般不宜选得太大。
2 机械手的控制动作分析2.1 机械手的动作顺序：①等待位置（入力轴停止）图面表示(见图一)：换刀臂之扣刀中心点成65度。
加工中心刀库分类特点及典型故障分析
加工中心刀库分类特点及典型故障分析加工中心刀库是加工中心的重要部件之一，负责存放和管理刀具。
根据刀具的不同特点和用途，刀库可以分为不同的分类。
同时，由于刀库长时间使用和操作不当等原因，也会出现一些典型的故障。
以下将介绍刀库的分类特点及典型故障分析。
一、刀库分类特点1.根据刀具类型分类：可将刀库分为刀片库、飞机库和弹夹库。
刀片库主要存放切削刀片，包括沿切、端切、面切等多种类型的刀片。
飞机库主要用于存放不同种类的铣刀。
弹夹库则是专门用于存放铣刀和钻头等刀具。
2.根据刀库结构分类：可将刀库分为直立式刀库、倾斜式刀库和旋转式刀库。
直立式刀库是将刀具竖直放置，便于使用和管理；倾斜式刀库是将刀具倾斜摆放，便于刀具更换；旋转式刀库是将刀具固定在转盘上，通过转盘的旋转选择合适的刀具。
3.根据刀库容量分类：可将刀库分为小型刀库、中型刀库和大型刀库。
不同的刀库容量适用于不同的加工需求，可以满足不同规格和尺寸的刀具存放和管理。
1.刀具损坏：由于刀具质量的问题或使用过程中的碰撞等原因，刀具可能会出现严重的损坏。
在刀具损坏时，操作人员应及时检查刀具，并替换或修复受损的刀具，以免影响加工质量。
2.刀具松动：长时间使用后，刀具可能会出现松动现象，导致加工精度下降或加工质量不稳定。
此时，操作人员应检查刀具装夹部位是否紧固，并及时进行调整。
3.刀具选择错误：刀具选择错误是常见的故障之一、不同的材料和加工需求需要不同类型的刀具，如铣削刀、钻孔刀、镗削刀等。
错误选择刀具可能导致加工质量下降、刀具磨损加快等问题。
操作人员应根据具体需求选择适当的刀具。
4.刀具磨损：长时间使用后，刀具会因为磨损而影响加工质量。
一般来说，刀具磨损会导致刀具直径变小、刀尖变钝等问题。
为避免这种情况，操作人员应定期检查刀具状况，并及时更换磨损严重的刀具。
5.刀具寿命不均衡：由于加工材料的不同、工艺参数的调整等原因，刀具的寿命可能会不均衡。
一些刀具可能磨损得比其他刀具更快，导致加工不稳定。
台湾圣杰CNC刀库介绍
台湾圣杰CNC刀库详细描述:台湾圣杰原装CNC刀库台湾圣杰原装刀库：斗笠式、圆盘式、链条式、伞形（龙门）、直排式、雕铣机刀库、钻孔攻牙机专用刀库一、独创滚珠式凸轮机构，分割精度高，运转速度仅次于伺服刀盘；二、分离式持刀夹同刀盘支撑，长期保持刀杆垂直度、间隙，取刀动作顺畅；三、空压缸位于滑杆外侧，气缸速度调整、维修便利；四、刀盘与钣金配合严密，下侧防屑高于90%；五、进口直线轴承支撑，滑动顺畅、平稳；六、采轻量化，刀库铸件以铝合金制作，产品较轻。
台湾圣杰原装刀库规格型号：1.斗笠式刀库BT30-8,12,16T/BT40-8,12,16,20,24T/BT50-16T2.圆盘式刀库BT30-16,20T/BT40-16,20,24,30T/BT50-16,24T3.卧式加工中心机专用圆盘式刀库BT40/BT50-24T4.链条式刀库BT40/BT50-32,40T5.卧式加工中心机专用链条式刀库BT50-40,60,80,100,120T HSKA60/C6-30,36,40,50T6.平置式链条刀库HSKA63-32T7.立卧两用链条式刀库8.车铣复合机专用换刀系统HSKA60/C6-30,36,40,50T9. 伞形（龙门）刀库10. 另有钻孔攻牙中心机专用刀库、雕铣机用直排式刀库台湾圣杰原装刀库主件明细：1、马达：台湾利茗（斗立式60W、圆盘式0.2KW）2、减速机：台湾信宠OR太鼓3、气压缸：台湾亚德客4、近接开关：德国施克5、极限开关：台湾TEND6、轴承：罗马尼亚URB7、基座、转盘座、滑座、刀盘、滚珠式凸轮分度机构等：台湾德士，吉径等。
