164第九节机床刀架和自动换刀装置设计.ppt

第九节机床刀架和自动换刀装置设计第九节机床刀架和自动换刀装置设计本节主要内容有：本节主要内容有：一、机床刀架和自动换刀装置的功能、类型和应一、机床刀架和自动换刀装置的功能、类型和应满足的要求满足的要求 二、机床刀架及其转位、定位机构设计二、机床刀架及其转位、定位机构设计 三、自动换刀装置的工作原理和构成三、自动换刀装置的工作原理和构成 四、刀具编码和识别装置四、刀具编码和识别装置 1 1一、机床刀架和自动换刀装置的功能、类型和一、机床刀架和自动换刀装置的功能、类型和应满足的要求应满足的要求（一）机床刀架和自动换刀装置的功能（一）机床刀架和自动换刀装置的功能机床上的刀架是安放刀具的重要部件，许多刀架机床上的刀架是安放刀具的重要部件，许多刀架还直接参与切削工作这些刀架既安放刀具，而还直接参与切削工作这些刀架既安放刀具，而且还直接参与切削，承受极大的切削力，所以它且还直接参与切削，承受极大的切削力，所以它往往成为工艺系统中的较薄弱环节随着自动化往往成为工艺系统中的较薄弱环节随着自动化技术的发展，机床的刀架也有了许多变化，特别技术的发展，机床的刀架也有了许多变化，特别是数控车床上采用电（液）换位的自动刀架，有是数控车床上采用电（液）换位的自动刀架，有的还使用两个回转刀盘。

加工中心则进一步采用的还使用两个回转刀盘加工中心则进一步采用了刀库和换刀机械手，实现了大容量储存刀具和了刀库和换刀机械手，实现了大容量储存刀具和自动交换刀具的功能自动交换刀具的功能2 2（二）机床刀架和自动换刀装置的类型（二）机床刀架和自动换刀装置的类型按照安装刀具的数目可分为单刀架和多刀架按按照安装刀具的数目可分为单刀架和多刀架按结构形式可分为方刀架、转塔刀架、回轮式刀架结构形式可分为方刀架、转塔刀架、回轮式刀架等按驱动刀架转位的动力可分为手动转位刀架等按驱动刀架转位的动力可分为手动转位刀架和自动（电动和液动）转位刀架和自动（电动和液动）转位刀架数控车床的自动换刀装置主要采用回转刀盘，刀数控车床的自动换刀装置主要采用回转刀盘，刀盘上安装盘上安装8-12 把刀有的数控车床采用两个刀盘，把刀有的数控车床采用两个刀盘，实行四坐标控制，少数数控车床也具有刀库形式实行四坐标控制，少数数控车床也具有刀库形式的自动换刀装置的自动换刀装置 3 3图图3-119a 是一个刀架上的回转盘，刀具与主轴中心是一个刀架上的回转盘，刀具与主轴中心平行安装，回转刀盘既有回转运动又有纵向进给平行安装，回转刀盘既有回转运动又有纵向进给运动（运动（s 纵）和横向进给运动（纵）和横向进给运动（S 横）。

横） 4 4图图3-119b 为刀盘中心线相对于主轴中心线倾斜的回为刀盘中心线相对于主轴中心线倾斜的回转刀盘，刀盘上有转刀盘，刀盘上有6-8 个刀位，每个刀位上可装两个刀位，每个刀位上可装两把刀具，分别加工外圆和内孔把刀具，分别加工外圆和内孔 5 5图图3-119c是装有两个刀是装有两个刀盘的数控车床，刀盘的数控车床，刀盘盘1 的回转中心与主的回转中心与主轴中心线平行，用轴中心线平行，用于加工外圆；刀盘于加工外圆；刀盘2 的回转中心线与主的回转中心线与主轴中心线垂直，用轴中心线垂直，用以加工内表面以加工内表面 6 6图图3-119d 是安装有是安装有刀库的数控车床，刀库的数控车床，刀库可以是回转刀库可以是回转式或链式，通过式或链式，通过机械手交换刀具机械手交换刀具 7 7图图3-119e 是带鼓轮式刀库是带鼓轮式刀库的车削中心，图中的车削中心，图中3 为为回转刀盘，上面装有多回转刀盘，上面装有多把刀具，把刀具，4是鼓轮式刀是鼓轮式刀库，其上可装库，其上可装6-8 把刀，把刀，5是机械手，可将刀库是机械手，可将刀库中的刀具换到刀具转轴中的刀具换到刀具转轴6上去，上去，6可由电动机驱可由电动机驱动回转进行铣削加工，动回转进行铣削加工，7 为回转头，可交换采为回转头，可交换采用回转刀盘用回转刀盘3和刀具转和刀具转轴轴6 ，轮番进行加工。

