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1、 第七章 加工中心 w 加工中心概述加工中心概述w 加工中心的基本構(gòu)成加工中心的基本構(gòu)成w 加工中心的分類(lèi)加工中心的分類(lèi) w 自動(dòng)換刀裝置自動(dòng)換刀裝置w JCS-018A立式加工中心立式加工中心一、加工中心的特點(diǎn)（1）w 加工中心具有以下特點(diǎn)加工中心具有以下特點(diǎn)(1)：n工序高度集中；n一般帶有自動(dòng)分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)或主軸箱可自動(dòng)轉(zhuǎn)角度，工件一次裝夾后，自動(dòng)完成多個(gè)平面或多個(gè)角度位置的加工；n能夠自動(dòng)改變加工工藝參數(shù)；n有的帶有交換工作臺(tái)，工件在工作位置的工作臺(tái)上進(jìn)行加工，待加工或加工完畢的工件在裝卸位置的工作臺(tái)上進(jìn)行裝卸，不影響工件的正常加工，同時(shí)提高生產(chǎn)效率。一、加工中心的特點(diǎn)（2）w 加工中

2、心具有以下特點(diǎn)加工中心具有以下特點(diǎn)(2)：n加工中心由于具有上述特點(diǎn)，大大減少了工件的裝夾、測(cè)量和機(jī)床的調(diào)整時(shí)間，減少工件的周轉(zhuǎn)、搬運(yùn)和存放時(shí)間，使機(jī)床的切削時(shí)間利用率高于普通機(jī)床的34倍；同時(shí)具有較好的加工一致性，與單機(jī)、人工操作方式比較，能排除工藝流程中人為干擾因素；特別適合加工形狀較復(fù)雜、精度要求較高、品種更換頻繁工件的加工。加工中心的基本構(gòu)成 一、加工中心基本構(gòu)成（1）w 基礎(chǔ)部件基礎(chǔ)部件 n由床身、立柱和工作臺(tái)等大件組成，是加工中心的基礎(chǔ)構(gòu)件，它們可以是鑄鐵件，也可以是焊接鋼結(jié)構(gòu)件，均要承受加工中心的靜載荷以及在加工時(shí)的切削載荷。故必須是剛度很高的部件，亦是加工中心質(zhì)量和體積最大的部

3、件。一、加工中心基本構(gòu)成（2）w 主軸組件主軸組件 n它由主軸電動(dòng)機(jī)、主軸箱、主軸和主軸支承等零部件組成。其起動(dòng)、停止和轉(zhuǎn)動(dòng)等動(dòng)作均由數(shù)控系統(tǒng)控制，并通過(guò)裝在主軸上的刀具參與切削運(yùn)動(dòng)，是切削加工的功率輸出部件。主軸是加工中心的關(guān)鍵部件，其結(jié)構(gòu)優(yōu)劣對(duì)加工中心的性能有很大的影響。一、加工中心基本構(gòu)成（3）w 控制系統(tǒng)控制系統(tǒng) n單臺(tái)加工中心的數(shù)控部分是由CNC裝置、可編程序控制器、伺服驅(qū)動(dòng)裝置以及電動(dòng)機(jī)等部分組成。它們是加工中心執(zhí)行順序控制動(dòng)作和完成加工過(guò)程中的控制中心。 一、加工中心基本構(gòu)成（4）w 伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng) n伺服系統(tǒng)的作用是把來(lái)自數(shù)控裝置的信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)床移動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng),其性能是決定機(jī)