台湾原装“圣杰”斗笠式刀库特点：1. 独创滚珠式凸轮机构，分割精度高，运转速度仅次于伺服刀盘。
2. 分离式持刀夹同刀盘支撑，长期保持刀杆垂直度、间隙，取刀动作顺畅。
3. 空压缸位于滑杆外侧，气缸速度调整、维修便利。
4. 刀盘与钣金配合严密，下侧防屑高过90%。
刀库及刀库结构
1．在数控机床中刀库的完整涵义？答：说到数控机床中的加工中心，必然要提到刀库，实际它是对整个自动换刀系统的总称。
而刀库只是这个系统中最形象也是最重要的一个部分。
这个系统应包括刀库、刀具交换机构，以及相关的控制元件。
2．刀库有哪几种结构形式，它们的特点是什么？答：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分以下几种：1)单盘式刀库及无机械手换刀机构单盘式刀库俗称斗笠式刀库（像个大斗笠），一般只能存16～24 把刀具。
不能太多，太多的话这个“斗笠”就太大了，放不下了。
这种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。
2)链式刀库及换刀机械手链式刀库的特点是存刀多。
一般都在20 把以上，多的可以存100 把。
它是通过链条将要换的刀具传到指定位置。
由机械手把刀装到主轴上，全部换刀动作均采用电动机加机械凸轮的结构。
结构简化、工作可靠，但是价格很高。
斗笠式刀库的换刀时间为5～7 秒，而机械手的换刀时间是2～3 秒。
斗笠式的刀库的换刀时间虽说比机械手慢，可它不过也只有5～7 秒的时间。
作为中国的企业这种效率完全可以接受了。
所以要选哪种刀库关键还是看您的加工对象一般需要多少把刀。
对于刀库本身的品质，由于现在的刀库已经是专业化社会化生产。
所以无论生产数控机床的厂家是多么大，其刀库都是买来的。
所以不管数控机床生产厂家的规模大还是小，就刀库及换刀装置而言都是在同一起跑线上的。
圆盘凸轮式刀库的原理及应用
圆盘凸轮式刀库的原理及应用圆盘凸轮式刀库是一种自动切换刀具的设备，广泛应用于数控机床等自动加工设备中。
其原理是通过圆盘上设有多个刀具槽，每个槽内装有不同类型、不同规格的刀具，通过机械手或电机控制圆盘旋转，从而实现切换不同刀具的目的。
1.自动化加工：圆盘凸轮式刀库可以根据加工程序的要求自动选择不同的刀具进行切削，实现自动化加工。
这不仅提高了加工效率，还减少了操作人员的劳动强度。
2.多样性加工：由于圆盘凸轮式刀库内装有多个刀具槽，可以装载各种类型、各种规格的刀具。
这样，可以满足不同部件的加工需求，提供更多的加工选择。
3.快速刀具更换：采用圆盘凸轮式刀库可以实现刀具的快速切换，从而提高切削效率。
操作人员只需通过操作面板或计算机，选择相应的刀具槽号，机械手或电机便可自动切换所需刀具。
4.缩小刀具库面积：圆盘凸轮式刀库相比于传统的刀具库，其结构更为紧凑，占用空间更小。
这对于加工设备的布局设计提供了更大的灵活性。
5.提高加工精度：圆盘凸轮式刀库采用了封闭式结构，可以有效防止灰尘、切屑等杂质进入刀具槽，从而保证刀具的使用寿命，提高加工精度。
6.增加加工效率：由于圆盘凸轮式刀库可以快速切换刀具，避免了手工更换刀具的时间，从而提高了加工效率。
此外，刀具的自动切换也减少了操作人员的干预，降低了出错的可能性。
总之，圆盘凸轮式刀库是一种实现刀具自动切换的设备，广泛应用于自动化加工设备中。
其优点包括自动化加工、多样性加工、快速刀具更换、缩小刀具库面积、提高加工精度和增加加工效率等。
随着自动化加工的发展，圆盘凸轮式刀库的应用将会更加广泛。
数控机床的刀库
注：