轮番进行加工8 8因为加工中心有立式、卧式、龙门式等几种，所因为加工中心有立式、卧式、龙门式等几种，所以这些机床上的刀库和换刀装置也各式各样以这些机床上的刀库和换刀装置也各式各样加工中心上刀库类型有：鼓轮式刀库、链式刀加工中心上刀库类型有：鼓轮式刀库、链式刀库、格子箱式刀库和直线刀库等库、格子箱式刀库和直线刀库等如下图所示如下图所示 9 9 鼓鼓轮轮式式刀刀库库1010鼓鼓轮轮式式刀刀库库 11111212换刀机械手分为单臂单手式、单臂双手式和双手换刀机械手分为单臂单手式、单臂双手式和双手式机械手单臂单手式结构简单，换刀时间较式机械手单臂单手式结构简单，换刀时间较长适用于刀具主轴与刀库刀座轴线平行、刀长适用于刀具主轴与刀库刀座轴线平行、刀库刀座轴线与主轴轴线平行以及刀库刀座轴线库刀座轴线与主轴轴线平行以及刀库刀座轴线与主轴轴线垂直的场合单臂双手式机械手可与主轴轴线垂直的场合单臂双手式机械手可同时抓住主轴和刀库中的刀具，并进行拔出、同时抓住主轴和刀库中的刀具，并进行拔出、插入，换刀时间短，广泛应用于加工中心上的插入，换刀时间短，广泛应用于加工中心上的刀库刀座轴线与主轴轴线相平行的场合。

刀库刀座轴线与主轴轴线相平行的场合双手式机械手，结构较复杂，换刀时间短，这种双手式机械手，结构较复杂，换刀时间短，这种机械手除完成拔刀、插刀外，还起运输刀具的机械手除完成拔刀、插刀外，还起运输刀具的作用1313 单单臂臂单单手手式式1414 单单臂臂双双手手式式1515 双双手手式式机机械械手手1616（三）机床刀架自动换刀装置应满足的要求（三）机床刀架自动换刀装置应满足的要求l ）满足工艺过程所提出的要求满足工艺过程所提出的要求 2 ）刀具交换前后都能处于正确位置刀具交换前后都能处于正确位置 3 ）刀架、刀库、换刀机械手都应具有足够的刚度刀架、刀库、换刀机械手都应具有足够的刚度 4 ）可靠性高可靠性高 5 ）刀架和自动换刀装置的换刀时间应尽可能缩短刀架和自动换刀装置的换刀时间应尽可能缩短 6 ）操作方便和安全操作方便和安全 1717二、机床刀架及其转位、定位机构设计二、机床刀架及其转位、定位机构设计 （一）机床上的刀架（一）机床上的刀架刀架是机床的重要组成部分，用于夹持切削用刀架是机床的重要组成部分，用于夹持切削用的刀具，因此其结构直接影响机床的切削性能的刀具，因此其结构直接影响机床的切削性能和切削效率。

和切削效率在一定程度上，刀架的结构与性在一定程度上，刀架的结构与性能体现了机床的设计制造技术水平能体现了机床的设计制造技术水平1818图图3-122 是卧式车床的四方刀架逆时针转动手柄是卧式车床的四方刀架逆时针转动手柄1 ，通过销子，通过销子2 带动轴套带动轴套3 、、4和端面凸轮和端面凸轮5 回转，回转，抬起定位销抬起定位销7 ，继续逆时针转动手柄，继续逆时针转动手柄1 ，销子，销子8 带带动四方刀架转位转位后靠弹簧动四方刀架转位转位后靠弹簧10 将钢球将钢球9 压在压在刀架座的圆锥孔内，实现方刀架粗定位然后，刀架座的圆锥孔内，实现方刀架粗定位然后，顺时针方向转动手柄顺时针方向转动手柄1 ，端面凸轮被复位，定位，端面凸轮被复位，定位销销7 在弹簧在弹簧6 的作用下，重新插入另一定位孔内完的作用下，重新插入另一定位孔内完成精定位继续转动手柄成精定位继续转动手柄1 ，依靠螺纹夹紧刀架依靠螺纹夹紧刀架 19192020卧式车床刀架只能装四把刀，卧式车床刀架只能装四把刀，加上尾座也最多装五把刀加上尾座也最多装五把刀而有些零件加工表面很多，而有些零件加工表面很多，需要更多的刀具才能完成需要更多的刀具才能完成。