4、床的加工精度、表面質(zhì)量和生產(chǎn)效率的主要因素之一。加工中心普遍采用半閉環(huán)、閉環(huán)和混合環(huán)三種控制方式。一、加工中心基本構(gòu)成（5）w 自動(dòng)換刀裝置自動(dòng)換刀裝置 n它由刀庫(kù)、機(jī)械手和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等部件組成。刀庫(kù)是存放加工過(guò)程所使用的全部刀具的裝置。刀庫(kù)有盤(pán)式、鼓式和鏈?zhǔn)降榷喾N形式，容量從幾把到幾百把，當(dāng)需換刀時(shí)，根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)指令，由機(jī)械手(或通過(guò)別的方式)將刀具從刀庫(kù)取出裝入主軸中。機(jī)械手的結(jié)構(gòu)根據(jù)刀庫(kù)與主軸的相對(duì)位置及結(jié)構(gòu)的不同有多種形式。有的加工中心不用機(jī)械手而利用主軸箱或刀庫(kù)的移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)換刀。盡管換刀過(guò)程、選刀方式、刀庫(kù)結(jié)構(gòu)、機(jī)械手類(lèi)型等各不相同，但都是在數(shù)控裝置及可編程序控制器控制下，由電動(dòng)機(jī)、液

5、壓或氣動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)刀庫(kù)和機(jī)械手實(shí)現(xiàn)刀具的選擇與交換。一、加工中心基本構(gòu)成（6）w 輔助系統(tǒng)輔助系統(tǒng) n包括潤(rùn)滑、冷卻、排屑、防護(hù)、液壓和隨機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)等部分。輔助系統(tǒng)雖不直接參加切削運(yùn)動(dòng)，但對(duì)加工中心的加工效率、加工精度和可靠性起到保障作用，因此，也是加工中心不可缺少的部分。一、加工中心基本構(gòu)成（7）w 自動(dòng)托盤(pán)更換系統(tǒng)自動(dòng)托盤(pán)更換系統(tǒng) n有的加工中心為進(jìn)一步縮短非切削時(shí)間，配有兩個(gè)自動(dòng)交換工件托盤(pán)，一個(gè)安裝在工作臺(tái)上進(jìn)行加工，另一個(gè)則位于工作臺(tái)外進(jìn)行裝卸工件。當(dāng)完成一個(gè)托盤(pán)上的工件加工后，便自動(dòng)交換托盤(pán)，進(jìn)行新零件的加工，這樣可減少輔助時(shí)間，提高加工工效。加工中心的分類(lèi) 一、按照加工中心布局方式

6、分類(lèi)（1）w 立式加工中心 n立式加工中心是指主軸軸心線為垂直狀態(tài)設(shè)置的加工中心，如圖所示。其結(jié)構(gòu)形式多為固定立柱式，工作臺(tái)為長(zhǎng)方形，無(wú)分度回轉(zhuǎn)功能，適合加工盤(pán)類(lèi)零件。在工作臺(tái)上安裝一個(gè)水平軸的數(shù)控回轉(zhuǎn)臺(tái)，可用于加工螺旋線類(lèi)零件。立式加工中心的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占地面積小，價(jià)格低。JCS-018立式鏜銑加工中心外形圖例一、按照加工中心布局方式分類(lèi)（2）w 臥式加工中心臥式加工中心 （1） n臥式加工中心是指主軸軸線為水平狀態(tài)設(shè)置的加工中心，如圖所示。通常都帶有可進(jìn)行分度回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的正方形分度工作臺(tái)。臥式加工中心一般具有35個(gè)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)，常見(jiàn)的是三個(gè)直線運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)(沿X、Y、Z軸方向)加一個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)(回轉(zhuǎn)

7、工作臺(tái))，它能夠使工件在一次裝夾后完成除安裝面和頂面以外的其余四個(gè)面的加工，最適合箱體類(lèi)工件的加工。臥式加工中心圖例一、按照加工中心布局方式分類(lèi)（3）w 臥式加工中心臥式加工中心 （2） n臥式加工中心有多種形式，如固定立柱式或固定工作臺(tái)式。固定立柱式的臥式加工中心的立柱固定不動(dòng)，主軸箱沿立柱做上下運(yùn)動(dòng)，而工作臺(tái)可在水平面內(nèi)做前后、左右兩個(gè)方向的移動(dòng)；固定工作臺(tái)式的臥式加工中心，安裝工件的工作臺(tái)是固定不動(dòng)的（不做直線運(yùn)動(dòng)），沿坐標(biāo)軸三個(gè)方向的直線運(yùn)動(dòng)由主軸箱和立柱的移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。n與立式加工中心相比較，臥式加工中心的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占地面積大，重量大，價(jià)格也較高。一、按照加工中心布局方式分類(lèi)（4）w

