【正文】 改變我國制造技術(shù)落后的狀況起著極為重要的作用，因此有很多廠家為了達(dá)到相應(yīng)技術(shù)要求而對原有的機(jī)床設(shè)進(jìn)行改造。目前，加工中心以及其它大型機(jī)床都擁有自己獨(dú)立的刀庫，但還有很多中小型機(jī)床還是使用小型刀架換刀或人工裝刀，這大大降低了加工效率，難以批量生產(chǎn)，而在加工過程中實(shí)際上用到的加工時間很少，而大部分時間都是用在換刀和裝夾上。因此機(jī)床的改造在當(dāng)今起著重要的作用，特別是對加工中心的改造。自動換刀刀庫的發(fā)展儼然已超越其為數(shù)控加工中心配套的角色，在其特有的技術(shù)領(lǐng)域中發(fā)展出符合機(jī)床高精度、高效率、高可靠度及多任務(wù)復(fù)合等概念的獨(dú)特產(chǎn)品。近年來有很多廠家對刀庫方面進(jìn)行更新改進(jìn)，在容量、效率和穩(wěn)定可靠性等各方面進(jìn)行提高，使其更智能化、人性化。而本論文主要講述的是XK714銑床帶斗笠式刀庫的改造，因?yàn)檫@種刀庫在數(shù)控加工中心上應(yīng)用非常廣泛，而換刀過程簡單，換刀時間短，定位精度高；總體結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，動作準(zhǔn)確可靠；維護(hù)方便，成本低而被廣泛使用。數(shù)控機(jī)床是指采用了數(shù)控技術(shù)進(jìn)行控制的機(jī)床，或者說是裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床，也稱作為NC機(jī)床。 數(shù)控機(jī)床的組成數(shù)控機(jī)床主要由數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、程序載體、輸入\輸出裝置、強(qiáng)電控制裝置、輔助裝置和機(jī)床主體組成。 數(shù)控機(jī)床的工作原理數(shù)控機(jī)床在加工工藝與表面成形方法上與普通機(jī)床基本相同，在實(shí)現(xiàn)自動控制的原理和方法上有很大的區(qū)別。先將與加工零件有關(guān)的信息，即工件與刀具相對運(yùn)動軌跡的尺寸參數(shù)、切削用量以及各種輔助操作等的加工信息，用規(guī)定的文字、數(shù)字和符號組成代碼，按一定的格式編寫成加工程序，然后將加工程序輸入數(shù)控裝置。 數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)數(shù)控機(jī)床具有廣泛的適應(yīng)性，加工對象改變時只需要改變輸入的程序指令；加工性能比一般自動機(jī)床高，可以精確加工復(fù)雜型面，因而適合于加工中小批量、改型頻繁、精度要求高、形狀又較復(fù)雜的工件，并能獲得良好的經(jīng)濟(jì)效果。此外還有能自動換刀、一次裝卡進(jìn)行多工序加工的加工中心、車削中心等。1．2 刀庫系統(tǒng)的發(fā)展趨勢及方向：近年來刀庫的發(fā)展儼然已超越其為配備的角色，在特有的技術(shù)領(lǐng)域中發(fā)展出符合工具機(jī)高精度、高效能、高可靠度及多任務(wù)復(fù)合等概念產(chǎn)品，多樣化產(chǎn)品，左右工具機(jī)在生產(chǎn)效能及產(chǎn)品精度的表現(xiàn)。其發(fā)展趨勢均為為高效能、輕量化低成本的產(chǎn)品。二、刀庫類型和改造的選擇方案由于本次實(shí)踐主要是對數(shù)控銑床XK714進(jìn)行加工中心改造，在這次改造中刀庫的選擇特別重要，因?yàn)榈稁焓羌庸ぶ行淖詣訐Q刀裝置的主要部件，刀庫的容量和性能直接決定了一臺加工中心的技術(shù)含量。所以刀庫的選擇是這次改造的首要難點(diǎn)。目前常見的刀庫類型如下：（1） 盤式刀庫 此刀庫結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用較多。