因而出现了将尾座去掉，因而出现了将尾座去掉，在此位置上安装能纵向移在此位置上安装能纵向移动的多工位转塔刀具，这动的多工位转塔刀具，这样在转塔上可装六把刀具，样在转塔上可装六把刀具，加上前刀架、后刀架，可加上前刀架、后刀架，可使刀具增加到使刀具增加到10 把以上，把以上，形成转塔车床形成转塔车床2121半半自自动动转转塔塔车车床床的的转转塔塔刀刀架架装装配配图图2222经济型数控车床采用的自动经济型数控车床采用的自动转位刀架转位刀架 23231、电动机、电动机 2、联轴器、联轴器 3、蜗杆轴、蜗杆轴 4、蜗轮丝杠、蜗轮丝杠 5、刀架底座、刀架底座 6、粗定位盘、粗定位盘 7、刀架体、刀架体 8、球头销、球头销 9、转位套、转位套 10、电刷座、电刷座 11、发信体、发信体 12、螺母、螺母 13、、14电刷电刷 15、粗定位销、粗定位销WZD4数控车床方刀架结构24241、电动机、电动机2、联轴器、联轴器3、蜗杆轴、蜗杆轴4、蜗轮丝杠、蜗轮丝杠5、刀架底座、刀架底座6、粗定位盘、粗定位盘7、刀架、刀架体体8、球头销、球头销9、转位套、转位套10、电刷座、电刷座11、发信体、发信体12、螺母、螺母13、、14电刷电刷15、粗定、粗定位销位销WZD4树控车床方刀架结构2525随着数控车床的不断发展，刀架结构形式也在不断翻新，但随着数控车床的不断发展，刀架结构形式也在不断翻新，但大体分为排刀式刀架和转塔式刀架两大类。

大体分为排刀式刀架和转塔式刀架两大类排刀式刀架一排刀式刀架一般用于小规格般用于小规格数控车床，以数控车床，以加工棒料为主加工棒料为主的机床较为常的机床较为常见它仅适用见它仅适用于加工直径小于加工直径小于于100 mm 的车的车床直径大于床直径大于100mm 的车床的车床多采用转塔刀多采用转塔刀架 2626 数控数控车床床1212个个刀位刀位的回的回转刀刀架架结构构图 2727 电电动动回回转转刀刀架架 1、定位套、定位套 2、预定位销、预定位销 3、定位齿盘、定位齿盘4、夹紧轮、夹紧轮 5、套、套 6、轴销、轴销 7、套、套 8、轴、轴 9、行星轮系杆、行星轮系杆 10、电动机、电动机 11、定程开关、定程开关 12、齿轮、齿轮 13、电磁铁、电磁铁 14、预定位杆、预定位杆2828（二）机床刀架的转位机构设计（二）机床刀架的转位机构设计从前面介绍的几种刀架结构看，卧式车床采用手柄、从前面介绍的几种刀架结构看，卧式车床采用手柄、转轴、端面凸轮、销子带动方刀架转位；转塔车转轴、端面凸轮、销子带动方刀架转位；转塔车床转塔刀架则采用液压缸活塞齿条、齿轮转动刀床转塔刀架则采用液压缸活塞齿条、齿轮转动刀架体转位；电动机驱动转位机构。

架体转位；电动机驱动转位机构2929( 1 ）液压（或气动）驱动的活塞齿条齿轮转位机构）液压（或气动）驱动的活塞齿条齿轮转位机构这种由液动机驱动的转位机构调速范围大、缓冲这种由液动机驱动的转位机构调速范围大、缓冲制动容易，转位速度可调，运动平稳，结构尺寸制动容易，转位速度可调，运动平稳，结构尺寸较小，制造容易，因而应用较广泛较小，制造容易，因而应用较广泛而转位角度而转位角度大小可由活塞杆上的限位挡块（图大小可由活塞杆上的限位挡块（图3-124 ）来调整也有采用气动的，气动的优点是结构简单，速度也有采用气动的，气动的优点是结构简单，速度可调，但运动不平稳，有冲击，结构尺寸大，驱可调，但运动不平稳，有冲击，结构尺寸大，驱动力小故一般多用在非金属切削的自动化机械动力小故一般多用在非金属切削的自动化机械和自动线的转位机构中和自动线的转位机构中 3030( 2 ）圆柱凸轮步进）圆柱凸轮步进式转位机构式转位机构这种转位机构依靠这种转位机构依靠凸轮轮廓强制刀凸轮轮廓强制刀架作转位运动，架作转位运动，运动规律完全取运动规律完全取决于凸轮轮廓形决于凸轮轮廓形状如图3-129 所所示示 3131( 3 ）伺服电动驱动的刀架转位现代技术的发展，可）伺服电动驱动的刀架转位现代技术的发展，可以采用直流（或交流）伺服电动机驱动蜗杆、蜗以采用直流（或交流）伺服电动机驱动蜗杆、蜗轮（消除间隙）实现刀架转位，转位的速度和轮（消除间隙）实现刀架转位，转位的速度和角位移角位移均可通均可通过半闭过半闭环反馈环反馈进行精进行精确控制确控制加以实加以实现，如现，如图图3-130 所示。