8、龍門(mén)式加工中心龍門(mén)式加工中心 n龍門(mén)式加工中心如圖所示，形狀與龍門(mén)銑床相似，主軸多為垂直設(shè)置。帶有自動(dòng)換刀裝置及可更換的主軸頭附件，數(shù)控裝置的軟件功能也較齊全，能夠一機(jī)多用。尤其適用于大型或形狀復(fù)雜的工件加工，如航天飛機(jī)及大型汽輪機(jī)上的某些零件的加工。龍門(mén)式加工中心圖例一、按照加工中心布局方式分類(lèi)（5）w 萬(wàn)能加工中心（復(fù)合加工中心）萬(wàn)能加工中心（復(fù)合加工中心） n具有立式和臥式加工中心的功能，工件一次裝夾后能完成除安裝面外的所有側(cè)面和頂面（五個(gè)面）的加工，也叫五面加工中心。常見(jiàn)的五面加工中心有兩種形式，一種是主軸可實(shí)現(xiàn)立、臥轉(zhuǎn)換；另一種是主軸不改變方向，工作臺(tái)帶著工件旋轉(zhuǎn)90，完成對(duì)工件五個(gè)

9、表面的加工。n如圖所示是MAHO公司的兩軸數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)，它除了可繞水平軸回轉(zhuǎn)以外，還可繞垂直軸作360回轉(zhuǎn)。如圖所示是MAOH公司的可傾斜轉(zhuǎn)臺(tái)，既可以繞垂直軸作360旋轉(zhuǎn)，也可以繞水平軸擺動(dòng)。復(fù)合加工中心主要適用于復(fù)雜外觀、復(fù)雜曲線的小型工件加工，例如加工螺旋槳葉片及各種復(fù)雜模具。MAHO公司的數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)圖例MAHO公司的可傾斜轉(zhuǎn)臺(tái)圖例二、 按換刀形式分類(lèi)（1）w 帶刀庫(kù)、機(jī)械手的加工中心帶刀庫(kù)、機(jī)械手的加工中心 n加工中心的換刀裝置(ATC)是由刀庫(kù)和機(jī)械手組成，由機(jī)械手完成換刀工作。這是加工中心采用最普遍的形式。例如：JCS-018型立式加工中心就是采用這種換刀方式。二、 按換刀形式分類(lèi)（2）w

10、 無(wú)機(jī)械手的加工中心無(wú)機(jī)械手的加工中心 n加工中心的換刀是通過(guò)刀庫(kù)和主軸箱的配合動(dòng)作來(lái)完成，刀庫(kù)中刀具存放位置方向與主軸裝刀方向一致。換刀時(shí)，主軸運(yùn)動(dòng)到刀位上的換刀位置，由主軸直接取走或放回刀具。例如：XH754型臥式加工中心采用這種換刀方式。二、 按換刀形式分類(lèi)（3）w 轉(zhuǎn)塔刀庫(kù)式加工中心轉(zhuǎn)塔刀庫(kù)式加工中心 n小型立式加工中心一般采用轉(zhuǎn)塔刀庫(kù)形式，主要以孔加工為主。例如：ZH5120型立式鉆削加工中心就是轉(zhuǎn)塔刀庫(kù)式加工中心。三、按加工中心機(jī)床的功用分類(lèi)w 鏜銑加工中心機(jī)床鏜銑加工中心機(jī)床 n主要用于鏜削、銑削、鉆孔、擴(kuò)孔、餃孔及攻螺紋等工序，特別適合于加工箱體類(lèi)及形狀復(fù)雜、工序集中的零件。一

