加工中心自動化大揭秘(加工中心自動換刀)

刀庫是加工中心的重要組成部分。加工過程中的自動換刀系統由刀庫和自動換刀裝置組成。是否有自動換刀系統是區分數控機床和加工中心的重要標志，也是影響加工中心自動化的因素。常見的自動換刀裝置主要分為三種類型：直接換刀、機械手換刀和轉塔頭。

直接換刀。

直接換刀的方法，是指刀庫與主軸箱配合完成換刀過程，這是最直接的換刀方法。

根據換刀過程中刀庫是否有位移，直接換刀方式可分為刀庫位移方式和刀庫固定方式。在刀庫位移方式中，刀庫可以移動。換刀前，刀庫進入換刀工作區，換刀后退出該區域。由于刀庫運動較多，布局精致，靈活性和適應性差。

在刀庫的固定方法中，刀主要通過主軸箱的移動來選擇。刀庫可以保持靜態，也可以只旋轉位置。前者只能選擇刀具，適用于刀具數量較少的加工中心，后者可實現轉位選擇。這種選刀方法減少了刀庫的移動，大大簡化了刀庫的設計結構，控制了更換過程。

機械手換刀。

機械手圓盤刀庫。

所謂機械手換刀方式，是指機械手在換刀時操作，負責刀庫與主軸之間的刀具傳輸，將需要使用的刀具推到主軸上，然后將更換的刀具送回刀庫。雖然這種換刀方式不如前一種直接，但它避免了刀庫和主軸為換刀而移動，而是由機械手代替。這樣，機械元件的運動范圍降低，換刀速度更快，設計布局更靈活，廣泛應用于大多數數控制加工中心。

如果每個刀具都用自己獨立的機械手切換，則稱為專用的換刀機械手方式；相反，多個刀具用公共機械手切換，稱為公共換刀機械手方式。后者還有三種類型：轉位換刀機械手、雙手換刀機械手和刀具傳輸機械手。

轉塔頭方式

常見轉塔頭

轉動塔頭的方式是通過磚塔的旋轉將所需的刀具移動到相應的位置。它一般是順序換刀，優點是結構緊湊，換刀時間很短，一般用于加工曲軸等細長工件，需要完成多個過程。

轉塔頭的自動換刀裝置分為兩種方式：轉塔刀架換刀和磚塔主軸頭換刀。轉塔刀架換刀方式是在轉塔主軸上安裝環形刀架。不同的刀具依次排列在刀架上。通過轉塔頭的旋轉，可以實現自動換刀動作。刀具的位置取決于刀架的旋轉分度。這是最簡單的自動換刀裝置。結構剛度好，可承受粗加工的切割強度。該裝置對刀架旋轉的定位精度要求很高。如果旋轉定位精度有誤差，則無法將刀具送到準確的位置。

轉塔主軸頭的換刀方式也需要配備轉塔，但轉塔主軸上連接的不是刀架，而是多個不同方向的分分為章魚觸手分布的分軸頭。每個主軸頭都提前安裝了每個過程需要使用的刀具。在工作中，通過旋轉塔，每個主軸頭按照程序指令依次旋轉到加工位置，從而實現自動換刀動作。這種換刀方式，由于每個主軸都集中在一個轉塔上，對轉塔主軸的剛度要求很高，刀具主軸的數量也有限。轉塔主軸頭換刀方式主要用于小型立式加工中心。