(优选)加工中心斗笠式刀库

链式、盘式、斗笠刀库刀库系统是提供自动化加工过程中所需之储刀及换刀需求的一种装置；其自动换刀机构及可以储放多把刀具的刀库；改变了传统以人为主的生产方式。

藉由电脑程式的控制，可以完成各种不同的加工需求，如铣削、钻孔、搪孔、攻牙等。

一、圆盘式刀库圆盘式刀库应该称之为固定地址换刀刀库，即每个刀位上都有编号，一般从1编到12、18、20、24等，即为刀号地址。

操作者把一把刀具安装进某一刀位后，不管该刀具更换多少次，总是在该刀位内。

1. 制造成本低。

主要部件是刀库体及分度盘，只要这两样零件加工精度得到保证即可，运动部件中刀库的分度使用的是非常经典的“马氏机构”，前后、上下运动主要选用气缸。

装配调整比较方便，维护简单。

一般机床制造厂家都能自制。

2. 每次机床开机后刀库必须“回零”，刀库在旋转时，只要挡板靠近（距离为0.3mm左右）无触点开关，数控系统就默认为1号刀。

并以此为计数基准，“马氏机构”转过几次，当前就是几号刀。

只要机床不关机，当前刀号就被记忆。

刀具更换时，一般按最近距离旋转原则，刀号编号按逆时针方向，如果刀库数量是18，当前刀号位8，要换6号刀，按最近距离换刀原则，刀库是逆时针转。

如要换10号刀，刀库是顺时针转。

机床关机后刀具记忆清零。

3. 固定地址换刀刀库换刀时间比较长国内的机床一般要8秒以上（从一次切削到另一次切削）。

4. 圆盘式刀库的总刀具数量受限制，不宜过多，一般40#刀柄的不超过24把，50#的不超过20把，大型龙门机床也有把圆盘转变为链式结构，刀具数量多达60把。

)圆盘刀库。

如图7.1(b)-(g)所示，存刀量少则6把-8把，多则50把-60把，有多种形式。

图7.1(b)所示刀库，刀具径向布置，占有较大空间，一般置于机床立柱上端。

图7.1(c)所示刀库，刀具轴向布置，常置于主轴侧面，刀库轴心线可垂直放置，也可以水平放置，较多使用。

图7.1(d)所示刀库，刀具为伞状布置，多斜放于立柱上端。

一． 斗笠刀库故障
原因：
1．刀盘电机、进刀电机、退刀电机相序相反
2．进刀到位、退刀到位的信号检测线路有问题
3．主轴松到、紧刀到位信号检测线路有问题或推刀距离有偏差
4．主轴定位角度有偏差
5．主轴第二参考点有偏差
6．刀库乱刀号
7．刀盘计数开关损坏或刀盘旋转不停止
解决对策：
1．调整电机接线相序
2．调节进刀、退刀感应开关位置，如损坏更换
3．调节松、紧刀位置开关和打刀缸推刀距离
4．调节主轴参数3207（三菱）参数4077（发那科）至合适角度
5．调节轴参数2038（三菱）参数1241（发那科）到合适坐标值及调节栅格量 6．做刀库刀号归零操作PLC开关16号（三菱），PMC开关K2.0（发那科） 7． 调节计数开关位置，如损坏则需更换
二． 圆盘刀库故障
原因：
1．刀盘电机、手臂电机相序相反
2．刀盘电机、手臂电机刹车松紧不当
3．刀套上及下位置有偏差或刀套气缸到位感应开关位置不合适 4．手臂扣刀位置有偏差，扣不紧，有异响
5．手臂未归零位，换刀动作不能继续
6．刀套号错乱。

加工中心刀库的种类及特点研究了这么久加工中心刀库的种类及特点，总算发现了一些门道。

加工中心的刀库啊，首先有斗笠式刀库，这名字听起来就很有趣。

这种刀库就像一个倒扣的斗笠一样。

它的特点呢，感觉比较简单直接，装刀数量不是很多，通常也就十几把到二十多把刀的样子。

我之前见过的一个小型加工中心就是用的斗笠式刀库，它换刀的时候就像是翻开斗笠挑刀一样，动作有点慢呢，每次看到我就在想，这要是加工一个很复杂需要频繁换刀的零件，得等好久啊。