11、般將此類(lèi)機(jī)床簡(jiǎn)稱(chēng)為加工中心。w 鉆削加工中心機(jī)床鉆削加工中心機(jī)床 n主要用示鉆孔，也可進(jìn)行小面積的端銑。w 車(chē)削加工中心機(jī)床車(chē)削加工中心機(jī)床 n除用于加工軸類(lèi)零件外，還進(jìn)行銑(如銑扁、銑六角等)、鉆(如鉆橫向孔)等工序的加工，并能實(shí)現(xiàn)C軸功能。自動(dòng)換刀裝置 一、刀庫(kù)的種類(lèi)（1）w 刀庫(kù)用于存放刀具，它是自動(dòng)換刀裝置中的主要部件之一。根據(jù)刀庫(kù)存放刀具的數(shù)量和取刀方式的不同，刀庫(kù)可設(shè)計(jì)成不同類(lèi)型。如圖所示為常見(jiàn)的幾種刀庫(kù)的結(jié)構(gòu)形式：刀庫(kù)的各種形式圖例一、刀庫(kù)的種類(lèi)（2）w 直線刀庫(kù)直線刀庫(kù) n如圖a所示，刀具在刀庫(kù)中直線排列，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，存放刀具數(shù)量有限(一般8把12把)，較少使用。一、刀庫(kù)的種類(lèi)（

12、3）w 圓盤(pán)刀庫(kù)圓盤(pán)刀庫(kù) n圖b所示刀庫(kù)，刀具徑向布置，占有較大空間，一般置于機(jī)床立柱上端。n圖c所示刀庫(kù)，刀具軸向布置，常置于主軸側(cè)面，刀庫(kù)軸心線可垂直放置，也可以水平放置，較多使用。n圖d所示刀庫(kù)，刀具為傘狀布置，多斜放于立柱上端。n上述三種圓盤(pán)刀庫(kù)是較常用的形式，存刀量最多50把60把，存刀量過(guò)多則結(jié)構(gòu)尺寸龐大，與機(jī)床布局不協(xié)調(diào)。n為進(jìn)一步擴(kuò)充存刀量，有的機(jī)床使用多圈分布刀具的圓盤(pán)刀庫(kù)（圖e），多層圓盤(pán)刀庫(kù)（圖f）和多排圓盤(pán)刀庫(kù)（圖g）。多排圓盤(pán)刀庫(kù)每排4把刀，可整排更換。后三種刀庫(kù)形式使用較少。一、刀庫(kù)的種類(lèi)（4）w 鏈?zhǔn)降稁?kù)鏈?zhǔn)降稁?kù) n鏈?zhǔn)降稁?kù)是較常使用的形式（圖h、i），這種刀庫(kù)刀

13、座固定在鏈節(jié)上,常用的有單排鏈?zhǔn)降稁?kù)（圖h）,一般存刀量小于30把，個(gè)別達(dá)到60把。若進(jìn)一步增加存刀量，可使用加長(zhǎng)鏈條的鏈?zhǔn)降稁?kù)（圖i）。如圖所示給出了鏈?zhǔn)降稁?kù)的應(yīng)用。鏈?zhǔn)降稁?kù)圖例一、刀庫(kù)的種類(lèi)（5）w 其他刀庫(kù)其他刀庫(kù) n刀庫(kù)的形式還有很多，值得一提的是格子箱式刀庫(kù)，如圖j、k，刀庫(kù)容量較大，可使整箱刀庫(kù)與機(jī)外交換。為減少換刀時(shí)間，換刀機(jī)械手通常利用前一把刀具加工工件的時(shí)間，預(yù)先取出要更換的刀具，當(dāng)然所配的數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)具備該項(xiàng)功能。圖j為單面式，圖k為多面式。二、常見(jiàn)的換刀方式（1） w 無(wú)機(jī)械手換刀（無(wú)機(jī)械手換刀（1） n無(wú)機(jī)械手換刀主要通過(guò)刀庫(kù)和機(jī)床主軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)換刀。換刀時(shí)，必須首

