數(shù)控機床在生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，讓越來越多的加工企業(yè)發(fā)現(xiàn)其優(yōu)勢。雖然數(shù)控機床造價較高，但還是有許多從事加工的企業(yè)趨之若鶩，這主要依靠其高效的加工。數(shù)控系統(tǒng)高效加工主要由于其系統(tǒng)的先進性，例如自動換刀系統(tǒng)，就在一定程度上有效縮短了加工時間，對于提高加工效率有很大幫助。

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一、刀庫自動換刀原理

刀庫包括刀套旋轉(zhuǎn)機構(gòu)及換刀機械手，刀庫外形為圓盤形，內(nèi)部裝有一個分度盤。刀庫的回轉(zhuǎn)運動由帶抱閘的三相異步電機作動力源。三相電源通過交流接觸器提供給電動機，此時抱閘打開，刀庫運轉(zhuǎn)，切斷三相電源則抱閘閉鎖，刀庫立刻停止運轉(zhuǎn)。通過分度盤的運動及相關(guān)檢測元件組的邏輯組合，可使每個刀套準確停在換刀位置。刀套停在換刀位置后，由氣缸控制刀套處于水平或垂直狀態(tài)，以方便機械手換刀。刀套分度臺可以順時針或逆時針方向旋轉(zhuǎn)，從而可以在最短的時間內(nèi)搜索到所要更換的刀具。

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刀庫換刀機械手的運動同樣是由帶抱閘的三相異步電機作動力源，通過齒輪傳動機構(gòu)，把電機產(chǎn)生的勻速旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為機械手的規(guī)律性前進、停止以及旋轉(zhuǎn)運動。齒輪傳動裝置配有微動開關(guān)組。該微動開關(guān)組用于控制機械手夾住刀具、機械手把刀具從主軸和刀套內(nèi)取出、機械手處于原始位置等。

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該刀庫的旋轉(zhuǎn)刀套及機械手的減速傳動機構(gòu)內(nèi)都內(nèi)置了一個扭矩限制器，以防止內(nèi)部機械結(jié)構(gòu)損壞。

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二、刀庫自動換刀具體實施

刀庫機械手是實現(xiàn)自動換刀的主要機構(gòu)。它的任務(wù)是當一個工序完成后，將不用的刀具從主軸中卸下來送回刀庫中，同時還將下道工序的刀具裝入主軸中，然后機械手回到原始位置等待下一個工作循環(huán)。

刀庫機械手的規(guī)律性運動是由通過三相異步電機和齒輪傳動機構(gòu)等來實現(xiàn)的，但是這些動作還需要通過電氣系統(tǒng)來實現(xiàn)。刀庫中刀套按照T代碼的指令運轉(zhuǎn)到換刀位置，然后進行刀具交換。在機床工作過程中刀具按著指令使機械手取刀或裝刀。因此，要求電氣系統(tǒng)須按照換刀過程的運動次序準確可靠地完成每一個動作。

電氣動作順序：

（1）啟動選刀，刀庫正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)就近找刀。

（2）刀套計數(shù)及分度盤定位信號使刀套電機停止，一個刀套準確停在換刀位置。

（3）控制刀套翻轉(zhuǎn)（垂直）的電磷閥得電。

（4）刀套垂直到位，發(fā)出到位信號，主軸定向給出位置到達確認信號。

（5）機械手從原始位置啟動，旋轉(zhuǎn)90°到達機械手夾刀位置。

（6）機械手扣刀到位發(fā)出停止信號，把刀具從主軸和刀套中取出，機械手電機停止。

（7）扣刀確認及刀具松開給出到位信號。

（8）刀具夾放松完畢，啟動機械手旋轉(zhuǎn)180°，到達刀具更換位置。

（9）機械手電機停止信號使機械手電機停止。

（10）裝刀確認及刀具夾緊給出到位信號。

（11）機械手電機啟動，使機械手回到原始位置。

（12）機械手電機停止信號，使機械手電機停止。

（13）機械手原始位置開關(guān)發(fā)信號。

（14）控制刀套翻轉(zhuǎn)（水平）的電磁氣閥得電。

（15）套翻轉(zhuǎn)處于水平位置的接近開關(guān)發(fā)信號（刀庫換刀動作完成）。

刀庫及機械手的動作可以由NC來控制，也可以由PLC來控制，需要根據(jù)刀庫的實際加工情況而定。