所示3232（三）定位机构设计（三）定位机构设计目前在刀架的定位机构中多采用锥销定位和端面齿目前在刀架的定位机构中多采用锥销定位和端面齿盘定位圆柱销和斜面销定位时容易出现间隙圆柱销和斜面销定位时容易出现间隙圆锥销定位精度较高，它进入定位孔时一般靠弹圆锥销定位精度较高，它进入定位孔时一般靠弹簧力或液压、气动，圆锥销磨损后仍可以消除间簧力或液压、气动，圆锥销磨损后仍可以消除间隙，以获得较高的定位精度隙，以获得较高的定位精度 ( l ）端齿盘定位）端齿盘定位端齿盘定位由两个齿形相同的端面齿盘相啮合而成端齿盘定位由两个齿形相同的端面齿盘相啮合而成（图（图3-131 ) ，由于啮合时各个齿的误差相互抵偿，，由于啮合时各个齿的误差相互抵偿，起着误差均化的作用，定位精度高起着误差均化的作用，定位精度高3333齿盘的齿形角一般有齿盘的齿形角一般有2a 等于等于900 和和600 两种齿盘的两种齿盘的齿数齿数z的选择应根据所要求的分度数以及齿盘外径的选择应根据所要求的分度数以及齿盘外径D 的大小来确定齿形半角的大小来确定齿形半角a 和齿数和齿数z 与齿顶半角与齿顶半角φ的关系的关系 3434( 2 ）端齿盘定位的特点）端齿盘定位的特点l ）定位精度高。

由于端齿盘定位齿数多，且沿圆周均布，）定位精度高由于端齿盘定位齿数多，且沿圆周均布，向心多齿结构，经过研齿的齿盘，其分度精度一般可达土向心多齿结构，经过研齿的齿盘，其分度精度一般可达土3 ″左右，最高可达左右，最高可达0 . 4 ″以上，一对齿盘啮合时具有自以上，一对齿盘啮合时具有自动定心作用所以中心轴的回转精度、间隙及磨损对定心动定心作用所以中心轴的回转精度、间隙及磨损对定心精度几乎没有影响，对中心轴的精度要求低，装置容易精度几乎没有影响，对中心轴的精度要求低，装置容易2 ）重复定位精度好由于多齿啮合相当于上下齿盘齿的反）重复定位精度好由于多齿啮合相当于上下齿盘齿的反复磨合对研，越磨合精度越高，重复定位精度也越好复磨合对研，越磨合精度越高，重复定位精度也越好3 ）定位刚性好，承载能力大两齿盘多齿啮合由于齿盘）定位刚性好，承载能力大两齿盘多齿啮合由于齿盘齿部强度高，并且一般齿数啮合率不少于齿部强度高，并且一般齿数啮合率不少于90 % , 齿面啮合齿面啮合长度不少于长度不少于60 % ，故定位刚性好，承载能力大故定位刚性好，承载能力大 3535三、自动换刀装置的工作原理和构成三、自动换刀装置的工作原理和构成 （一）自动换刀装置的工作原理（一）自动换刀装置的工作原理具有钻、镗、铣功能的数控铿铣床，为了使工具有钻、镗、铣功能的数控铿铣床，为了使工件能在一次安装中实现工序高度集中、加工完件能在一次安装中实现工序高度集中、加工完最多的工件表面，且尽量节省辅助时间，一般最多的工件表面，且尽量节省辅助时间，一般在其上配置刀库，并由机械手进行自动换刀，在其上配置刀库，并由机械手进行自动换刀，形成带自动交换刀具装置的数控镗铣床，通称形成带自动交换刀具装置的数控镗铣床，通称加工中心加工中心（（Machining Center , MC ）。

3636初期曾采用转塔头式的初期曾采用转塔头式的换刀方式，如图，它换刀方式，如图，它的电动机、变速箱、的电动机、变速箱、转塔头做成一体，结转塔头做成一体，结构紧凑；变速箱工作构紧凑；变速箱工作时的振动和热量都直时的振动和热量都直接传到转塔上来，而接传到转塔上来，而且且每把刀都需要一个每把刀都需要一个主轴主轴，所以它的刀具，所以它的刀具数量、尺寸、结构都数量、尺寸、结构都受到很多限制受到很多限制 3737采用单独储存刀具的刀库，刀具数量可以增多，采用单独储存刀具的刀库，刀具数量可以增多，以满足加工复杂零件的需要，这时的加工中以满足加工复杂零件的需要，这时的加工中心心只需一个夹持刀具进行切削的主轴只需一个夹持刀具进行切削的主轴，所以制造，所以制造难度也比转塔力架低小型加工中心有采用难度也比转塔力架低小型加工中心有采用无无机械手换刀方式的，如机械手换刀方式的，如XH754 系列卧式加系列卧式加工中心（图工中心（图3-133 ） 38383939这种刀库的驱动是由伺服电动机经齿轮、蜗杆、蜗这种刀库的驱动是由伺服电动机经齿轮、蜗杆、蜗轮转动刀库（图轮转动刀库（图3-134 ）为了消除齿侧间隙而采）。