14、先將用過(guò)的刀具送回刀庫(kù)，然后再?gòu)牡稁?kù)中取出新刀具，這兩個(gè)動(dòng)作不可能同時(shí)進(jìn)行，因此換刀時(shí)間長(zhǎng)。如圖所示分別給出了立式加工中心和臥式加工中心無(wú)機(jī)械手換刀的結(jié)構(gòu)。立式加工中心無(wú)機(jī)械手換刀圖例 臥式加工中心無(wú)機(jī)械手換刀圖例二、常見(jiàn)的換刀方式（2） w 無(wú)機(jī)械手換刀（無(wú)機(jī)械手換刀（2） n臥式加工中心無(wú)機(jī)械手換刀的過(guò)程 ：數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出換刀指令，圓盤(pán)式刀庫(kù)轉(zhuǎn)至所需刀具座位置，主軸移動(dòng)到換刀位置，刀具座夾持待更換的刀具，刀庫(kù)前移，拔出用過(guò)的刀具，刀庫(kù)旋轉(zhuǎn)，直至下一工序要用的刀具位于主軸軸線位置，刀庫(kù)后退，裝上“新”刀，主軸下移至工作位置，換刀過(guò)程完畢。二、常見(jiàn)的換刀方式（3） w 機(jī)械手換刀機(jī)械手換刀 （1

15、） n采用機(jī)械手換刀的方式在加工中心中應(yīng)用最為廣泛。當(dāng)主軸上的刀具完成一個(gè)工步后，機(jī)械手把這一個(gè)工步的刀具送回刀庫(kù)，并把下一個(gè)工步所需要的刀具從刀庫(kù)中取出來(lái)并裝在主軸部件上。對(duì)機(jī)械手的具體要求是迅速可靠，準(zhǔn)確協(xié)調(diào)。由于不同的加工中心的刀庫(kù)與主軸的相對(duì)位置不同，所以各種加工中心所使用的換刀機(jī)械手結(jié)構(gòu)也不盡相同。從手臂的類(lèi)型來(lái)看，有單臂機(jī)械手、雙臂機(jī)械手等。二、常見(jiàn)的換刀方式（4） w 機(jī)械手換刀機(jī)械手換刀 （2） n雙臂機(jī)械手中最常用的有如圖所示的幾種結(jié)構(gòu)形式：圖a是鉤手，圖b是抱手，圖C是伸縮手，圖d是插手。這幾種機(jī)械手能夠完成抓刀一拔刀一回轉(zhuǎn)一插刀一返回等一系列動(dòng)作。為了防止刀具掉落，各機(jī)械

16、手的活動(dòng)爪都帶有自鎖機(jī)構(gòu)。由于雙臂回轉(zhuǎn)機(jī)械手的動(dòng)作比較簡(jiǎn)單，而且能夠同時(shí)抓取和裝卸機(jī)床主軸和刀庫(kù)中的刀具，因此換刀時(shí)間進(jìn)一步縮短。雙臂機(jī)械手常用結(jié)構(gòu)圖例 二、常見(jiàn)的換刀方式（5） w 機(jī)械手換刀機(jī)械手換刀 （3） n如圖所示是雙刀庫(kù)機(jī)械手裝置，其特點(diǎn)是兩個(gè)刀庫(kù)和兩個(gè)單臂機(jī)械手進(jìn)行工作，因而機(jī)械手的工作行程大為縮短，可有效的節(jié)省換刀時(shí)間。另外，還由于刀庫(kù)分兩處設(shè)立，故使機(jī)床整體布局較為合理。雙刀庫(kù)機(jī)械手換刀裝置圖例 二、常見(jiàn)的換刀方式（6） w 轉(zhuǎn)塔式自動(dòng)換刀轉(zhuǎn)塔式自動(dòng)換刀 n轉(zhuǎn)塔式自動(dòng)換刀裝置是數(shù)控機(jī)床中比較簡(jiǎn)單的換刀裝置。轉(zhuǎn)塔刀架上裝有主軸頭，轉(zhuǎn)塔轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)更換主軸頭以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀。在轉(zhuǎn)塔各個(gè)主