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链条式刀库
链条式刀库可储放较多数量的刀具，一般都在20把以上，有些可储120把以上甚至更多。多用于卧式加工中心等机床。
它是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。
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注：。
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刀具交换装置
刀具交换装置根据刀具交换的形式，常用的有主轴直接取刀和机械手换刀两大类。下面以斗笠式刀库和圆盘式刀库的换刀动作为例对两种刀具交换动作进行讲解。
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注：
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主轴直接取刀
斗笠式刀库采用主轴直接取刀，通过主轴和刀库的相对移动完成换刀动作。
其换刀动作如下：
1.主轴停止
2.刀盘旋转至主轴目前刀号
3.主轴定位
4.Z轴移动至换刀位置
5.刀库推出
6.主轴松刀
7.Z以移动至抬刀位置
8.刀盘旋转至目标刀号
9.Z轴移动至换刀位置
10.主轴夹刀
11.主轴定位解除
6、机械手上升，分别把刀具插入主轴锥孔和刀套中
7、主轴紧刀
8、机械手松刀、旋转，回到原始位置
9、刀套向上翻转90°
完成换刀动作。
本课到此结束，希望同学们在课后仔细观察身边刀库的换刀动作，
录屏穿插视频
注：视频配合文字解说。
数控机床的刀库的装调
画面
知识点
配音稿
模式
画面及配图素材
备注
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概述
刀库系统是提供自动化加工过程中所需储刀和换刀需求的一种装置。
刀库系统通常由刀库和换刀机构构成。刀库主要是提供储刀位置，并能依程序的控制，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。
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刀库是数控机床中的重要组成部分
刀库是数控机床中的重要组成部分，主要用于存放加工过程中需要的刀具。
在使用时，刀库能够根据程序的指令自动更换刀具，从而提高加工效率。
本文将介绍刀库的基本知识，包括其分类、结构、工作原理以及维护方法。
一、刀库的分类刀库的分类方式有多种，根据其结构特点和使用方式，可以分为以下几类：1.链式刀库链式刀库是一种常见的刀库类型，其结构类似于链条式输送机。
刀具沿着链条上的插槽放置，通过链条的移动实现刀具的更换。
这种刀库的容量较大，适用于大型数控机床。
2.圆盘式刀库圆盘式刀库是一种较小的刀库，通常用于小型数控机床。
其结构类似于一个圆盘，刀具沿着圆周排列，通过圆盘的旋转实现刀具的更换。
3.机械手刀库机械手刀库是一种自动化程度较高的刀库，通过机械手或机器人等装置实现刀具的更换。
这种刀库的结构复杂，成本较高，但能够提高机床的自动化程度和加工精度。
二、刀库的结构不同类型的刀库结构有所不同，但通常包括以下组成部分：1.刀具存放部分：用于存放刀具的装置，如链条或圆盘上的插槽、机械手抓取刀具的夹具等。
2.驱动部分：用于驱动刀库运动的装置，如链条驱动器、电机、齿轮等。
3.换刀部分：用于实现刀具更换的装置，如机械手、换刀器等。
4.传感器部分：用于检测刀具位置和数量的传感器，如光电传感器、限位开关等。