为了消除齿侧间隙而采用双片齿轮蜗杆、蜗轮采用单头双导程蜗杆用双片齿轮蜗杆、蜗轮采用单头双导程蜗杆（左齿面导程（左齿面导程9 . 6133mm ，右齿面导程为，右齿面导程为9 . 2363mm ）消除蜗杆蜗轮啮合间隙，压盖）消除蜗杆蜗轮啮合间隙，压盖5 和轴承和轴承套套6 之间用螺纹联接之间用螺纹联接转动套转动套6 就可使蜗杆轴向移就可使蜗杆轴向移动以调整间隙动以调整间隙，螺母，螺母7 用于在调整后锁紧刀库用于在调整后锁紧刀库的最大转角的最大转角1800 ，在控制系统中有一个自动判别，在控制系统中有一个自动判别机能，决定刀库正反转，以使转角最小机能，决定刀库正反转，以使转角最小刀库及转位机构装在一个箱体内，用滚动导轨支承刀库及转位机构装在一个箱体内，用滚动导轨支承在立柱顶部，用液压缸驱动箱体的前移和后退在立柱顶部，用液压缸驱动箱体的前移和后退 40404141图图3-135 为为JCS-018 立式加工中心刀库中刀具储存方立式加工中心刀库中刀具储存方向与主轴方向在空间相差向与主轴方向在空间相差900 的自动换刀系统的自动换刀系统20 把刀的圆盘刀库由伺服电动机经十字滑块联轴器、把刀的圆盘刀库由伺服电动机经十字滑块联轴器、蜗杆、蜗轮带动旋转。

机床加工时，刀库子先按蜗杆、蜗轮带动旋转机床加工时，刀库子先按程序中的程序中的“T ”指令将准备换的刀具转到刀库最指令将准备换的刀具转到刀库最下端的位置加工完毕，气缸下端的位置加工完毕，气缸4 的活塞杆带动拨的活塞杆带动拨叉叉5 上升，拨动刀座上升，拨动刀座6 的右部滚子，使刀座、刀具的右部滚子，使刀座、刀具旋转旋转900 , 刀头向下刀头向下 42424343图图3-136 为为JCS-018 换刀机械手的驱换刀机械手的驱动机构换刀时，主轴箱上升至动机构换刀时，主轴箱上升至换刀位置，机械手由液压缸活塞换刀位置，机械手由液压缸活塞齿条齿条2 、齿轮、齿轮3 、传动盘、传动盘4 、杆、杆5 带动回转带动回转750 两手分别抓住主轴两手分别抓住主轴和刀座中的刀具拔出在气缸活和刀座中的刀具拔出在气缸活塞齿条塞齿条7 、齿轮、齿轮6 ，传动盘，传动盘4 、杆、杆5 带动手臂回转带动手臂回转1800 气缸1 使刀使刀臂上升，将新刀具插入主轴，旧臂上升，将新刀具插入主轴，旧刀具插入刀座中主轴内的夹紧刀具插入刀座中主轴内的夹紧机构自动夹紧刀具，在液压缸活机构自动夹紧刀具，在液压缸活塞齿条塞齿条2 的作用下，手臂反方向的作用下，手臂反方向回转回转750 回原位。

在图回原位在图3-135 中气中气缸缸4 的作用下，刀座向上转的作用下，刀座向上转900 ，，与刀库同向整个换刀过程约为与刀库同向整个换刀过程约为6-10s 汽缸汽缸 活塞活塞齿条齿条 活塞活塞齿条齿条 齿轮齿轮 齿轮齿轮 传动盘传动盘 杆杆4444图1 JCS—018A立式镗铣加工中心外形图 4545图2 机械手的传动结构图 4646　　　　图图2 2为为机机械械手手的的传传动动结结构构图图本本机机床床上上使使用用的的换换刀刀机机械械手手为为回回转转式式单单臂臂双双手机械械手手如如前前述述刀刀库库结结构构，，刀刀套套下下转转9090°后后，，压压下下行行程程开开关关，，发发出出机机械械手手抓抓刀刀信信号号此此时时，，机机械械手手2121正正处处在在图图中中所所示示的的上上面面位位置置，，液液压压缸缸1818右右腔腔通通压压力力油油，，活活塞塞杆杆推推动动齿齿条条1717向向左左移移动动，，带带动动齿齿轮轮1111转转动动如如图图3 3所所示示，，8 8为为升升降降液液压压缸缸的的活活塞塞杆杆，，齿齿轮轮1 1、、齿齿条条7 7和和机机械械手手臂臂轴轴2 2分分别别为为图图2 2中中的的齿齿轮轮1111，，齿齿条条1717和和机机械械手手臂臂轴轴1616。

