刀库系统现况与发展

1、.：.；刀库系统现况与开展china.toocle 2021年04月16日12:12生意社生意社04月16日讯 文/吴家进台湾精细机械研发中心 工具机产业开展组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安装；其自动换刀机构及可以储放多把刀具的刀库；改动了传统以人为主的消费方式。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。大幅缩短加工时程，降低消费本钱；这是刀库系统的最大特点。1. 刀库系统的主要构件刀库主要是提供储刀位置，并能依程式的控制，正确选择刀具加以定位，以进展刀具交换；换刀机构那么是执行刀具交换的动作。刀库必需与换刀机构同时存在，假设无刀库

2、那么加工所需刀具无法事先贮藏；假设无换刀机构，那么加工所需刀具无法自刀库依序改换，而失去降低非切削时间的目的。此二者在功能及运用上相辅相成缺一不可。1-1 刀库近年来刀库的开展已超越其为工具机配件的角色，在其特有的技术领域中开展出符合工具机高精度、高效能、高可靠度及多工复合等概念之产品。其产品质量的优劣，关系到工具机的整体效能表现。刀库的容量、规划，针对不同的工具机，其方式也有所不同，根据刀库的容量、外型和取刀方式可概分为以下几种：1-1-1 斗笠式刀库普通只能存1624把刀具，斗笠式刀库在换刀时整个刀库向主轴挪动。当主轴上的刀具进入刀库的卡槽时，主轴向上挪动脱离刀具，这时刀库转动。当要换的刀

3、具对正主轴正下方时主轴下移，使刀具进入主轴锥孔内，夹紧刀具后，刀库退回原来的位置。1-1-2 圆盘式刀库圆盘式刀库通常运用在小型立式综合加工机上。圆盘刀库普通俗称盘式刀库，以便和斗笠式刀库、链条式刀库相区分。圆盘式的刀库容量不大，顶多二、三十把刀。需搭配自动换刀机构ATC(Auto Tools Change)进展刀具交换。1-1-3 链条式刀库链条式刀库的特点是可储放较多数量之刀具，普通都在20把以上，有些可储放120把以上。它是藉由链条将要换的刀具传到指定位置，由机械手将刀具装到主轴上。换刀动作均采用马达加机械凸轮的构造，此设计之构造简单、动作快速、确实、可靠，但是价钱较高，通常为客制化产品

4、。1-2 自动换刀系统自动换刀系统是CNC工具机的重要组成部分，主要是将加工所需刀具，从刀库中传送到主轴夹持机构上。刀具夹持元件的构造特性及其与工具机主轴的结合方式，将直接影响工具机的加工性能。刀库构造方式及刀具交换安装的任务方式，那么会影响工具机的换刀效率。自动换刀系统本身及相关构造的复杂程度，又会对整机的本钱产生直接影响。数控工具机的自动换刀系统大约分为1.油压机构2.气压机构3.电气式凸轮机构。在不断追求速度及可靠性提升的数控工具机市场，凸轮式换刀机构就广泛的被采用。此设计只用一个驱动马达就可完成复杂的换刀动作，快速确实，除了换油外没有其他耗费零件及保养需求，缺点率最少，寿命超越百万次以

5、上。普通具有ATC安装者都有ATC臂。换刀时假设是需求在刀具库与主轴两处改换，那么需求ATC臂来补助。但有些工具机并不需求ATC臂即可完成换刀动作。2. 刀库技术开展趋势未来工具机产业的开展，均以追求高速、高精度、高效率为目的。随着切削速度的提高，切削时间的不断缩短，对换刀时间的要求也在逐渐提高；换刀的速度已成为高等级工具机的一项重要目的。快速自动换刀技术是以减少辅助加工时间为主要目的，综合思索工具机的各方面要素，在尽能够短的时间内完成刀具交换的技术方法。普通强互换刀速度快的卧式机台，皆有几个特点：1.刀臂短 2.刀臂不一定成直线 3.两刀能够相互垂直 4.凸轮箱小且可挪动。其主要目的是要让换

