【正文】 直接數(shù)控 Direct Numerical Control 用計(jì)算機(jī)作為一臺(tái)或多臺(tái) CNC機(jī)床的部分或全部控制裝置。 能刪除存儲(chǔ)程序。 刀庫(kù) 首先要把加工過(guò)程中要用的全部刀具分別安裝在標(biāo)準(zhǔn)的刀柄上，在機(jī)床外進(jìn)行尺寸預(yù)調(diào)整后，插入刀庫(kù)中。 ? 這種換刀裝置和轉(zhuǎn)塔主軸頭相比，由于機(jī)床主軸箱內(nèi)只有一根主軸，在結(jié)構(gòu)上可以增加主軸的剛性，有利于精密加工和重切削加工。此外，刀庫(kù)可布置在遠(yuǎn)離加工區(qū)的地方，從而消除了它與工件相干擾的可能性。換刀過(guò)程動(dòng)作多、換刀時(shí)間長(zhǎng)。 二．刀庫(kù)類(lèi)型及刀具的選擇與識(shí)別 （一） 刀庫(kù)類(lèi)型 ? 刀庫(kù)是自動(dòng)換刀裝置中主要部件之一，其容量及具體結(jié)構(gòu)對(duì)數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)有很大影響。圖 742所示為常見(jiàn)的幾種刀庫(kù)形式。盤(pán)形刀庫(kù)的儲(chǔ)存量一般為 15~40把。單盤(pán)式刀庫(kù)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，取刀也較方便，因此應(yīng)用最為廣泛。它們雖然也具有結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)，但選刀和取刀的動(dòng)作較多，故較少應(yīng)用。當(dāng)鏈條較長(zhǎng)時(shí)，可以增加支撐鏈輪數(shù)目，使鏈條折疊回饒，提高空間利用率。 3．格子式刀庫(kù) ? 這種刀庫(kù)具有縱橫排列十分整齊的很多格子，每個(gè)格子中均有一個(gè)刀座，可儲(chǔ)存一把刀具，如圖 742B所示。這種刀庫(kù)選刀及取刀動(dòng)作復(fù)雜，應(yīng)用最少。目前，在刀庫(kù)中選擇刀具通常有順序選擇和任意選擇兩種方式。每次換刀時(shí)，刀庫(kù)按順序轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)刀座的位置，并取出所需要的刀具。采用這種方式不需要刀具識(shí)別裝置，而且驅(qū)動(dòng)控制也較簡(jiǎn)單，可以直接由刀庫(kù)的分度來(lái)實(shí)現(xiàn)。但由于更換不同工件時(shí)，必須重新排列刀庫(kù)中的刀具順序。此外，裝刀時(shí)必須十分謹(jǐn)慎，如果刀具不按順序裝在刀庫(kù)，將會(huì)造成嚴(yán)重事故。這種方式是根據(jù)程序指令的要求來(lái)選擇所需要的刀具，刀具在刀庫(kù)中不必按照工件的加工順序排列，可任意存放。當(dāng)某把刀具的代碼與數(shù)控指令的代碼相符合時(shí)，該把刀具被選中，并將刀具送到換刀位置，等待機(jī)械手來(lái)抓取。因此，刀具數(shù)量比順序選擇法的刀具可少一些，刀庫(kù)也相應(yīng)的小一些。編碼方式主要有三種： （ 1）刀具編碼方式 這種方式是采用特殊的刀柄結(jié)構(gòu)進(jìn)行編碼。這樣刀庫(kù)中的刀具在不同的工序中也就可重復(fù)使用，用過(guò)的刀具也不一定放回原刀座中，這對(duì)裝刀和選刀都十分有利，刀庫(kù)的容量也可相應(yīng)地小減小，而且還可避免由于刀具存放在刀庫(kù)中的順序差錯(cuò)而造成的事故。在刀柄 1后端的拉桿 4上套裝著等間隔的編碼環(huán) 2，由鎖緊螺母 3固定。編碼環(huán)直徑有大小兩種，大直徑的為二進(jìn)制的“ 1”，小直徑為“ 0”。例如由六個(gè)大小直徑的圓環(huán)便可組成能區(qū)別 63種刀具。為了便于操作者的記憶和識(shí)別，也可采用二一八進(jìn)制編碼來(lái)表示， （ 2）刀座編碼方式 這種編碼方式對(duì)刀庫(kù)中每個(gè)刀座都進(jìn)行編碼，刀具也編號(hào)，并將刀具放到與其號(hào)碼相符合的刀座中。由于這種編碼方式取消了刀柄中的編碼環(huán)，使刀柄結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化。另外，在自動(dòng)換刀過(guò)程中必須將用過(guò)的刀具放回原來(lái)的刀座中，增加了換刀的動(dòng)作。 ? 圖 744所示為圓盤(pán)刀庫(kù)的刀座編碼裝置。刀座編碼的識(shí)別與上述刀具編碼的識(shí)別原理完全相同（ 3）編碼附件方式 編碼附件方式可分為編碼鑰匙、編碼卡片、編碼桿和編碼盤(pán)等，其中應(yīng)用最多的是編碼鑰匙。識(shí)別裝置可以通過(guò)識(shí)別刀具上的號(hào)碼來(lái)選取該鑰匙旁邊的刀具。 ? 