连连接接盘盘3 3与与齿齿轮轮1 1用用螺螺栓栓连连接接，，它它们们空空套套在在机机械械手手臂臂轴轴2 2上上，，传传动动盘盘5 5与与机机械械手手臂臂轴轴2 2用用花花键键连连接接，，它它上上端端的的销销子子4 4插插入入连连接接盘盘3 3的的销销孔孔中中，，故故齿齿轮轮转转动动时时便便带带动动机械手臂轴转动，使机械机械手臂轴转动，使机械手回转手回转7575°抓刀 4747图3 机械手的传动结构局部示意图 4848　　　　如如图图2 2所所示示，，抓抓刀刀动动作作结结束束时时，，齿齿条条1717上上的的挡挡环环1212压压下下行行下下程程开开关关1414，，发发出出拔拔刀刀信信号号，，于于是是升升降降液液压压缸缸1515的的上上腔腔通通压压力力油油，，活活塞塞杆杆推推动动机机械械手手臂臂轴轴1616下下降降拔拔刀刀在在轴轴1616下下降降时时，，传传动动盘盘1010也也随随之之下下降降，，其其下下端端的的销销子子8(8(图图3 3中中的的销销子子6)6)插插入入连连接接盘盘5 5的的销销孔孔中中，，连连接接盘盘5 5和和其其下下面面的的齿齿轮轮4 4也也是是用用螺螺栓栓连连接接的的，，它它们们空空套套在在轴轴1616上上。

当当拔拔刀刀动动作作完完成成后后，，轴轴1616上上的的挡挡环环2 2压压下下行行程程开开关关1 1，，发发出出换换刀刀信信号号这这时时转转位位液液压压缸缸2020的的右右腔腔通通压压力力油油，，活活塞塞杆杆推推动动齿齿条条1919向向左左移移动动，，带带动动齿齿轮轮和和连连接接盘盘5 5转转动动，，通通过过销销子子8 8由由传传动动盘盘带带动动机机械械手转动手转动180°°，交换主轴上和刀库上的刀具位置交换主轴上和刀库上的刀具位置 4949　　　　换换刀刀动动作作完完成成后后，，齿齿条条1919上上的的挡挡环环6 6压压下下位位置置开开关关9 9，，发发出出插插刀刀信信号号，，使使升升降降油油缸缸下下腔腔通通压压力力油油，，活活塞塞杆杆带带着着机机械械手手臂臂轴轴上上升升插插刀刀，，同同时时传传动动下下面面的的销销子子8 8从从连连接接盘盘5 5的的销销孔孔中中移移出出插插刀刀动动作作完完成成后后，，轴轴1616上上的的挡挡环环压压下下行行程程开开关关3 3，，使使转转位位油油缸缸2020的的左左腔腔通通压压力力油油，，活活塞塞杆杆带带着着齿齿条条1919向向右右移移动动复复位位，，齿齿轮轮4 4空空转转，，机机械械手手无无动动作作。

齿齿条条1919复复位位后后，，其其上上挡挡环环压压下下行行程程开开关关7 7，，使使液液压压缸缸1818的的左左腔腔通通压压力力油油，，活活塞塞杆杆带带着着齿齿条条1717向向右右移移动动，，通通过过齿齿轮轮1111使使机机械械手手反反转转7575°°后后复复位位机机械械手手复复位位后后，，齿齿条条1717上上的的挡挡环环压压下下行行程程开开关关1313，，发发出出换换刀刀完完成成信信号号，，使使刀刀套套向向上上翻翻转转9090°，，为为下下次次选选刀刀做做好好准准备备，，同同时时机机床床继继续续执执行后面的操作换刀过程如图行后面的操作换刀过程如图4 4所示 5050图图4 4 换刀过程示意图换刀过程示意图(a)(a)步骤一；步骤一；(b)(b)步骤二；步骤二；(c)(c)步骤三；步骤三；(d)(d)步骤四；步骤四；(e)(e)步骤五；步骤五；(f)(f)步骤六；步骤六；(g)(g)步骤七；步骤七；(h)(h)步骤八步骤八 5151图图3-137 中，机械手手臂的两端各有一个手爪刀具中，机械手手臂的两端各有一个手爪刀具被弹簧的活动销被弹簧的活动销4 顶靠在固定爪顶靠在固定爪5 中。