但這樣一來，刀庫的外徑較大，轉(zhuǎn)動慣量也很大，選刀時間也較長。（2）鏈?zhǔn)降稁? ，此刀庫結(jié)構(gòu)緊湊，刀庫容量較大，鏈環(huán)的形狀可根據(jù)機(jī)床的布局制成各種形狀，也可將換刀位突出以便于換刀，能充分利用機(jī)床的占地空間，通常為軸向取刀，位置精度較低，造價(jià)也較高。也可將換刀位突出以便于換刀，刀盤滑動使用線性軸承，摩擦小，壽命長。（4） 格子盒式刀庫固定型格子盒式刀庫刀具分幾排直線排列，由縱橫向移動的取刀機(jī)械手完成選刀運(yùn)動，將選取的刀具送到固定的換刀位置刀座上，由換刀機(jī)械手交換刀具。非固定型格子盒式刀庫可換主軸箱的加工中心刀庫由多個刀匣組成，可直線運(yùn)動，刀匣可以從刀庫中垂直提出。優(yōu)點(diǎn)：●采用伺服馬達(dá)，高效率，高精度 （亦可采用普通電機(jī)驅(qū)動） ● 滑座采用直線軸承，換刀定位準(zhǔn)確快速， ● 刀爪組，采用剛性承靠座定位，刀具穩(wěn)固不晃動。根據(jù)相關(guān)條件因素進(jìn)行對比決擇：：（1） 鏈?zhǔn)降稁?此刀庫在龍門銑床應(yīng)用比較廣泛，通常為軸向取刀，結(jié)構(gòu)緊湊，刀庫容量較大，占地面積較廣，位置精度較低，造價(jià)也較高，一般裝夾重型或大型的刀具，通常用于重型或大型機(jī)床的改造。（2） 格子箱式刀庫 此刀庫應(yīng)用者較少。而XK714數(shù)控銑床的工作臺主要用于零件的裝夾加工，因此這對于XK714數(shù)控銑床進(jìn)行改造也很不合理，所以排除格子箱式刀庫改造。因此這種刀庫可以考慮對XK714數(shù)控銑床進(jìn)行改造。也可將換刀位突出以便于換刀，刀盤滑動使用線性軸承，摩擦小，壽命長，成本較低。因此這種刀庫可以考慮對XK714數(shù)控銑床進(jìn)行改造。如果主要用于工廠加工生產(chǎn)技術(shù)要求較高的應(yīng)選用盤式刀庫，因?yàn)楸P式刀庫換刀速度比較快，技術(shù)要求高性能較好。三、 斗笠式刀庫使用說明以218M系統(tǒng)為例，介紹一種通過宏程序調(diào)用實(shí)現(xiàn)斗笠式刀庫換刀控制的方法。斗笠式自動換刀裝置結(jié)構(gòu)簡單，無需機(jī)械手交換刀具，可提供可靠快速的刀具交換方式，目前常用的到庫容量有124和30把等?！?刀盤滑動使用線性軸承，摩擦小，壽命長。（1）系統(tǒng)得到換刀信息后，主軸（刀具）自動返回到換到點(diǎn)，且實(shí)現(xiàn)主軸定向準(zhǔn)停控制。（3）主軸自動松刀并進(jìn)行吹氣控制，當(dāng)主軸松刀到位開關(guān)接通后，完成刀盤接刀控制動作（把當(dāng)前主軸上的刀具放回刀庫）。（5）根據(jù)程序的T碼指令進(jìn)行就近選刀（刀盤電動機(jī)8正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)）控制，即電動機(jī)通過槽輪套10驅(qū)動馬氏槽輪11帶動刀盤1間歇運(yùn)動（到盤分度），同時刀盤計(jì)數(shù)器開關(guān)9計(jì)數(shù)，選刀到位（計(jì)數(shù)器為0），刀盤電動機(jī)立即停止。（7）主軸到達(dá)換刀點(diǎn)后，實(shí)現(xiàn)主軸鎖緊刀具控制。（9）當(dāng)?shù)侗P1原位開關(guān)5接通，完成自動換刀的控制。 換刀基本過程對于GSK218系統(tǒng)來說，無論是斗笠式刀庫還是機(jī)械手刀庫，其換刀過程均為通過M6調(diào)用9999子程序來執(zhí)行的，9999為擴(kuò)展程序，如果系統(tǒng)參數(shù)中參數(shù)為0，則可以通過《程序》《選擇程序》《擴(kuò)展程序》載入9999程序入內(nèi)存，來查看9999程序，也可以在電腦上在目錄下用文本方式打開9999文件，查看里面的內(nèi)容。