圖 746 為編碼鑰匙孔的剖面圖，鑰匙沿著水平方向的鑰匙縫插入鑰匙孔座，然后順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn) 90度，處于鑰匙代碼突起 6 的第一彈簧片 5被撐起，表示代碼“ 1”，處于代碼凹出的第二彈簧片 3保持原狀，表示代碼“ 0”。 ? 這種編碼方式稱(chēng)為臨時(shí)性編碼，因?yàn)閺牡蹲腥〕龅毒邥r(shí)，刀座中的編碼鑰匙也取出，刀庫(kù)中原來(lái)編碼隨之消失。采用這種編碼方式用過(guò)的刀具不必放回原來(lái)的刀座。 1．接觸式刀具識(shí)別裝置 ? 接觸式刀具識(shí)別裝置的識(shí)別原理如圖 747所示。每個(gè)探針與應(yīng)該繼電器相聯(lián)，當(dāng)蓖麻換是大直徑時(shí)與觸針接觸，繼電器通電，其數(shù)碼為“ 1”。當(dāng)各繼電器讀出的數(shù)碼與所小刀具的編碼一致時(shí)，由控制裝置發(fā)出信號(hào)，使刀庫(kù)停轉(zhuǎn)，等待換刀。 2．接觸式刀具識(shí)別裝置 ? 非接觸式刀具識(shí)別裝置沒(méi)有機(jī)械直接接觸，因而無(wú)磨損、無(wú)噪聲、壽命長(zhǎng)、反應(yīng)速度快。常用的有磁性識(shí)別和光電識(shí)別法。編碼環(huán)的直徑相等、分別由導(dǎo)磁材料（如軟鋼）和非導(dǎo)磁材料（如黃銅、塑料）等制成，規(guī)定前者編碼為“ 1”，后者編碼為“ 0”。圖中刀柄 1上裝有非導(dǎo)磁材料編碼環(huán) 4和導(dǎo)磁材料編碼環(huán)相對(duì)應(yīng)的有一組檢測(cè)線圈 6組成的非接觸式識(shí)別裝置 3。如編碼環(huán)為非導(dǎo)磁材料，則磁感應(yīng)較弱，在二次線圈中線圈感應(yīng)的電壓較弱。當(dāng)編碼的號(hào)碼與指令刀號(hào)相符時(shí)，控制電路發(fā)出信號(hào)。 2）非接觸式光電識(shí)別法 非接觸式光電識(shí)別法是利用光導(dǎo)纖維良好的光傳導(dǎo)特性，采用多束光導(dǎo)纖維構(gòu)成閱讀頭。 （ 4）轉(zhuǎn)位液壓缸復(fù)位 刀架壓緊之后，壓力油從 D孔進(jìn)入轉(zhuǎn)位液壓缸右腔，活塞 6帶動(dòng)齒條復(fù)位。 ? 如果定位和壓緊動(dòng)作正常，推開(kāi) 11與相應(yīng)的銖頭 12接觸出信號(hào)表示換刀過(guò)程已經(jīng)結(jié)束 ，可以 進(jìn)行切削加工。 ? 通個(gè) 多主軸轉(zhuǎn)塔頭的轉(zhuǎn)位來(lái)?yè)Q刀是一種比較簡(jiǎn)單的換刀方式。圖 7— 38所示是數(shù)控轉(zhuǎn)塔式鏜銑床的外觀圖，八方形轉(zhuǎn)塔頭上裝有八根主軸，每根主軸上裝有一把刀具。不處在工作位置的主軸便與主傳動(dòng)脫開(kāi)。 （ 2）轉(zhuǎn)塔頭抬起 當(dāng)齒輪 1脫開(kāi)后，固定在其上的支板接通行程開(kāi)關(guān) 3，控制電磁閥，使 壓油進(jìn)入 壓缸 5的左腔， 壓缸活塞帶動(dòng)轉(zhuǎn)塔頭向右移動(dòng)，直至活塞與 壓缸端部相接觸。 （ 3）轉(zhuǎn)塔頭轉(zhuǎn)位 當(dāng)鼠牙盤(pán)脫開(kāi)后，行程開(kāi)關(guān)發(fā)出信號(hào)啟動(dòng)轉(zhuǎn)位電動(dòng)機(jī)，經(jīng)蝸桿 8和蝸輪 6帶動(dòng)槽輪機(jī)構(gòu)的主軸曲拐使槽輪 11轉(zhuǎn)過(guò) 45 。主軸號(hào)的選定是通過(guò)行程開(kāi)關(guān)組來(lái)實(shí)現(xiàn)。主軸選好后，由行程開(kāi)關(guān) 7關(guān)停轉(zhuǎn)位電動(dòng)機(jī)。并利用 壓缸 5右腔的油壓作用力，將轉(zhuǎn)塔頭可靠地壓緊。此時(shí)轉(zhuǎn)塔頭轉(zhuǎn)位、定位動(dòng)作全部完成。 ? 這種換刀裝置存儲(chǔ)刀具的數(shù)量少，適用于加工較簡(jiǎn)單的工件，其優(yōu)點(diǎn)在于省去了自動(dòng)松、夾，卸刀、裝刀以及刀具搬運(yùn)等一系列的復(fù)雜操作，從而縮短了換刀時(shí)間，并提高了換刀的可靠性。為了保證主軸的剛度，必須限制主軸數(shù)目，否則將使結(jié)構(gòu)尺寸大大增加。 3. 刀庫(kù) —— 機(jī)械手自動(dòng)換刀系統(tǒng) ? 這類(lèi)換刀裝置由刀庫(kù)、選刀機(jī)構(gòu)、刀具的自動(dòng)裝卸機(jī)構(gòu)及刀具交換機(jī)構(gòu)（機(jī)械手）等四部分組成，應(yīng)用最廣泛。 ? 圖 7— 41所示為刀庫(kù)裝在機(jī)床之外，作為一個(gè)獨(dú)立部件的數(shù)控機(jī)床的外觀圖，此時(shí)，刀庫(kù)容量大，刀具可以較重，常常要附加運(yùn)輸裝置，來(lái)完成刀具與主軸之間的刀具運(yùn)輸。