锁紧销中锁紧销2 被被弹簧弹簧3 弹起，使活动销弹起，使活动销4 被锁住，不能后退这就被锁住，不能后退这就保证了在机械手运动过程中，手爪中的刀具不会保证了在机械手运动过程中，手爪中的刀具不会被甩出当手臂处于上换刀位置的被甩出当手臂处于上换刀位置的750 时，锁紧销时，锁紧销2 被挡块压下，活动销被挡块压下，活动销4 就可以活动，使得机械手就可以活动，使得机械手可以抓住（或放开）主轴或刀座中的刀具可以抓住（或放开）主轴或刀座中的刀具5252刀柄结构参见刀柄结构参见190页页5353图图3-138 所示为所示为JCS-013 卧式加工中心的自动换刀装卧式加工中心的自动换刀装置它的刀库中的刀具与主轴同方向，刀库有置它的刀库中的刀具与主轴同方向，刀库有60 把刀，其自动换刀过程如图把刀，其自动换刀过程如图3-138b 双双臂臂单单手机械械手手5454自自动动换换刀刀过过程程5555（二）链式刀库的构成（二）链式刀库的构成1 ．链式刀库的类型．链式刀库的类型链式刀库是目前用得最多的一种形式由一个主链式刀库是目前用得最多的一种形式由一个主动链轮，带动装有刀座的链条图动链轮，带动装有刀座的链条。

图3-139 为方形链为方形链式刀库的典型结构示意图式刀库的典型结构示意图目前我国一些厂家采用日本椿本链条公司目前我国一些厂家采用日本椿本链条公司（（TSUBAKI CHAIN CO . ）生产的装有刀座的刀）生产的装有刀座的刀库专用链条来装备刀库，效果很好库专用链条来装备刀库，效果很好 5656主动链轮由直流（交流）伺服电动机通过蜗杆、蜗主动链轮由直流（交流）伺服电动机通过蜗杆、蜗轮减速装置驱动（根据结构需要有时还可加一对轮减速装置驱动（根据结构需要有时还可加一对齿轮副）这种传动方式，不仅在链式刀库中采齿轮副）这种传动方式，不仅在链式刀库中采用，在其它形式的刀库传动中也多有采用用，在其它形式的刀库传动中也多有采用导向轮一般都作成导向轮一般都作成光轮，圆周表面硬光轮，圆周表面硬化处理兼起张紧化处理兼起张紧轮作用的左侧两个轮作用的左侧两个导向轮，其轮座必导向轮，其轮座必须带导向槽（或导须带导向槽（或导向键），以免松开向键），以免松开螺钉时，轮座位置螺钉时，轮座位置歪扭，给张紧调节歪扭，给张紧调节带来麻烦带来麻烦57572 ．刀库的准停与回零．刀库的准停与回零如果刀座不能准确地停在换刀位置上，将会使换如果刀座不能准确地停在换刀位置上，将会使换刀机械手抓刀不准，以致在换刀时容易发生掉刀刀机械手抓刀不准，以致在换刀时容易发生掉刀现象。

因此，刀座的准停问题，将是影响换刀动现象因此，刀座的准停问题，将是影响换刀动作可靠性的重要因素之一作可靠性的重要因素之一为了确保刀座准确地停在换刀位置上，需要采取如为了确保刀座准确地停在换刀位置上，需要采取如下措施：下措施： l ）定位盘准停由液压缸推动的）定位盘准停由液压缸推动的定位销，定位销，插入定位插入定位盘的定位槽内，以实现刀座的准停盘的定位槽内，以实现刀座的准停5858为了保证刀座的准停精度和刀座定位的刚性，为了保证刀座的准停精度和刀座定位的刚性，链式链式刀库的换刀位置一般设在主动链轮上刀库的换刀位置一般设在主动链轮上（如图（如图3-142a ) ，或者尽可能设置在靠近主动链轮的刀座，或者尽可能设置在靠近主动链轮的刀座处（图处（图3-142b ）定位盘上）定位盘上的每个定位槽的每个定位槽（或定位孔），（或定位孔），都对应于一个都对应于一个相应的刀座，相应的刀座，而且定位槽而且定位槽（或定位孔）（或定位孔）的节距要一致的节距要一致59592 ）链式刀库要选用节距精度较高的套筒滚子链和）链式刀库要选用节距精度较高的套筒滚子链和链轮，而且在把刀座装在链条上时，链轮，而且在把刀座装在链条上时，要用专用夹要用专用夹具来定位，以保证刀座间距一致。