6、刀时，可动件之转动惯量小，以到达快速换刀之目的。该技术包括刀库的设置、换刀方式、换刀执行机构和顺应高速工具机的构造特点等。2-1 换刀速度目的衡量换刀速度的方法主要有二种：1.刀到刀换刀时间(T to T) 2.切屑到切屑换刀时间(C to C)。由于切屑到切屑换刀时间根本上就是综合加工机两次切削之间的时间，反映了综合加工机换刀所需的辅助时间，因此切屑到切屑换刀时间应是衡量综合加工机效率高低的最直接目的。而刀到刀换刀时间那么主要反映自动换刀安装本身性能的好坏，适宜作为工具机自动换刀安装的性能目的，这两种方法通常用来评价换刀速度。至于换刀时间多少才算得上是高速工具机，并没有确定的目的，在技术条件

7、能够的情况下，应尽能够提高换刀速度。2-2 提高换刀速度的根本原那么工具机的换刀安装，通常由刀库和换刀机构组成，有些运用机械手臂换刀，有些换刀方式并不需求机械手臂，刀库的方式和摆放位置也不一样。为了适宜高速运动的需求，高速工具机在构造上已和传统的工具机不同。以刀具运动进给为主，减小运开工件的质量，已成为高速工具机设计的主流。因此，设计换刀安装时，要充分思索到高速工具机的构造特征。2-3 提高换刀速度的主要技术方法适宜于工具机的快速自动换刀技术主要有以下几个方面：在传统自动换刀安装的根底上提高动作速度，或采用动作速度更快的机构和驱动元件。例如，机械凸轮构造的换刀速度高于液压和气动构造。根据高速工

8、具机的构造特点设计刀库和换刀安装的方式和位置。例如，传统工具机的刀库和换刀安装多装在立柱一侧，在高速工具机那么多为立柱挪动的进给方式，为减轻运动件质量，刀库和换刀安装不宜再装在立柱上。采用新方法进展刀具快速交换，不用刀库和机械手方式，而改用其它方式换刀。例如不用换刀，用换主轴的方法。运用适宜于高速工具机的刀柄。如HSK刀柄质量轻，装卸刀具的行程短，可以使自动换刀安装的速度提高。快速自动换刀安装采用HSK空心短锥柄刀是开展的趋势。3. 主要刀库系统厂商简介刀库产业之生态，很明显的是自动换刀机构(ATC)与(TOOLSMAGAZINE)为相互依存之产业，分工巧腻且互为上下游之产业。虽然有些刀库厂商

9、也有消费自动换刀机构，但并不普遍且量都不大。因此，可将其区分为刀库及自动换刀机构两个产业。由于台湾工具机产业近几年竞争力快速提升，刀库及换刀机构更是蓬勃开展。专业刀库厂商如德大、臻赏、吉辅等；产品除了供应国内需求外，更积极拓展外销市场，或寻求与国外工具机大厂协作，切入国际市场。另外还有北钜、马特、钢豪、圣杰、首轮等。各家公司各有擅长，成果也都相当丰盛。换刀机构专业厂商有德士凸轮、欧权、吉径及尚金等，其中德士凸轮有极高的市占率，各家厂商也各有特征。兹就各厂商特点及开展现况简述如下。3-1 德大机械德大机械主要产品为各式样刀库，产品行销国内及欧美市场。德大机械将企业市场实力归功于企业文化的建立，以

10、为刀库这个领域产品复杂度高；竞争力的强弱关键在于管理的优劣。以为公司的永续开展、长治久安，必定要有完善的管理制度。因此，注重根底管理与企业文化的建立，以期提高员工素养及建立自动自发、积极任事、老实、认错、改善、用心的共同价值观。德大机械拥有多样化的产品及快速反响才干，使得客户可以快速找到相近规格产品，迅速满足客户需求。其对于技术、质量的坚持以及对于物料、制程管理的才干深获客户一定。3-2 吉辅企业秉持诚信、踏实、创新的理念，除了为工具机产业的开展奉献心力，更积极投入各项社会公益，促进社会福祉。为因应三高市场需求，吉辅研发高速加工机复合凸轮驱动之同步打刀、开/关门之定轴式高速卧式刀库。此新型刀库

11、搭配高速主轴同步完成开关门、夹松刀及换刀等动作，换刀时间短。不仅提升了工具机的运用效能；更符合高速化、高精度及高效率的需求。吉辅公司除配合工具机业者努力于各式高阶产品的研发，对于泛用型轻量化低本钱架构刀库的开展也着力至深；于今年胜利的推出配合立式综合切削加工机的经济型圆盘式刀库，提供客户更经济及维修更方便容易的产品。3-3 臻赏工业诚信、担任、永续运营不断都是臻赏工业不变的运营信心。诚信的与客户往来、担任究竟的处理客户需求，并继续的研发生长。臻赏不断的提升质量与技术层次，除开发全系列刀库机种包含圆盘式、链条式、斗笠式、伞型刀库之外，并与客户协作研发各种特殊机种，以满足客制化之需求。如HF平置刀