17、軸頭上，預(yù)先安裝有各工序所需要的旋轉(zhuǎn)刀具。如圖所示數(shù)控鉆鏜銑床采用轉(zhuǎn)塔刀庫(kù)換刀，可繞水平軸轉(zhuǎn)位的轉(zhuǎn)塔自動(dòng)換刀裝置上裝有8把刀具，但只有處于最下端“工作位置”上的主軸才能與主傳動(dòng)鏈接通并轉(zhuǎn)動(dòng)。待該工步加工完畢需要換刀時(shí)，首先脫開(kāi)主傳動(dòng)鏈，然后轉(zhuǎn)塔按照指令轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)或幾個(gè)位置，完成自動(dòng)換刀，再進(jìn)入下一步的加工。轉(zhuǎn)塔刀庫(kù)換刀圖例三、 刀具的選擇方式（1）w 順序選擇順序選擇 n刀具的順序選擇方式是將刀具按加工工序的順序，依次放入刀庫(kù)的每一個(gè)刀座內(nèi)。每次換刀時(shí)，刀庫(kù)按順序轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)一個(gè)刀座的位置，并取出所需要的刀具。已經(jīng)使用過(guò)的刀具可以放回到原來(lái)的刀座內(nèi)，也可以按順序放入下一個(gè)刀座內(nèi)。采用這種方式的刀庫(kù)

18、不需要刀具識(shí)別裝置，而且驅(qū)動(dòng)控制也比較簡(jiǎn)單，可以直接由刀庫(kù)的分度機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。三、 刀具的選擇方式（2）w 刀具編碼選擇（刀具編碼選擇（1） n刀具的編碼選擇方式采用一種特殊的刀柄結(jié)構(gòu)，對(duì)每把刀具進(jìn)行編碼。換刀時(shí)通過(guò)編碼識(shí)別裝置，按換刀指令代碼，在刀庫(kù)中尋找出所需要的刀具。由于每一把刀具都有自己的代碼，因而刀具可以放入刀庫(kù)中的任何一個(gè)刀座內(nèi)，這樣不僅刀庫(kù)中的刀具可以在不同的工序中重復(fù)使用，而且換下來(lái)的刀具也不必放回原來(lái)的刀座，這對(duì)裝刀和選刀都十分有利，刀庫(kù)的容量也可相應(yīng)地減少，而且還可以避免由于刀具順序的差錯(cuò)所造成的事故。三、 刀具的選擇方式（3）w 刀具編碼選擇（刀具編碼選擇（2） n編碼刀柄

19、的結(jié)構(gòu)編碼刀柄的結(jié)構(gòu) 如圖所示為編碼刀柄示意圖。在刀柄的尾部的拉緊螺桿3上套裝著一組等間隔的編碼環(huán)1，并由鎖緊螺母2將它們固定。編碼環(huán)的外徑有大小兩種不同的規(guī)格，分別表示二進(jìn)制 “1”和“0”。通過(guò)對(duì)兩種圓環(huán)的不同排列，可以得到一系列的代碼。例如，圖中所示的7個(gè)編碼環(huán)，就能夠區(qū)別出127種（27-1）刀具。通常全部為0的代碼不允許使用，以避免與刀座中沒(méi)有刀具的狀況相混淆。為便于操作者的記憶和認(rèn)別，也可以采用二八進(jìn)制編碼來(lái)表示。編碼刀柄結(jié)構(gòu)圖例 三、 刀具的選擇方式（4）w 刀具編碼選擇（刀具編碼選擇（3） n刀具識(shí)別裝置刀具識(shí)別裝置 如圖所示為接觸式刀具編碼識(shí)別裝置示意圖。當(dāng)?shù)稁?kù)中帶有編碼環(huán)的