換刀的M擴(kuò)展代碼可以在《系統(tǒng)設(shè)置》——《輔助功能》里面進(jìn)行查看。T碼和換刀指令不能分開，否者機(jī)床產(chǎn)生報(bào)警。（2）檢查程序選擇的刀號是否在主軸上。（3）檢查選擇的刀具號是否在當(dāng)前換刀點(diǎn)的刀座中。（4）如果選擇的刀號不在換刀點(diǎn)的到座中，計(jì)算出從選擇的刀號的刀座轉(zhuǎn)換刀點(diǎn)刀座的步距數(shù)，并判別刀盤電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，實(shí)現(xiàn)就近選刀。（6）刀盤電動機(jī)有短路和過載保護(hù)，出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警。 刀庫配置表刀庫配置表在主界面的《刀庫配置》界面下，刀庫配置表提供了主軸上和刀庫上的所有的刀具信息。該配置項(xiàng)為參數(shù)的引用，與修改參數(shù)具有同等效果。該配置項(xiàng)為參數(shù)的引用，與修改參數(shù)具有同等效果。該配置項(xiàng)為數(shù)據(jù)表的引用。該配置項(xiàng)為數(shù)據(jù)表的引用。刀庫表的相關(guān)地址為： 刀庫表首地址 = 刀庫表起始地址設(shè)置值 刀庫表尾地址 = 刀庫表起始地址+刀具數(shù)量1 刀位地址 = 刀庫表起始地址+刀位號1 數(shù)據(jù)表中非易失性存儲單元地址范圍為D000～D255，因此，刀庫表尾地址最大不能超過255，否則系統(tǒng)報(bào)錯。：．3 加工中心斗笠式刀庫全功能信號電路圖（）/ORARA（）ORCMA信號用于主軸換刀或主軸換刀時的準(zhǔn)?？刂?，保證刀柄不會與刀庫發(fā)生撞擊而損壞刀庫或主軸，可通過PMC編程實(shí)現(xiàn)M19（主軸準(zhǔn)停M指令）或手動主軸準(zhǔn)?？刂?。主軸準(zhǔn)?？刂朴玫膫鞲衅骺捎猛獠拷咏_關(guān)和電動機(jī)速度傳感器、外部位置編碼器、主軸電動機(jī)內(nèi)置傳感器等多種形式。：本項(xiàng)目采用M指令的M06調(diào)用宏程序?qū)崿F(xiàn)刀庫的換刀控制。當(dāng)用“M06“調(diào)用O9023宏程序時，必須將PRM6083設(shè)為“6”。（2）主軸準(zhǔn)停位置設(shè)置參數(shù)（PRM4031）當(dāng)?shù)稁煺{(diào)整好后，將所測主軸準(zhǔn)停的位置數(shù)據(jù)設(shè)置在參數(shù)PRM4031中，參數(shù)PRM4077（定向時停止位置偏移量）設(shè)為0。（3） 主軸定向速度參數(shù)（PRM4038） 在執(zhí)行M19或手動主軸準(zhǔn)停指令時，主軸按參數(shù)PRM4038所設(shè)定的運(yùn)轉(zhuǎn)速度進(jìn)行準(zhǔn)停定向。對于立式加工中心，一般只需將刀庫調(diào)整好后所測的Z軸位置數(shù)據(jù)設(shè)置在參數(shù)PRM1241中。PRM、0——使用主軸位置編碼器作為位置反饋該參數(shù)位分別對應(yīng)設(shè)置為“0、0、0、1”。PRM、0——設(shè)定電動機(jī)傳感器類型使用內(nèi)置位置編碼器時，設(shè)為“0、0、1”。 換刀宏程序下面提供換刀調(diào)用的宏程序例子供分析參考，例中刀庫容量為16。四、斗笠式刀庫的調(diào)試刀庫換刀調(diào)試時必須注意以下問題：(1) 刀庫的初始化。必須在PLC程序中預(yù)先用開關(guān)信號做刀庫初始化，設(shè)置“當(dāng)前位置刀號”為“主軸刀號”。主軸刀號為0（相當(dāng)于未做初始化）就結(jié)束宏程序。刀庫制造廠家一般在刀庫上配有計(jì)數(shù)器，用以計(jì)數(shù)刀庫