三、刀库的工作原理不同类型的刀库工作原理也有所不同，以下是常见的几种刀库的工作原理：1.链式刀库链式刀库的工作原理是通过链条驱动器驱动链条转动，将需要更换的刀具移动到换刀位置。
然后，机械手或换刀器将旧刀具从主轴取下，再将新刀具装载到主轴上。
2.圆盘式刀库圆盘式刀库的工作原理是通过电机驱动圆盘旋转，将需要更换的刀具移动到换刀位置。
然后，机械手或换刀器将旧刀具从主轴取下，再将新刀具装载到主轴上。
3.机械手刀库机械手刀库的工作原理是通过机械手或机器人装置实现刀具的自动更换。
机械手能够自动识别和抓取刀具，通过高精度的定位和运动控制系统实现快速、准确的换刀操作。
数控技术 课件 复习 第6章 刀库
2．任意选择方式——必须有刀具识别装置。
根据程序指令的要求来选择所需要的刀具，刀具在刀库 中不必按照工件的加工顺序排列，可任意存放。每把刀具 （或刀座）都编上代码，自动换刀时，刀库旋转，每把刀具 （或刀座）都经过“刀具识别装置”接受识别。当某把刀具的 代码与数控指令的代码相符合时，该把刀具被选中，并将刀 具送到换刀位置，等待机械手来抓取。 优点:刀库中刀具的排列顺序与工件加工顺序无关，相同的 刀具可重复使用。因此，刀具数量比顺序选择法的刀具可少 一些，刀库也相应的小一些。
图为圆盘刀库的刀座 编码装置。在圆盘的圆周 上均布若干个刀座，起外 侧边缘上装有相应的刀座 编码块1，在刀库的下放 装有固定不动的刀座识别 装置2。刀座编码的识别 与上述刀具编码的识别原 理完全相同。
1刀具编码块 2刀座识别装置
（3）编码附件方式 编码附件方式可分为编码钥匙、编码卡片、 编码杆和编码盘等，其中应用最多的是编码钥 匙。这种方式是先给刀具都缚上一把表示该刀具 号的编码钥匙，当把个刀具放在刀库中时，识别 装置可以通过识别刀具上的号码来选取该钥匙旁 边的刀具。
任意选择法必须对刀具编码， 以便识别。编码方式主要有三 种：
1刀柄 2编码环 3锁紧螺母 4拉杆
（1）刀具编码方式 这种方式是采用特殊的刀柄结构进行编码。 在拉杆上套装着等间隔的编码环。编码环既可以是整体 的，也可由圆环3组成。 编码环直径有大小两种，大直径的为二进制的“1”，小直 径为“0”。通过这两种圆环的不同排列，可以得到一系列代 码。 通常全部为0的代码不用，以避免与刀座中没有刀具的状况
首先要把加工过程中要用的全部刀具分 别安装在标准的刀柄上，在机床外进行尺寸 预调整后，插入刀库中。换刀时根据选刀指 令在刀库内选刀，由刀具交换装置从刀库和 主轴上取出刀具，进行刀具交换，然后将新 刀具装入主轴，将用过的刀放回刀库。
数控机床刀具与刀库综述(ppt 43页)
1、只要有坚强的意志力，就自然而然地会有能耐、机灵和知识。2、你们应该培养对自己，对自己的力量的信心，百这种信心是靠克服障碍，培养意志和锻炼意志而获得的。 3、坚强的信念能赢得强者的心，并使他们变得更坚强。4、天行健，君子以自强不息。5、有百折不挠的信念的所支持的人的意志，比那些似乎是无敌的物质力量有更强大 的威力。6、永远没有人力可以击退一个坚决强毅的希望。7、意大利有一句谚语：对一个歌手的要求，首先是嗓子、嗓子和嗓子……我现在按照这一公式拙劣地摹仿为：对 一个要成为不负于高尔基所声称的那种“人”的要求，首先是意志、意志和意志。8、执着追求并从中得到最大快乐的人，才是成功者。9、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 10、发现者，尤其是一个初出茅庐的年轻发现者，需要勇气才能无视他人的冷漠和怀疑，才能坚持自己发现的意志，并把研究继续下去。11、我的本质不是我的意志的结果， 相反，我的意志是我的本质的结果，因为我先有存在，后有意志，存在可以没有意志，但是没有存在就没有意志。