加工中心的刀具自动交换系统|加工中心选用指南22

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编者按

刀具自动交换系统是指实现零件工序之间连续加工的换刀要求的加工装置。刀具自动交换系统由刀库和换刀装置组成。其中，应用最为广泛的自动换刀系统主要有三种类型，分别是转塔式换刀系统、带盘式刀库的主轴直接换刀系统和带链式刀库的换刀机械手换刀系统。而刀库可以是立式的，也可以是卧式的。

加工中心的刀具交换系统也称为自动换刀装置（ATC），它通常由刀库和机械手组成，是加工中心不可缺少的组成部分。按刀具交换方式，加工中心的刀具交换系统可分为两种：一种是有机械手的刀具交换系统；另一种是无机械手的刀具交换系统。

（本篇选自《加工中心选用指南》第二章第四节加工中心的刀具自动交换系统）

一、有机械手的刀具交换系统

大多数加工中心都采用有机械手的刀具交换系统，如图2-29所示，该系统由刀库和机械手组成。换刀时，首先是机械手同时（或分别）把刀库上已准备好的刀具和主轴上已用过的刀具取出，然后交换刀具位置，再分别（或同时）把从刀库中取出的刀具送到主轴上，把从主轴上取出的用过的刀具送回到刀库上。

图 2-29 有机械手的刀具交换系统

二、无机械手的刀具交换系统

无机械手的刀具交换系统是一种不用机械手即可进行刀具交换的装置，如图2-30所示。由于没有机械手，刀具交换过程的取刀、插刀等换刀步骤都是利用刀库与主轴箱的相对运动实现的。

图 2-30 无机械手的刀具交换系统

采用无机械手的刀具交换装置的加工中心在刀具交换时，首先是刀库（主轴箱）驱进，刀库（空刀位）向装有刀具的主轴头移动或主轴箱（装有刀具的主轴头）向刀库移动，当刀库的空刀位的爪子抓住主轴头上的刀具时，刀库与主轴箱的相对运动停止。其次是拨刀，刀库和主轴箱开始做拨刀的相对运动，直至刀具从主轴头中拨出。再次是选刀，选刀是刀库根据立式无机械手刀具交换装置据指令做回转运动，直至选刀结束。然后是插刀，刀库与主轴箱做插刀相对运动，直至刀库上的新刀具完全插入主轴头内，并被拉刀机构拉紧；最后是刀库退回原位，刀库做离开主轴头（或主轴箱离开刀库）的相对运动，直至刀库（或主轴箱）回原位。

三、刀具交换系统的特点

无机械手刀具交换系统的特点是结构简单，成本低，换刀的可靠性高。但换刀时间长，刀库容量小，一般都在30把以内，只适于中小型加工中心。

有机械手刀具交换系统的特点是刀库配置灵活，刀库容量可大可小，位置可根据床的具体情况而定。机械手的配置也比较灵活，它可以根据主轴箱的位置与刀库的位置来配置不同形式的机械手。此外，有机械手刀具交换系统的换刀时间普遍比无机械手的换刀时间短，有的换刀时间只有1~2s，有的甚至<1s。但这种换刀方式结构复杂，成本高，调试和维修不太方便。

详情介绍

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