你对加工中心自动换刀装置的了解有多少

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数控机床是一种通过数字信息控制机床按给定的运动轨迹，进行自动加工的机电一体化的加工装备。经过半个世纪的发展，数控机床已是现代制造业的重要标志之一。龙门加工中心是数控机床的一种，是现代工件在加工过程中所采用的高精机械。现有的技术水平一度成为企业现代化程度的重要标志，也成为现在制造行业的发展方向。同时也是机床系列中的重要机型构成，使用范围广泛。数据采集系统是机床监控系统的前端子系统与关键构成部分的组成，数据采集系统的设计效果决定着监控系统的数据有效性能。

龙门加工中心是柔性加工生产线上重要的设备，是高度机电一体化的产品，工件装夹后，数控系统能控制机床按不同工序自动选择、更换刀具、自动对刀、自动改变主轴转速、进给量等，可连续完成钻、镗、铣、铰、攻丝等多种工序，因而大大减少了工件装夹时间、测量和机床调整等辅助工序时间，对加工形状比较复杂，精度要求较高，品种更换频繁的零件具有良好的经济效果。

其自动换刀装置主要分为直接换刀方式、机械手换刀方式和转塔头方式三种类型：

(1)转塔头方式

转塔头方式是通过砖塔的旋转，使需要的刀具移动到相应位置的换刀方式。它一般为顺序换刀，优点是结构紧凑，换刀时间极短，一般较多应用于加工曲轴类等细长类工件且需要完成多道工序的零件。

转塔头方式的自动换刀装置又分为转塔刀架换刀和砖塔主轴头换刀两种方式。转塔刀架换刀方式是在转塔主轴上安装环装刀架，不同刀具依次排列在刀架上，通过转塔头的旋转，实现自动换刀动作，刀具的位置，依靠刀架的旋转分度来定位。这是一种非常简单的自动换刀装置，结构上具有良好的刚度，可以承受粗加工的切削力度。这种装置对刀架旋转的定位精度有较高的要求，如果旋转定位精度有误差，就无法将刀具送到准确的位置。

转塔主轴头换刀方式也需要配备转塔，但转塔主轴上连接的不是刀架，而是多个不同方位，成章鱼触手状分布的分主轴头，每个主轴头上事先安装有各个工序需要使用的刀具。工作中，通过旋转转塔，各主轴头按照程序指令，依次转动到加工位置，从而实现自动换刀动作。这种换刀方式，由于各分主轴都集中在一个转塔上，对转塔主轴的刚度有较高的要求，刀具主轴的数量也有所限制。转塔主轴头换刀方式主要应用在小型立式加工中心。

(2)直接换刀方式

直接换刀方式就是指换刀过程由刀库和主轴箱配合完成，这是最直接的换刀方式。

按照换刀过程中刀库是否发生位移来区分，直接换刀方式又可以分为刀库移位方式和刀库固定方式两种。刀库移位方式中，刀库是可以移动的，在换刀前，刀库进入换刀工作区，换刀后在退出该区域。这种换刀方式由于刀库发生的运动较多，布局比较讲究，灵活性和适应性较差。

刀库固定方式中，主要通过主轴箱的移动进行选刀。刀库可以是保持静止的，也可以只进行位置旋转。前者只能进行顺序选刀，适用于刀具数量较少的加工中心，而后者可以实现转位选刀。这种选刀方式减少了刀库的移动，可以大大简化刀库的设计结构，对换刀过程的控制也简单可靠。

(3)机械手换刀方式

机械手换刀方式就是指在换刀时，由机械手进行操作，负责在刀库和主轴之间传递刀具，将需要使用的刀具推送到主轴上，再将替换下来的刀具送回到刀库内。这种换刀方式虽不如前一种来得直接，但避免了刀库和主轴为换刀进行移动，而是由机械手代替。这样就使机械元件运动幅度减小，完成换刀的速度更快，设计布局也更加灵活，因此广泛应用于大多数加工中心。

如果每把刀具使用各自独立的机械手进行切换，称为专用