摘要：隨著科技的迅速發展，工業生產方式有了巨大（dà）變化，從以前手工作坊勞動，逐漸向著自動化、智能（néng）化邁進。在機械加工中，有（yǒu）不少企業（yè）仍舊采取人工（gōng）換刀（dāo）模式，這種模式不僅效率低，而且精確度也不夠高。為了滿足新形勢（shì）下加工製造需求，自動換刀裝置在加工製造中的作用顯得越來（lái）越重要。
 
      關鍵詞：數控銑床；自（zì）動換刀；刀庫裝置
 
      雖然五軸、六軸（zhóu）數控在我國的應用越（yuè）來越普及，但該（gāi）企業經濟以及曆史（shǐ）等（děng）原因，導致數控銑床仍（réng）舊存在於各大機械加工企業之中。數控加工和數控銑床，兩者最大的區別（bié）便是數控加（jiā）工中具備自（zì）動換刀（dāo）刀庫（kù）裝置，然而數控銑床卻不具備自動換刀功能，所以需要不斷地進行手動換（huàn）刀。
 
      1 、數控銑床自動換（huàn）刀設計
 
      1.1 選擇刀庫結構（gòu）
 
      現代數控機床中，刀（dāo）庫配備的類型有直線排列式、夾臂式（shì）、轉塔式、圓盤式（shì）、鬥笠式以（yǐ）及鏈式刀庫等。中小型機械（xiè）臂換刀主要有直線排列式、夾臂（bì）式以及鬥笠式刀庫等。轉（zhuǎn）塔式刀庫其結構較（jiào）為緊湊，適用於全功能數（shù）控車床、經濟型數控車床以及車削中心。圓盤式中刀庫的結（jié）構較為複雜，但其工作性能極（jí）高，在中型加工中應用最為普遍。鏈（liàn）式刀庫其結構也較為複（fù）雜，適用於大型加工以及刀庫數量大的加工中心。從結構的複雜程度、製造的難（nán）易程度（dù）、經濟性能等各方麵充分考慮，最終運用直線排（pái）列式進行設計，其本身結構簡單，不用添加一些動力裝置（zhì），使得機床工作（zuò）台以及主軸之間可以互相移動進（jìn）行換刀，符合此次換刀需求。
 
 
 
      如圖1 所示，刀庫應該固（gù）定（dìng）於工作台的左側，將占用工作台X 軸的一（yī）部分。為了使整個編程明了（le）、簡單，應該將所采用的刀具以及刀庫刀位進行一一對應，1 號刀一定要裝在1 號刀庫上麵，2 號刀要裝在2 號刀庫上麵， 以此類推，要（yào）嚴格自信地裝刀，一旦裝錯將會引起刀具之間的（de）幹涉。
  

     
  
                       圖1 刀庫結構（gòu）圖
 
      1.2 換（huàn）刀過程
 
      第（dì）一，應該判斷（duàn）儲存單元中目前刀具號和換刀的質量是否符合，若符合（hé）則換刀完成，若不（bú）符合，則進行下一步換刀操作；
      第二（èr），將工作台以及主軸移動至主軸的上刀具，依據號碼（mǎ）將之放回刀庫之中；
      第三，主（zhǔ）軸以及工作台主動抓取一些新的刀具；
      第四，刷新（xīn）主軸刀具的號碼儲（chǔ）存單元；
      第五（wǔ），再次進行循環（huán），若主軸當前（qián）刀具號（hào）碼（mǎ）和換刀的號碼相符（fú）合，則換刀完成（chéng）。
 
      2 、實現機床換刀
 
      想要實現換刀， 應（yīng）該通過參數設（shè）置、修改PMC 控製程序以及換刀程序這三個方麵來完成。將參數6071設定成（chéng）6，在執行M6 換刀指（zhǐ）令過程中， 應該充分調O9001的宏程序，並且以此來（lái）實現M06 的換刀指令。查看一下機（jī）床係統中PMC 的梯形圖，使緊刀、鬆刀兩個（gè）輔助性指令分別為M72、M71， 係統定義（yì）M81 控製中間的繼電器R0531.1 來實現其（qí）最終的功能，而此處已經將（jiāng）M81定義成了功能指令。為了充分體現出（chū）機床功能邏輯以及宏程序之（zhī）間（jiān）的關係， 就要修改FUNAC 係統中PMC的程序。程序中主要采用永久性數據表來儲存D0000儲存主軸是當前刀具號，其中D0200儲存T指令的刀具號。
 
      3 、刀庫完成（chéng）改裝，運行調試
 
      刀庫（kù）改裝（zhuāng）完成之後，便進入了調試階段，刀庫要達到設計需求，能夠最大程度地提高生產效率，不用增設其餘的動力（lì）裝置，而且改裝成本低，可以充分擴展出數控銑床原本的功能（néng）。然而經過試驗之後，其中仍有（yǒu）一些不足（zú）之處。
 
      首先（xiān），過於側重考慮成本、結構兩個方麵，刀庫中並未設置太多保護（hù）裝置。所以，若操作不熟（shú）練的工人操作時，很有可能會出現（xiàn）一些事故，想要（yào）徹底解決這一問題， 應該在刀庫位置上設置一些檢測開關，以此來檢（jiǎn）測刀庫（kù）中是不是有刀，進而避免了在非空刀位上麵（miàn）擺放刀具； 其次，刀庫中並未設置保護罩，因此，鐵屑和切削（xuē）液都極易汙染（rǎn）刀庫（kù），從而影響換刀的精（jīng）度。也可以通過在刀庫北（běi）向加（jiā）工區安裝（zhuāng）以及增加保護罩的方法處理此類問題；本刀庫中絕大多數（shù）的連接方式都是硬鏈接，沒有（yǒu）一定的彈性（xìng），所以（yǐ），換刀過程應該將放刀、抓刀（dāo）兩端用低速度來（lái）接近，進而影響了換刀的效率， 而（ér）正常換刀時間約為20秒；最後，從理（lǐ）論的角度來講，本刀庫中能夠容納無數把刀， 然而工作台位（wèi）十分（fèn）有限，導致刀具的數量較多，進而變得複雜，因此在本刀庫中，最多不能超過五把（bǎ）刀。
 
      4 、結束語
 
      自動（dòng）換（huàn）刀裝置是數控加工中重要的組成部分，自動換刀裝置的質量將會直接（jiē）影響最終的加工質量。自動換刀裝置結構、加持力大小以及定位等多種因素將（jiāng）會直接影響（xiǎng）到換（huàn）刀程序的快慢，一旦有運動障礙出現，或（huò）運動時具有較（jiào）大誤差，都將會導致換刀（dāo）失敗。所以，今後研究應該（gāi）從以下兩方麵改進：第一，應該充分掌握自動換刀各個過程，應該盡力提升換刀精確性；第二（èr），要將VB 語言實現自動化換刀裝置的可視化設計，進而實現真正的自（zì）動換刀人機對（duì）話。