數控機床在生產中的廣泛應用，讓越來越多的加工企業發現其優勢。雖然數控機床造價較高，但還是有許多從事加工的企業趨之若鶩，這主要依靠其高效的加工。數控系統高效加工主要由于其系統的先進性，例如自動換刀系統，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

刀庫包括刀套旋轉機構及換刀機械手，刀庫外形為圓盤形，內部裝有一個分度盤。刀庫的回轉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，切斷三相電源則抱閘閉鎖，刀庫立刻停止運轉。通過分度盤的運動及相關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，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，從而可以在最短的時間內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，把電機產生的勻速旋轉運動轉化為機械手的規律性前進、停止以及旋轉運動。齒輪傳動裝置配有微動開關組。該微動開關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取出、機械手處于原始位置等。

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該刀庫的旋轉刀套及機械手的減速傳動機構內都內置了一個扭矩限制器，以防止內部機械結構損壞。

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二、刀庫自動換刀具體實施

刀庫機械手是實現自動換刀的主要機構。它的任務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。

刀庫機械手的規律性運動是由通過三相異步電機和齒輪傳動機構等來實現的，但是這些動作還需要通過電氣系統來實現。刀庫中刀套按照T代碼的指令運轉到換刀位置，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，刀庫正轉或反轉就近找刀。

（2）刀套計數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（垂直）的電磷閥得電。

（4）刀套垂直到位，發出到位信號，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90°到達機械手夾刀位置。

（6）機械手扣刀到位發出停止信號，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發信號。

（14）控制刀套翻轉（水平）的電磁氣閥得電。

（15）套翻轉處于水平位置的接近開關發信號（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，需要根據刀庫的實際加工情況而定。