刀庫是用來存儲加工刀具及輔助工具的機(jī)構(gòu)。配備刀庫是加工中心區(qū)別于數(shù)控銑床的特征。刀庫應(yīng)滿足刀具存儲量足、換刀時間短、刀庫占地面積小、換刀靈活及安全可靠等基本要求。
1. 刀號與刀袋號
加工中心所用的每把刀具都有其特定的功能,為了與加工程序一一對應(yīng),對每把刀具都要進(jìn)行編號,且不得重復(fù)。每把刀具的編號即為刀號。加工中心的刀庫一般能容納十幾把到幾十把甚至上百把刀具。刀具通過刀袋安裝在刀庫上。每個刀袋都要按順序進(jìn)行編號,即所謂的刀袋號。
2. 沒有機(jī)械手的刀庫
沒有機(jī)械手的刀庫,一般是把刀庫固定在主軸箱可以運動到的位置,或整個刀庫運動,使某一刀位正好能夠移動到主軸箱可以到達(dá)的位置。同時,刀庫中刀具的存放方向與主軸箱的裝刀方向一致。換刀時,通過主軸和刀庫的相對運動進(jìn)行換刀動作,利用主軸的運動取走或放回刀具。沒有機(jī)械手的刀庫優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單,成本低,換刀可靠性高。但由于刀庫本身是運動部件,所以刀庫本身的結(jié)構(gòu)及刀具的數(shù)量、重量均受到一定的限制,且換刀時間長。
3. 有機(jī)械手的刀庫
有機(jī)械手的刀庫,其配置、位置及刀具數(shù)量的選用要比沒有機(jī)械手的刀庫靈活得多。并且換刀時間短,所以采用機(jī)械手進(jìn)行刀具交換的方式應(yīng)用最為廣泛。機(jī)械手的形式也是多種多樣的,機(jī)械手可以是單臂的、雙臂的,還有雙機(jī)械手等。最常用的是單臂雙爪回轉(zhuǎn)式機(jī)械手,如下圖所示。這種機(jī)械手的手臂兩端各有一個夾爪,兩個夾爪可同時抓取刀庫及主軸上的刀具,回轉(zhuǎn)180°后又同時將刀具放回刀庫及裝入主軸。
4. 刀號與刀袋號固定的刀庫
刀號與刀袋號固定的刀庫,即對每個刀袋都進(jìn)行編號,刀具也編號,并且必須要一一對應(yīng),裝刀時一定要將刀具放到與其號碼相符的刀袋中。換刀時根據(jù)加工程序的要求,刀庫旋轉(zhuǎn),使各個刀袋依次經(jīng)過識別器,直至找到規(guī)定的刀袋,刀庫便停止旋轉(zhuǎn)。在換刀過程中必須將用過的刀具放回到原來的刀袋中,這樣就增加了換刀的動作。
5. 刀號與刀袋號隨機(jī)的刀庫
刀號與刀袋號隨機(jī)的刀庫,其實是利用軟件選刀。隨機(jī)換刀控制方式需要在PLC內(nèi)部設(shè)置一個模擬刀庫的數(shù)據(jù)表,表內(nèi)設(shè)置的數(shù)據(jù)表地址與刀庫的刀袋位置號及刀具號相對應(yīng),刀具號與刀袋位置(地址)被記憶在數(shù)控系統(tǒng)的PLC中。刀庫上裝有位置檢測裝置(與電動機(jī)裝在一起),可以檢測出每個刀袋的位置。此后隨著加工換刀,換上主軸的新刀具號以及還回刀庫中的舊刀具號,均在PLC內(nèi)部有相應(yīng)的刀袋號存儲單元記憶,無論刀具放在哪個刀袋內(nèi)都始終記憶著它的刀袋號變化蹤跡。這樣就可以實現(xiàn)刀具的任意取出及送回。例如,當(dāng)PLC接到尋找新刀具的指令(Txx)后,在模擬刀庫的刀號數(shù)據(jù)表中進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索,檢索到T代碼給定的刀具號,將該刀具號所在數(shù)據(jù)表中的表序號存放在一個地址單元中,這個表序號就是新刀具在刀庫的目標(biāo)位置。刀盤旋轉(zhuǎn)后,測得刀袋的實際位置與刀袋目標(biāo)位置一致時,即識別了所要尋找的新刀具,刀庫停轉(zhuǎn)并定位,等待換刀。在執(zhí)行MO6指令時,機(jī)床主軸準(zhǔn)停,機(jī)械手執(zhí)行換刀動作,將主軸上用過的舊刀和刀庫中選好的新刀進(jìn)行交換。