还有圆盘式刀库，这个就比较常见啦。

它就像个大盘子，上面有好多刀位。

这种刀库装刀数量相对斗笠式能多一些，我看过有的能装几十把刀呢。

换刀速度比斗笠式的好多了，就像你在转盘上找东西，一下就转到要的那把刀跟前了。

例如在一些中型的机械加工车间，这种圆盘式刀库很受欢迎，加工那些不大也不小的零件，效率还挺高的。

另外，还有链式刀库。

这就像一条条链子把刀位串起来，它的特点是装刀数量特别多，可以装几十把甚至上百把呢。

我特别疑惑的是，这种刀库虽然装刀多，但是感觉结构会复杂些，会不会容易出问题啊不过我想，既然存在就有它的道理。

比如说在大型加工中心上加工大型复杂的零件，可能需要用到各种各样的刀具，这时候链式刀库的优势就体现出来了，不用老是停下来换刀，可以一直连续加工。

这里面我有个搞不太明白的地方，不同类型的刀库在换刀精度上到底是怎么保证的呢比如说圆盘式刀库转起来的时候，怎么就能精确地停在要取的那把刀的位置上呢这可能涉及到一些很精密的机械和电控系统吧。

再回来说说斗笠式刀库，虽然它装刀少换刀慢，但是对于一些加工精度要求不高，而且加工工序比较简单的小型加工项目来说，它的成本低这个优势就很明显了因为小企业或者小作坊加工一些简单的零件，能省一点是一点嘛。