12、公共的利益，人类的福利，可以使可憎的工作变为可 贵，只有开明人士才能知道克服困难所需要的热忱。13、立志用功如种树然，方其根芽，犹未有干；及其有干，尚未有枝；枝而后叶，叶而后花。14、意志的出现不是对愿 望的否定，而是把愿望合并和提升到一个更高的意识水平上。15、无论是美女的歌声，还是鬓狗的狂吠，无论是鳄鱼的眼泪，还是恶狼的嚎叫，都不会使我动摇。16、即使 遇到了不幸的灾难，已经开始了的事情决不放弃。17、最可怕的敌人，就是没有坚强的信念。18、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下 去。19、意志若是屈从，不论程度如何，它都帮助了暴力。20、有了坚定的意志，就等于给双脚添了一对翅膀。21、意志坚强，就会战胜恶运。22、只有刚强的人，才有神 圣的意志，凡是战斗的人，才能取得胜利。23、卓越的人的一大优点是：在不利和艰难的遭遇里百折不挠。24、疼痛的强度，同自然赋于人类的意志和刚度成正比。25、能 够岿然不动，坚持正见，度过难关的人是不多的。26、钢是在烈火和急剧冷却里锻炼出来的，所以才能坚硬和什么也不怕。我们的一代也是这样的在斗争中和可怕的考验中 锻炼出来的，学习了不在生活面前屈服。27、只要持续地努力，不懈地奋斗，就没有征服不了的东西。28、立志不坚，终不济事。29、功崇惟志，业广惟勤。30、一个崇高 的目标，只要不渝地追求，就会居为壮举；在它纯洁的目光里，一切美德必将胜利。31、书不记，熟读可记；义不精，细思可精；惟有志不立，直是无着力处。32、您得相 信，有志者事竟成。古人告诫说：“天国是努力进入的”。只有当勉为其难地一步步向它走去的时候，才必须勉为其难地一步步走下去，才必须勉为其难地去达到它。33、 告诉你使我达到目标的奥秘吧，我唯一的力量就是我的坚持精神。34、成大事不在于力量的大小，而在于能坚持多久。35、一个人所能做的就是做出好榜样，要有勇气在风 言风语的社会中坚定地高举伦理的信念。36、即使在把眼睛盯着大地的时候，那超群的目光仍然保持着凝视太阳的能力。37、你既然期望辉煌伟大的一生，那么就应该从今 天起，以毫不动摇的决心和坚定不移的信念，凭自己的智慧和毅力，去创造你和人类的快乐。38、一个有决心的人，将会找到他的道路。39、在希望与失望的决斗中，如果 你用勇气与坚决的双手紧握着，胜利必属于希望。40、富贵不能淫，贫贱不能移，威武不能屈。41、生活的道路一旦选定，就要勇敢地走到底，决不回头。42、生命里最重 要的事情是要有个远大的目标，并借助才能与坚持来完成它。43、事业常成于坚忍，毁于急躁。我在沙漠中曾亲眼看见，匆忙的旅人落在从容的后边；疾驰的骏马落在后头， 缓步的骆驼继续向前。44、有志者事竟成。45、穷且益坚，不坠青云之志。46、意志目标不在自然中存在，而在生命中蕴藏。47、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。 48、思想的形成，首先是意志的形成。49、谁有历经千辛万苦的意志，谁就能达到任何目的。50、不作什么决定的意志不是现实的意志；无性格的人从来不做出决定。我终 生的等待，换不来你刹那的凝眸。最美的不是下雨天，是曾与你躲过雨的屋檐。征服畏惧、建立自信的最快最确实的方法，就是去做你害怕的事，直到你获得成功的经验。 真正的爱，应该超越生命的长度、心灵的宽度、灵魂的深度。生活真象这杯浓酒，不经三番五次的提炼呵，就不会这样可口！人格的完善是本，财富的确立是末能力可以慢 慢锻炼，经验可以慢慢积累，热情不可以没有。不管什么东西，总是觉得，别人的比自己的好！只有经历过地狱般的折磨，才有征服天堂的力量。只有流过血的手指才能弹 出世间的绝唱。对时间的价值没有没有深切认识的人，决不会坚韧勤勉。第一个青春是上帝给的；第二个的青春是靠自己努力的。不要因为寂寞而恋爱，孤独是为了幸福而 等待。每天清晨，当我睁开眼睛，我告诉自己：我今天快乐或是不快乐，并非由我所遭遇的事情造成的，而应该取决于我自己。我可以自己选择事情的发展方向。昨日已逝，