12、库、50#圆盘升降刀库、重刀链式刀库、卧式多刀仓刀库等等，2021年更新开发了新型的Tapping center公用刀库。该公司也是同业间最早导入ERP系统的厂商；能充分掌握消费排程负荷及物料需求落点，准确管控消费进度。自2007年起更努力于管理层面，藉由部门与跨部门会议，订定目的与计画，加强基层员工根本任务观念、各部门整体绩效、跨部门协调整合，进而提升公司竞争力。3-4 德士凸轮德士凸轮创业至今已廿十多年，历经各种困难困苦与挑战。在全体员工同心协力下，努力于产品研发与市场开辟，在质量上精益求精，并追求效率之提升，目前分割器与凸轮ATC在市场都有很高的占有率。公司能有今日之规模主要在于实际与阅

13、历之有效结合，加上创新及能长期坚持理想。德士所研发的ATC自动换刀机构，主要是滚子式凸轮构造，该安装优点在于输出轴的惯性矩小、构造体积小、出力大，可组合许多动作。另外精度高、分度范围广，配合机器的设计需求，扣刀角度3090都可设计，运动曲线可恣意搭配做高速动作。抓刀速度稳定确实、低噪音，扣刀、插刀准确，不会损坏主轴质量，相对提高主轴加工精度及运用寿命。在未来的运营规划上，德士也尝试往不同的产品领域开展，目前正在从事其它产业的自动化设备的开发。在质量稳定的同时，还朝向高速化努力，将挑战凸轮ATC，在BT-40约1秒，BT-30约0.5秒的水准。3-5 吉径科技吉径主要产品为凸轮式换刀机构，此产品

14、设计之优点为：只用一个驱动马达就可完成复杂的换刀动作，快速、确实。除了换油外没有其他耗费零件及保养需求，缺点率最少，寿命超越百万次以上。过去台湾工具机普遍还采用较慢速之凸轮机构，但这几年来渐渐有朝高速开展景象，不过遭遇许多工具机机构与凸轮箱搭配间之技术瓶颈，急待突破。该公司也替台湾客户积极寻求日本技术协助，使能找到最正确之组合早日抑制困难。2年前该公司与日本技术协作，开场研发消费快速换刀凸轮机构，供销日本市场，其换刀速度是：BT30(0.5秒)，BT40(0.8秒)，BT50(1.5秒)全部是依日本客户需求设计制造之产品，速度快、体积小、分量轻，未来也希望可以提供应国内工具机厂运用。3-6 欧

15、权科技欧权公司成立至今已迈入第5年，公司技术除自行研讨开发外，并与日本高广(TAKAHIRO)公司技术协作，开发各项产品。高广公司每23个月皆由其技术部长率员来该公司技术指点；从设计、设备、组装等方面逐项检讨并做改良。使得该公司产品除了具有高质量水准外，又有价钱竞争优势。工具机厂对ATC换刀机构要求方向：更快速、可靠的换刀动作。目前市场上大多采提早松刀方式，但在更快速的要求下，仍会出现不可靠的盲点，针对此问题，该公司与高广公司研讨开发油压同动的ATC或运用机械同动打刀ATC来满足更高的需求。该公司同时也配合客户特殊需求开发ATC及运用滚齿凸轮机构原理的第四轴、第五轴、卧式综合中心加工机B轴、车床B轴、立式综合中心加工机U轴、任务台交换机构APC等开发。产业机械之运用产品有5高精度分割机。3-7 尚金精细专业消费ATC自动换刀机构与高速精细分割器，成立短短5年，已有不错的成果；面对各方的磨练，使尚金加速前进。不断研发以提高产品质量，无论在任何自动化产业中，均能提供最正确效能、改善问题，并使产品发扬最大效益。秉持快速效力的精神，使客户可以在最短的时间内复工，以最精简的人员，做出最大的效益。并努力于提升产品准确度并朝多元化的方向开展。4. 问题与挑战面对全球经济生