还有啊，圆盘式刀库转起来的时候，是不是磨损会比较大呢我比较过两个用了不同年份的圆盘式刀库，感觉旧的那个转的时候有点卡卡的，不知道是不是因为磨损导致的同心度问题。

要是同心度不好，是不是换刀位置就不准了呢这得好好研究研究。

加工中心是拥有刀库和自动换刀装置的数控加工设备。

刀库的种类有很多种，换刀的方法及换刀指令的编写和执行也各不相同。

下面，就为大家总结一下几种常见刀库的换刀方式及其指令。

斗笠式刀库的换刀:斗笠式刀库大多采用固定地址换刀方式，刀具号与刀座号存在一一对应的关系。

斗笠式刀库的换刀动作是依靠刀库的横向移动与主轴的上下移动来实现的，这种方式简称为主轴换刀方式。

由于没有换刀机械手，所以选刀动作不能在换刀动作之前预选，而是将换刀指令与选刀指令编写在同一个程序段中，其指令格式为M06 TXX。

执行这个指令时，刀库首先找到指令中主轴上需要换下的刀号所对应的刀座，并将其转到换刀位置，使主轴上的刀具换回到刀座中。

接下来，刀库再找到指令中需要换上的刀具，将其转到换刀位置，并换上主轴。

因为不能预选刀具，这个指令如果将Tx x放在M06之前就是无效的，最终选刀的动作还是在执行M06时执行，如果M06后面没有Tx x，系统就会报错。

圆盘式和链式刀库的换刀:圆盘式刀库和链式刀库一般会采用随机地址的换刀方式，刀具号与刀座号并不是一一对应，而是随机的，但数控系统能够记忆其对应关系。

圆盘式和链式刀库采用机械手进行换刀，换刀前可以对新换上的刀具进行预选。

刀具指令Tx x控制刀库旋转，并将选中的刀具转至换刀工作位置，而换刀指令M06控制换刀机械手的动作，实现主轴刀具与刀库换刀位置处新旧两把刀具的交换。

圆盘式和链式刀库的选刀指令与换刀指令可以编写在同一个程序段，也可以分在不同程序段编写，因此选刀与换刀动作也可以一起执行或分开执行，其指令格式为TXXM06。

执行这个指令时，刀库首先将指令中要换上的刀具转到换刀位置，然后机械手将刀库刀具与主轴刀具交换。

了解了以上两种换刀方式，我们可以对比一下哪种更好。

结果显而易见，第二种换刀方法将选刀动作与加工动作重叠在一起，这样换刀时就不必选刀而直接换刀，使加工效率得到了提高。

不同机床厂家的不同规定:不同的机床生产厂家对于换刀方法、换刀指令及其执行方式也有不同的规定。

斗笠刀库工作原理
斗笠刀库工作原理是依靠机械装置和技术控制，将刀具储存于一个特定的仓库中，并能够根据需求自动取出和放回刀具。

以下是斗笠刀库工作的一般流程：
1. 刀具放置：将刀具按照一定规则摆放在仓库的刀位中，每个刀位通常配备一个特定的位置编码，以便于控制系统识别。

2. 刀具识别：使用传感器或扫描仪识别刀位上的刀具类型和编号，以便在后续操作中能够准确选择和定位。

3. 系统控制：通过控制系统，根据加工任务的需要，在库存刀具数据库中选择合适的刀具，并确定其位置信息和库存量。

4. 取放刀操作：根据加工任务的要求，机器人手臂或其他自动装置在仓库中定位到目标刀具所在的刀位，然后将其取出或放回。

5. 刀具记录：每次刀具的取放都会记录在系统中，以实现库存管理和刀具寿命追踪。

整个过程中，系统可以通过编程实现自动化操作，从而提高生产效率和刀具利用率。

同时，刀具库还可以与加工设备或生产线的控制系统进行联动，实现实时刀具管理和自动化生产。

斗笠式刀库安全操作及保养规程前言刀具是人们日常生活和工作中不可缺少的工具，而刀庫则是存放刀具的重要设备。

在使用刀庫的过程中，安全是关键问题。

为此，本文将介绍斗笠式刀库的安全操作和保养规程，以确保操作者的个人安全和刀库的正常运行。

什么是斗笠式刀库？斗笠式刀库是一种以钢架结构为主体，由斗笠，卡板和滑轨等组成的自动存取式刀库。

通常被广泛应用于数控机床和其他需要频繁更换刀具的设备。

斗笠式刀库的安全操作1. 使用前检查在使用斗笠式刀库前，需要进行以下检查：•确保刀庫旁边没有其他设备或障碍物。

•检查电源插头和线路是否正常。

•确认操作人员是否有足够的知识和技能操作刀库。

•检查刀库的所有组件和部件是否齐全和完好无损。

2. 操作前准备在操作刀库前，需要进行以下准备工作：•佩戴符合安全标准的安全帽和防护手套。

•领取工具和刀具，准备放入刀库。

•根据使用手册上的图示正确选择刀庫的操作按钮。

3. 操作流程•点击刀库的开关按钮，开启刀库门。

•拿出要保养或更换的刀片。

•将刀片的机头放在刀庫的相应盘子里，根据需要进行修整。

•对修整后的刀片进行分类，将相同的类别放置在同一个盘子里。

•关闭刀庫门，确保门完全关闭。

•点击刀库的开关按钮，等待一会，可以打开刀库门，取出放入的刀片。

4. 注意事项在使用斗笠式刀库时，需要注意以下事项：•尽可能让单一用户管理刀库门，以确保刀库门一次只对应一位用户。

•确保刀庫内没有异物，以避免卡板或滑车卡住。

•在操作刀庫时，注意自身安全。

不要将手和手指放在卡板和刀庫门内部，以避免受伤。

斗笠式刀库的保养规程为确保刀庫的正常工作，需要按照以下保养规程进行维护：1. 保持清洁斗笠式刀庫的清洁对刀庫的使用寿命和刀具寿命有着极大的影响。

因此，应定期将刀庫内部进行清理。

在进行清理前，需要做好以下准备：•切断电源•拆下整个斗笠然后进行以下清洁步骤：•清理滑轨上的灰尘和碎屑•清理卡板上的金属屑和碎屑•清理盘子内部和外部•擦拭门内部和外部等2. 接地保护斗笠式刀库中的电气元器件必须实现可靠的接地保护，以消除静电，降低电气隔离故障的发生率。

斗笠式刀库课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握斗笠式刀库的基本结构及其在数控加工中的应用原理。

2. 了解斗笠式刀库的安装、调试与维护的基本知识。

3. 掌握斗笠式刀库的编程操作，能够运用相关指令进行简单零件的加工。

技能目标：1. 培养学生能够运用斗笠式刀库进行数控加工的能力，提高加工效率。

2. 培养学生分析并解决斗笠式刀库在加工过程中出现的问题的能力。

3. 培养学生具备一定的创新意识和动手操作能力，能够对斗笠式刀库进行简单的优化和改进。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对数控加工技术产生浓厚的兴趣，激发学习热情。

2. 培养学生具备良好的团队合作精神，能够在小组合作中发挥积极作用。

3. 培养学生遵守工艺纪律，养成良好的职业道德，注重安全生产。

本课程针对高年级数控技术应用专业的学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，明确以上课程目标。