数控机床刀具及刀库
在有机械手换刀的机床上，机床数控系统通常具 有加工程序的预读功能，在换刀指令执行前，预读功 能已经知道待换刀具的信息，并控制刀库将待换刀具 输送至换刀位。接到换刀指令后，主轴移动到换刀位， 两个机械手爪将主轴上的刀具和刀库中准备好的待换 刀具同时拔出，并进行位置交换，完成换刀过程。刀 库配置较为灵活，换刀时间短，可实现加工中自动选 刀，但是其机械结构和控制系统较为复杂，同时换刀 机械手也是加工中心的故障高发点。无机械手换刀刀 库机械结构和控制都较为简单，但是换刀时间长，影 响加工效率，刀具数量和机床结构形式受影响。
图11.17 铣切时不同加工部位所用铣刀示意图
（2）选择刀片时应应考虑的方面 1）工件材料的类别——主要分为有色金属——铜、铝、 钛及其合金；黑色金属——碳钢、合金钢、不锈钢、耐热合 金钢、铸铁等；非金属——塑料、木材、橡胶等。 2）工件材料的状况——包括硬度、韧性、组织状态（如 铸、锻、轧、粉末冶金、焊接部位）等。 3）切削工艺的类别——主要有车、钻、铣、镗，粗加工、 半精加工、精加工、超精加工，内孔、外圆、薄壁，切屑流 动状态等。 4）被加工的工件的几何形状——主要影响到连续切削或 间断切削、刀具的切入或退出角度、零件精度（包括尺寸、 形位公差和表面粗糙度）、加工余量等。 5）要求刀片能承受的切削参数容量——切削深度、进给 量、切削速度等切削参数，尤其影响粗加工生产效率。 6）被加工件的生产批量——批量影响刀片的经济寿命。
2．数控机床刀具分类 （1）按刀具结构划分 1）整体式——即刀具 切削和夹持部分为一 体制造； 2）镶嵌式——即刀具 切削和夹持部分采用 不同材料制造； 3 ）其他特殊结构型 式——如复合式、减 震式、内冷式刀具等。 不同结构型式刀具 如图11.16所示。
图11.16 刀具结构形式
数控机床刀库知识
数控机床刀库知识1刀库的功能在自动换刀装置中，刀库是最主要的部件之一。
刀库是用来贮存加工刀具及辅助工具的地方。
其容量、布局以及具体结构，对数控机床的设计都有很大影响。
2刀库的形式根据刀库的容量和取刀的方式，可以将刀库设计成各种形式。
常见的形式有如下几种。
（一）直线刀库刀具在刀库中是直线排列，如图a所示。
其结构简单，刀库容量小，一般可容纳8～12把刀具，故较少使用。
此形式多见于自动换刀数控车床，在数控钻床上也采用过此形式。
（二）圆盘刀具此形式存刀具少则6～8把，多则50～60把，其中有多种形式。
（1）如图b所示的刀库中，刀具径向布局，占有较大空间，刀库位置受限制，一般置于机床立柱上端，其换刀时间较短，使整个换刀装置较简单。
（2）如图c所示的刀库中，刀具轴向布局，常置于主轴侧面。
刀库轴心线可垂直放置，也可以水平放置，此种形式使用较多。
（3）如图d所示的刀库中，刀具与刀库轴心线成一定角度（小于90o）呈伞状布置，这可根据凯威凯达机床的总体布局要求安排刀库的位置，多斜放于立柱上端，刀库容量不宜过大。
上述三种圆盘刀库是较常用的形式，其存刀量最多为50～60把，存刀量过多，则结构尺寸庞大，与机床布局不协调。
为进一步扩大存刀量，有的机床使用多圈分布刀具的圆盘刀库，如图e所示；多层圆盘刀库，如图f所示；多排圆盘刀库，如图g所示。
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。
（三）链式刀库链式刀库是较常用的形式。
这种刀库刀座固定在环形链节上。
常用的有单排链式刀库，如图h所示。