20、刀具依次通過(guò)編碼識(shí)別裝置時(shí)，識(shí)別裝置中的觸針?lè)謩e與編碼環(huán)的大環(huán)接觸，相應(yīng)的繼電器通電，其數(shù)碼為“1”；觸針與小環(huán)不接觸，相應(yīng)的繼電器不通電，其數(shù)碼為“0”。當(dāng)識(shí)別裝置的繼電器讀出的數(shù)碼與程序中所需刀具的編碼一致時(shí)，控制裝置發(fā)出信號(hào)，刀庫(kù)停止運(yùn)動(dòng)，等待換刀。接觸式刀具識(shí)別裝置圖例三、 刀具的選擇方式（5）w 刀具編碼選擇（刀具編碼選擇（4） n刀具識(shí)別裝置刀具識(shí)別裝置 如圖所示為非接觸式磁性刀具編碼認(rèn)別裝置示意圖。編碼環(huán)用直徑相等的導(dǎo)磁材料(如軟鋼)和非導(dǎo)磁材料(如黃銅、塑料)制成，分別表示二進(jìn)制“1”和“0”。識(shí)別裝置由一組感應(yīng)線圈組成。刀庫(kù)中的刀具通過(guò)識(shí)別裝置時(shí)，對(duì)應(yīng)軟鋼編碼環(huán)的線圈感應(yīng)出高

21、電位(輸出為1)，其余線圈則輸出為低電位(表示0)，然后再經(jīng)專(zhuān)門(mén)的識(shí)別電路選出所需刀具。磁性識(shí)別裝置沒(méi)有機(jī)械接觸和磨損，因此可以快速選刀，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、壽命長(zhǎng)和無(wú)噪聲。非接觸式刀具識(shí)別裝置圖例三、 刀具的選擇方式（6）w 刀座編碼選擇（刀座編碼選擇（1 1） n刀座編碼方式是對(duì)刀庫(kù)中的刀座進(jìn)行編碼和對(duì)刀具進(jìn)行編號(hào)。裝刀時(shí)，將與刀座編碼相對(duì)應(yīng)的刀具放入刀座中，然后根據(jù)刀座的編碼選取刀具。刀座編碼的識(shí)別原理與刀具編碼的識(shí)別原理完全相同。刀座編碼方式取消了刀柄中的編碼環(huán)，使刀柄的結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化。因此刀具識(shí)別裝置的結(jié)構(gòu)不受刀柄尺寸的限制，而且可以放置在較為合理的位置上。采用這種編碼方式時(shí)，當(dāng)操

22、作者把刀具誤放入編碼不符的刀座內(nèi)，仍然會(huì)造成事故。刀具在自動(dòng)交換過(guò)程中必須將用過(guò)的刀具放回原來(lái)的刀座內(nèi)，增加了刀庫(kù)動(dòng)作和復(fù)雜性。與順序選擇相比，刀座編碼選擇方式最突出的優(yōu)點(diǎn)是刀具可以在加工過(guò)程中重復(fù)多次選用。三、 刀具的選擇方式（7）w 刀座編碼選擇（刀座編碼選擇（2 2） n永久性編碼永久性編碼 將一種與刀座編號(hào)相對(duì)應(yīng)的刀座編碼板安裝在每個(gè)刀座的側(cè)面，它的編碼是固定不變的。如圖所示為圓盤(pán)形刀庫(kù)的刀座編碼裝置。圓盤(pán)周?chē)既舾蓚€(gè)刀座，其外側(cè)邊緣上裝有相應(yīng)的刀座編碼塊1，在刀庫(kù)的下方裝有固定不動(dòng)的刀座識(shí)別裝置。刀庫(kù)旋轉(zhuǎn)，刀座 (刀具)通過(guò)識(shí)別裝置時(shí)，選中所需刀具(刀座)，刀庫(kù)停止轉(zhuǎn)動(dòng)等待換刀。永