通过本课程的学习，学生将能够掌握斗笠式刀库的基本知识、操作技能，并在实践中提高解决实际问题的能力，为今后的职业发展打下坚实基础。

二、教学内容1. 斗笠式刀库的基本结构与工作原理- 数控机床刀库的功能与分类- 斗笠式刀库的结构组成及其特点- 斗笠式刀库的工作原理及在数控加工中的应用2. 斗笠式刀库的安装、调试与维护- 刀库的安装方法与注意事项- 刀库调试的基本步骤与技巧- 刀库的日常维护与故障排除3. 斗笠式刀库的编程操作- 编程基本指令及其功能- 刀具路径规划与优化- 实例分析与操作演练4. 斗笠式刀库在实际加工中的应用- 不同类型零件的加工方法- 刀库加工参数的设置与调整- 加工过程中常见问题分析与解决方法本教学内容根据课程目标制定，涵盖斗笠式刀库的基本知识、操作技能以及实际应用。

教学内容按照教材章节进行组织，注重科学性和系统性，确保学生在掌握理论知识的基础上，能够应用于实际操作，提高解决实际问题的能力。

三、教学方法本课程采用以下多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性，提高教学效果：1. 讲授法：- 对于斗笠式刀库的基本概念、工作原理等理论知识，采用讲授法进行系统讲解，帮助学生建立完整的知识体系。

时停。

重新压接端子，压紧螺栓此故障消失。

由于斩波主机箱接地螺栓易被忽视，当出现故障时往往向其他方向寻找，而忽视简单的故障现象。

3.2电机车不能调速断开3#连线，打开斩波主机箱盖板，通电检测，观察各指示灯指示正常。

光电给定器弹簧、凸轮均正常。

转动调速手柄，测ADJ（DC0~4V）电压变化，无跟随调速手柄线性变化，±15V电压正常，据此判断光电给定器损坏、更换，电机车正常运行。

3.3电机车牵引力不足司控器调速手柄置于可调范围最高档位置，电机车无力，尤其是过弯道、轨道稍微打滑处，更加明显。

电机车有可能是单电机工作。

检查司控器换向触点、主电机及主回路正常。

打开斩波主机箱盖板、断开司控器3#连线，通电检测，转动调速手柄，观察各指示灯指示正常。

用万用表分别测2个IGBT的GE端电压跟随ADJ电压线性变化情况，发现1个正常；1个没有跟随性、无指示。

更换此IGBT控制线，再次检测正常，试机正常。

这次故障是IGBT控制连线板故障，斩波驱动盒的ER1/ER2红色指示灯应闪烁，但这次无闪烁，是IGBT控制连线板其它元件故障。

3.4电机车无法起动断开司控器里边的3#连线，打开斩波主机箱盖板，通电检测，转动调速手柄。

斩波主机箱驱动盒面板指示灯24V绿灯亮，而±15V绿灯闪烁。

由指示灯显示初判斩波驱动盒损坏，±15V输出电压不正常，更换斩波驱动盒，还是这个故障。

再检查司机控制器接线端子，无24V电源，而辅助电源正常，进一步检查发现，是24V电源地线虚接，感应电压造成24V电源指示灯正常而实际无24V电源，±15V绿灯闪烁，斩波驱动盒输出控制IGBT关断。

3.5电机车重车巷停机电机车满载运行时，在重车巷停机。

维修人员赶到时，检测正常，并能正常运行。

当满载在重车巷运行时又反复出现以上故障。

经分析判断为斩波主机箱温度传感器损坏，电机车重载运行一段时间，主机箱温度升高，传感器损坏，风扇不工作，IGBT关断。

数控机床刀库部分故障率相对较高，根据以往的工作经验，对斗笠式刀库在换刀过程中常见故障现象及原因总结以下几条：例1 故障现象：数控系统发出换刀指令，刀库不动作。

原因分析：①检查机床的操作模式是否正确？机床是否锁住状态？指令是否正确？这些原因虽然简单，但也是初学者容易犯的错误；②检查数控机床的压缩空气，检查空气的气压是否在要求范围内？一般数控机床常用的压缩空气压力在0.5MP~0.6MP之间，如果所提供的压缩空气压力低于这个范围，刀库在换刀过程中由于压力不够，造成不动作；③检查刀库的初始状态是否正常，即检查传感器A、E的状态是否良好？输送到数控系统PLC 的入口信号是否正确？可以通过数控系统提供的PLC地址诊断功能帮助检查。