这种刀库使用加长链条，让链条折叠回绕可提高空间利用率，进一步增加存刀量，如图i所示。
链式刀库结构紧凑，想学UG编程就加群726236503免费获取教程，刀库容量大，链环的形状可根据机床的布局制成各种形状。
同时也可以将换刀位突出以便于换刀。
在一定范围内，需要增加刀具数量时，可增加链条的长度，而不增加链轮直径。
因此，链轮的圆周速度（链条线速度）可不增加，刀库运动惯量的增加可不予考虑。
认识刀库与机械手的结构资料
刀库与机械手的常见故障及排除方法
刀库无法正确换刀
检查刀库的控制系统和传动系统是否正常，检查刀具是否正确安装， 同时检查机械手是否能够正确抓取刀具。
机械手运动不准确
检查机械手的控制系统和传动系统是否正常，检查各关节是否松动或 磨损，同时检查传感器是否正常工作。
刀库或机械手出现异常响声
可能是由于传动系统或控制系统出现故障，需要检查相关部件是否正 常工作，如轴承、链条等。
当需要更换刀具时，机械手会根 据程序指令从刀库中选取相应的 刀具，并将其安装到主轴上。
同时，机械手会将使用过的刀具 取回并放回刀库，以备后续使用 。
04
刀库与机械手的应用场景
刀库的应用场景
01
自动化生产线
刀库常用于自动化生产线中，为 机床提供各种刀具，实现高效、 精准的加工。
数控机床
02
03
加工中心
05
刀库与机械手的维护与保养
刀库的维护与保养
日常保养
定期清理刀库表面，检查刀库是否有磨损或损坏的零件，确保刀库 的稳定性和安全性。
定期保养
根据使用情况，定期对刀库进行全面检查，包括刀库的传动系统、 控制系统和刀具夹持系统等，确保刀库的正常运行。
更换易损件
定期检查并更换刀库中的易损件，如轴承、密封圈等，以延长刀库 的使用寿命。
刀库或机械手出现温度过高
可能是由于长时间高负荷工作或散热系统出现故障，需要检查散热系 统是否正常工作，同时注意控制工作时间和负载。
THANKS
机械手的维护与保养
日常保养
定期清理机械手表面，检查 机械手是否有磨损或损坏的 零件，确保机械手的稳定性
和ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ全性。
定期保养
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一、本项目的性质、任务和基本要求
本课程是机电一体化专业必修的一门专 业课，本次学练一体训练是为以后从事数控 系统的安装、调试、维修及普通机床的数控 化改造工作打下基础。 数控车床在当今机械加工设备中有着举足 轻重的作用，而车床有CNC、PLC、进给伺服 驱动系统、主轴伺服驱动系统、刀架、辅助 装置等部分组成。其中刀架是不可或缺的。 高速车削加工在高速切削加工中扮演着最重 要的角色,而高速车床所选用的刀架系统特性 的优劣,又直接影响着高速车削加工的质量。
常见故障及排除方法
基本操作
刀架是数控系统的重要组成部分，要使刀 架能正常工作必须确保刀架电路硬件的完 好、pmc程序的正确、相关参数的设置。 好、pmc程序的正确、相关参数的设置。 首先按下 ，在按 连续按三次“ 直到PMCMNT的出现，接 连续按三次“+”直到PMCMNT的出现，接 着按下OMCMNT,在按“ 着按下OMCMNT,在按“+”扩展键，找到定 时键，设置相关参数
在按下K 在按下K参数按键进行如下设
换刀调试
手动换刀：首先把模式选择打到手动（JOG） 手动换刀：首先把模式选择打到手动（JOG） 模式，在按辅助功能模块上的刀库手动按 键，即能按顺序换取一个刀位。 自动换刀：首先把模式选择打到手动输入模 式，在按下MDI单元功能键 式，在按下MDI单元功能键 ，输入所 需的目标刀号（T0202），按功能键 需的目标刀号（如T0202），按功能键 接着按功能键
