加工中心自动化大揭秘(加工中心自动换刀)

刀库是加工中心的重要组成部分。加工过程中的自动换刀系统由刀库和自动换刀装置组成。是否有自动换刀系统是区分数控机床和加工中心的重要标志，也是影响加工中心自动化的因素。常见的自动换刀装置主要分为三种类型：直接换刀、机械手换刀和转塔头。

直接换刀。

直接换刀的方法，是指刀库与主轴箱配合完成换刀过程，这是最直接的换刀方法。

根据换刀过程中刀库是否有位移，直接换刀方式可分为刀库位移方式和刀库固定方式。在刀库位移方式中，刀库可以移动。换刀前，刀库进入换刀工作区，换刀后退出该区域。由于刀库运动较多，布局精致，灵活性和适应性差。

在刀库的固定方法中，刀主要通过主轴箱的移动来选择。刀库可以保持静态，也可以只旋转位置。前者只能选择刀具，适用于刀具数量较少的加工中心，后者可实现转位选择。这种选刀方法减少了刀库的移动，大大简化了刀库的设计结构，控制了更换过程。

机械手换刀。

机械手圆盘刀库。

所谓机械手换刀方式，是指机械手在换刀时操作，负责刀库与主轴之间的刀具传输，将需要使用的刀具推到主轴上，然后将更换的刀具送回刀库。虽然这种换刀方式不如前一种直接，但它避免了刀库和主轴为换刀而移动，而是由机械手代替。这样，机械元件的运动范围降低，换刀速度更快，设计布局更灵活，广泛应用于大多数数控制加工中心。

如果每个刀具都用自己独立的机械手切换，则称为专用的换刀机械手方式；相反，多个刀具用公共机械手切换，称为公共换刀机械手方式。后者还有三种类型：转位换刀机械手、双手换刀机械手和刀具传输机械手。

转塔头方式

常见转塔头

转动塔头的方式是通过砖塔的旋转将所需的刀具移动到相应的位置。它一般是顺序换刀，优点是结构紧凑，换刀时间很短，一般用于加工曲轴等细长工件，需要完成多个过程。

转塔头的自动换刀装置分为两种方式：转塔刀架换刀和砖塔主轴头换刀。转塔刀架换刀方式是在转塔主轴上安装环形刀架。不同的刀具依次排列在刀架上。通过转塔头的旋转，可以实现自动换刀动作。刀具的位置取决于刀架的旋转分度。这是最简单的自动换刀装置。结构刚度好，可承受粗加工的切割强度。该装置对刀架旋转的定位精度要求很高。如果旋转定位精度有误差，则无法将刀具送到准确的位置。

转塔主轴头的换刀方式也需要配备转塔，但转塔主轴上连接的不是刀架，而是多个不同方向的分分为章鱼触手分布的分轴头。每个主轴头都提前安装了每个过程需要使用的刀具。在工作中，通过旋转塔，每个主轴头按照程序指令依次旋转到加工位置，从而实现自动换刀动作。这种换刀方式，由于每个主轴都集中在一个转塔上，对转塔主轴的刚度要求很高，刀具主轴的数量也有限。转塔主轴头换刀方式主要用于小型立式加工中心。