例2 故障现象：刀库移动到主轴中心位置，但不进行接下的动作。

原因分析：①检查刀库到主轴侧的确认信号传感器B、Ｅ是否良好？发送到数控系统PLC中的信号状态是否正常？此故障现象多由于传感器不良造成；②如果传感器状态及信号都正常，请检查主轴刀具是否加紧？③检查主轴定位是否完成？④确认*参考点返回是否完成？例3 故障现象：刀库从主轴取完刀，不旋转到目标刀位。

原因分析：一般刀库的旋转电机为三相异步电动机带动，如果发生以上故障，要进行以下检查：①参照机床的电气图纸，利用万用表等检测工具检查电机的启动电路是否正常？②检查刀库部分的电源是否正常？交流接触器与开关是否正常？一般刀库主电路部分的动力电源为3相交流380V电压，交流接触器线圈控制部分的电源为交流110V或直流24V，检查此部分的电路并保证电路正常；③如果在保证以上部分都正常的情况下，检查刀库驱动电机是否正常？④如果以上故障都排除，请考虑刀库机械部分是否有干涉的地方？刀库旋转驱动电机和刀库的连接是否脱离？例4 故障现象：主轴抓刀后，刀库不移回初始位置。

原因分析：①检查气源压力是否在要求范围？②检查刀库驱动电机控制回路是否正常？刀库控制电机正、反转实现刀库的左、右平移，如果反转控制部分故障，容易出现以上故障；③检查刀库控制电机；③检查主轴刀具抓紧情况，主轴刀具抓紧通过加紧传感器D 发出回馈信号到数控系统，如果数控系统接受不到传感器D发送的加紧确认信号，刀库不执行下面的动作；④检查刀库部分是否存在机械干涉现象。

毕业设计（论文）题目：斗笠式刀库的设计系别专业班级学生姓名指导教师完成日期毕业设计（论文）任务书济南铁道职业技术学院毕业设计指导书一、设计题目斗笠式刀库的设计二、设计目的随着科学技术和社会的进展，对机械产品的性能、精度、质量、生产率和本钱提出了愈来愈高的要求，数控机床的显现，开辟了机械加工自动化的新纪元，不仅能提高产品的质量和生产率，降低生产本钱，还能改善工人劳动条件。

一个零件往往需要多道工序完成，而单功能的数控机床只能完成单工序的加工，因此在零件生产进程中，要进行多次装卸换刀工作，不仅阻碍劳动效率，还降低了工件精度，加工中心和一般单功能机床的区别在于有了刀库和自动换刀装置，如此，一次装夹就可完成多到工序的加工，提高了零件精度和劳动效率。

此刻加工中心上刀库种类很多，有斗笠式、圆盘式等，其中斗笠式刀库结构简单，运动集中，适合与立式加工中心。

刀库本钱低，工艺要求不高，可是国内生产此类刀库的企业较少，大部份需要入口，价钱相对较贵，因此本课题超级有研究价值。

三、设计的技术要求一、斗笠式刀库要紧工作进程为：斗笠式刀库换刀时，由三步组成，第一、刀库横移装置移动到主轴箱能够抵达的位置；第二，刀库分度装置进行选刀，通过精准地分度、定位，将下个工序需要的刀送到指定位置；第三，主轴上自动装卸刀机构准确取刀装刀。

具体进程为：1）、系统接收到换刀指令。

2）、气缸推动刀库移动到主轴位置，保证当前刀位上为空，预备换刀。

3）、主轴打刀缸释放，将主轴被骗前刀具放置到刀库空刀位置。

4）、刀库电机转动，接近目的刀具位置时，接近开关发送指令，电机减速，转到位置停止，预备换刀。

5）、主轴完成装刀动作。

6）、刀库气缸带动刀库返回。

一个换刀动作终止。

二、机械结构的设计通过对加工中心刀库工作目的及工作进程的了解，设计出用横移机构、分度装置及刀盘。

3、技术参数一、机械结构①刀库有8刀位。

②利用槽轮机构完成份度。

③刀柄标准为BT30。

④刀库在圆导轨上滑动，以减小摩擦。