刀架电气原理图
刀架霍尔信号处理
需查看当发讯盘和磁钢对准是，有效是高 电平还是低电平，在根据系统有效信号的 有效做相应的处理，本实验室电动刀架在 没有做处理时，所有信号都是高电平，不 能进行刀位的定位，这时我们需要在信号 输出端自己接上一个大约1 2K的上拉电阻， 输出端自己接上一个大约1-2K的上拉电阻， 这时当发讯盘和磁钢对准是输出就是低电 平，就能区别剩余的信号，就能准确定位。
刀架电气
（1）组成：电动刀架的电气控制分强电和弱电两部 分，强点部分由三相电源驱动三相交流异步电动 机正、反向旋转，从而实现电动刀架的松开、转 位、锁紧等动作；弱电部分主要由位置传感器— 位、锁紧等动作；弱电部分主要由位置传感器— 发讯盘构成，发讯盘采用霍尔传感器发讯。 （2）安装调试：当拿到一个新的电动刀架的时候， 必须先查看电动刀架的使用说明书和电动刀架的 技术指标，确定电动刀架电机的最大功率（如 180W）、转速（如1300r/min）、锁紧力（如 180W）、转速（如1300r/min）、锁紧力（如 2KN）强电供电电源(如三相AC380V+15%)、频 2KN）强电供电电源(如三相AC380V+15%)、频 率（如50HZ）信号工作电源(DC24V、DC5V、 率（如50HZ）信号工作电源(DC24V、DC5V、 DC12V)、换刀时间（如90°1.0S）等。 DC12V)、换刀时间（如90°1.0S）等。
刀架工作顺序：
换刀工作原理
（1）松开：刀架电动机与刀架内一蜗杆相连，刀架电动机转动时 与蜗杆配套的涡轮转动，此涡轮与一条丝杠为一体的（称为 “涡轮丝杠”）当丝杠转动时会上升（与丝杠旋合的螺母与刀 涡轮丝杠” 架是一体的，当松开时刀架不动作，所以丝杠会上升），丝杠 上升后使位于丝杠上端的压板上升即松开刀架； （2） 换刀：刀架松开后，丝杠继续转动刀架在摩擦力的作用下 与丝杠一起转动即换刀； （3）定位：在刀架的每一个刀位上有一个用永磁铁做的感应 器， 当转到系统所需的刀位时，磁感应器发出信号，刀架电动机开 始反转。 （4）锁紧：刀架是用类似于棘轮的机构装的只能沿一个方向旋 转，当丝杠反转时刀架不能动作，丝杠就带着压板向下运动将 刀架锁紧，换刀完成（电动机的反转时间是系统参数设定的， 不能过长不能太短，太短刀架不能锁紧，太长电动机容易烧 坏……） ……）
最后按操作面板上的绿色的循环启动键，即能找到所需的目标刀位。
通过本项目的学习应达到一下基本要求： (1) 刀架硬件机械结构的分析、认识。 (2) 刀位信号的获取（分析用NPN传感器还是 刀位信号的获取（分析用NPN传感器还是 用PNP传感器） PNP传感器） (3) 分析整个刀架换到过程（刀架换刀流程） (4) 编写PLC刀架控制程序（要求换刀寻找最 编写PLC刀架控制程序（要求换刀寻找最 短路径）。 (5) 熟练在系统中设置有关刀架的参数。 (6) 根据刀架换刀时出现的问题能准确判断故 障（比如刀架不能锁紧）
简单的pmc编制 简单的pmc编制
根据本实验室设备提供一下信号： 刀架手动输入信号：X10.6 刀架手动输入信号：X10.6 刀架正转信号：Y5.6 刀架正转信号：Y5.6 刀架反转信号：Y5.6 刀架反转信号：Y5.6 一号刀输入信号：X4.0 二号刀输入信号：X4.1 一号刀输入信号：X4.0 二号刀输入信号：X4.1 三号刀输入信号：X4.2 三号刀输入信号：X4.2 四号刀输入信号：X4.3 四号刀输入信号：X4.3 五号刀输入信号：X4.4 五号刀输入信号：X4.4 六号刀输入信号：X4.5 六号刀输入信号：X4.5 七号刀输入信号：X4.6 七号刀输入信号：X4.6 八号刀输入信号：X4.7 八号刀输入信号：X4.7