23、久性刀座編碼選刀裝置圖例三、 刀具的選擇方式（8）w 刀座編碼選擇（刀座編碼選擇（3 3） n臨時(shí)性編碼臨時(shí)性編碼 也稱(chēng)鑰匙編碼，它采用了一種專(zhuān)用的代碼鑰匙（如圖a），并在刀座旁設(shè)專(zhuān)用的代碼鑰匙孔（如圖b）。編碼時(shí)先按加工程序的規(guī)定給每一把刀具系上表示該刀具號(hào)碼的代碼鑰匙，在刀具任意放入刀座的同時(shí)，將對(duì)應(yīng)的代碼鑰匙插入該刀座旁的代碼鑰匙孔內(nèi)，通過(guò)鑰匙把刀具的代碼記到該刀座上，從而給刀座編上了代碼。鑰匙編碼圖例三、 刀具的選擇方式（9）w 刀座編碼選擇（刀座編碼選擇（4 4） n臨時(shí)性編碼臨時(shí)性編碼 刀座編碼原理如圖b所示。鑰匙1沿水平方向的鑰匙縫插入鑰匙孔座，然后順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)90，處于鑰匙有

24、齒部分3的接觸片2被撐起，表示代碼“1”，處于無(wú)齒部分的接觸片5保持原狀，表示代碼“0”。刀庫(kù)上裝有數(shù)碼讀取裝置，它由兩排成80分布的炭刷組成。當(dāng)?shù)稁?kù)轉(zhuǎn)動(dòng)選刀時(shí)，鑰匙刀孔的兩半排接觸片依次通過(guò)炭刷，依次讀出刀座的代碼，直到尋找到所需要的刀具。三、 刀具的選擇方式（10）w 任意選刀（任意選刀（1 1） n在這種選刀與換刀方式中，刀庫(kù)上的刀具與主軸上的刀具直接交換，即隨機(jī)任意選刀換刀。主軸上換上的新刀號(hào)及還回刀庫(kù)中的刀具號(hào)，均在計(jì)算機(jī)(或可編程序控制器)內(nèi)部相應(yīng)的存儲(chǔ)單元記憶，不論刀具放在哪個(gè)地址，都始終能跟蹤記憶。這種刀具選擇方式需在計(jì)算機(jī)內(nèi)部設(shè)置一個(gè)模擬刀庫(kù)的數(shù)據(jù)表，其長(zhǎng)度和表內(nèi)設(shè)置的數(shù)據(jù)與

25、刀庫(kù)的刀座位置數(shù)和刀具號(hào)相對(duì)應(yīng)。這種方法主要用軟件完成選刀，從而消除了由于識(shí)刀裝置的穩(wěn)定性、可靠性所帶來(lái)的選刀失誤。三、 刀具的選擇方式（11）w 任意選刀（任意選刀（2 2） n自動(dòng)換刀控制和刀號(hào)數(shù)據(jù)表 如圖a所示，刀庫(kù)有8個(gè)刀座，可存放8把刀具。刀座固定位置編號(hào)為方框內(nèi)18號(hào)，主軸刀位號(hào)為方框內(nèi)0號(hào)，刀具編號(hào)可以任意設(shè)定，如圖中括號(hào)內(nèi)編號(hào)（10）（18）。一旦給某把刀具編號(hào)，這個(gè)編號(hào)不應(yīng)隨意改變。為了使用方便，刀號(hào)也可采用BCD碼編寫(xiě)。三、 刀具的選擇方式（12）w 任意選刀（任意選刀（3 3） n自動(dòng)換刀控制和刀號(hào)數(shù)據(jù)表 在計(jì)算機(jī)內(nèi)部建立一個(gè)模擬刀庫(kù)的刀號(hào)數(shù)據(jù)表，如圖b所示。數(shù)據(jù)表的序號(hào)與刀庫(kù)刀具的編號(hào)對(duì)應(yīng)，每個(gè)表序號(hào)中的內(nèi)容就是對(duì)應(yīng)刀座中所插入的刀具號(hào)。圖中刀號(hào)表首地址TAB單元固定存放主軸上刀具的號(hào)數(shù)，TAB+1TAB+8存放刀庫(kù)上的刀具號(hào)。由于刀具數(shù)據(jù)表實(shí)際上是刀庫(kù)中存放刀具的位置的一種映象，所以刀號(hào)表與刀庫(kù)中刀具的位置應(yīng)始終保持一致。隨機(jī)選刀、換刀圖例