具来定位，以保证刀座间距一致3 ）圆盘式刀库宜采用）圆盘式刀库宜采用单头双导程蜗杆传动单头双导程蜗杆传动此外此外还应尽可能提高刀座在圆盘上沿圆周安装的等分还应尽可能提高刀座在圆盘上沿圆周安装的等分精度和径向位置精度刀座需要翻转的刀库，还精度和径向位置精度刀座需要翻转的刀库，还要保证每个刀座翻转的角度一致要保证每个刀座翻转的角度一致4 ）尽量减小刀座孔径和轴向尺寸的分散度，以）尽量减小刀座孔径和轴向尺寸的分散度，以保证刀柄槽在换刀位置上的保证刀柄槽在换刀位置上的轴向位置精度轴向位置精度5 ））要消除反向间隙的影响要消除反向间隙的影响 6060消除反向间隙的方法有以下几种：消除反向间隙的方法有以下几种：第一种，电气系统自动补偿方式其原理同伺服进第一种，电气系统自动补偿方式其原理同伺服进给驱动系统的给驱动系统的“反向间隙补偿反向间隙补偿”一样，这种方式一样，这种方式能保证双向任意选刀和双向准停能保证双向任意选刀和双向准停第二种，在链轮轴上装编码器，对链轮传动进行补第二种，在链轮轴上装编码器，对链轮传动进行补偿的方法实现准停偿的方法实现准停第三种，单头双导程蜗杆传动方式这种传动方式，第三种，单头双导程蜗杆传动方式。

这种传动方式，通过调节蜗杆的轴向位置，把传动间隙调到理想通过调节蜗杆的轴向位置，把传动间隙调到理想程度在这种传动方式中，如果还加用定位销准程度在这种传动方式中，如果还加用定位销准停方式，就容易出现停方式，就容易出现“过定位过定位”现象第四种，使刀座单方向运行、单方向定位方式第四种，使刀座单方向运行、单方向定位方式第五种，使刀座双向运行，单向定位方式第五种，使刀座双向运行，单向定位方式6161（四）机械手（四）机械械手是自动装置中交换刀具的主要工具，它把刀机械手是自动装置中交换刀具的主要工具，它把刀库上的刀具送到主轴上，再把刀库上的刀具送到库上的刀具送到主轴上，再把刀库上的刀具送到主轴上，再把主轴上用过的刀具返回到刀库上主轴上，再把主轴上用过的刀具返回到刀库上这里仅介绍几种有代表性的换刀机械手这里仅介绍几种有代表性的换刀机械手1 ．单臂双爪型机械手．单臂双爪型机械手这种机械手也称扁担式机械手，它是目前加工中这种机械手也称扁担式机械手，它是目前加工中心上用得较多的一种它的换刀动作顺序如图心上用得较多的一种它的换刀动作顺序如图3-149 其手臂手爪结构如图其手臂手爪结构如图3-137 所示。

所示 626263636464这种机械手的拔刀、插刀动作都由液压缸动作来完这种机械手的拔刀、插刀动作都由液压缸动作来完成，根据结构要求，可以采取液压缸动，活塞固成，根据结构要求，可以采取液压缸动，活塞固定；或活塞动，液压缸固定的结构形式而手臂定；或活塞动，液压缸固定的结构形式而手臂的回转动作，则通过活塞的运动带动齿条齿轮传的回转动作，则通过活塞的运动带动齿条齿轮传动来实现机械手臂的不同回转角度，是由活塞动来实现机械手臂的不同回转角度，是由活塞的可调行程挡块来保证这种液压缸活塞的密封的可调行程挡块来保证这种液压缸活塞的密封松紧要适当，太紧了往往影响机械手的正常动作，松紧要适当，太紧了往往影响机械手的正常动作，要保证既不漏油又使机械手能灵活动作这种液要保证既不漏油又使机械手能灵活动作这种液压缸活塞驱动的机械手，每个动作结束之前均需压缸活塞驱动的机械手，每个动作结束之前均需设置缓冲机构，以保证机械手的工作平稳、可靠设置缓冲机构，以保证机械手的工作平稳、可靠缓冲结构可以是小孔节流，可以是针阀，可以是缓冲结构可以是小孔节流，可以是针阀，可以是楔形斜槽，也可是外接节流阀或缓冲阀等楔形斜槽，也可是外接节流阀或缓冲阀等。

6565鉴于液动驱动的机械手需要采用严格的密封和复杂鉴于液动驱动的机械手需要采用严格的密封和复杂的缓冲机构，且控制机械手动作的电磁阀都有一的缓冲机构，且控制机械手动作的电磁阀都有一定的时间常数，因而换刀速度较慢故近年来出定的时间常数，因而换刀速度较慢故近年来出现出现出凸轮联动式单臂双爪机械手凸轮联动式单臂双爪机械手其工作原理如其工作原理如图图3-150 所示这种机械手的优点是由电动机驱动，所示这种机械手的优点是由电动机驱动，不需要复杂的液压系统及其密封、缓冲机构，没不需要复杂的液压系统及其密封、缓冲机构，没有漏油现象，结构简单，工作可靠同时机械手有漏油现象，结构简单，工作可靠同时机械手的手臂回转和插刀、拔刀的分解动作是联动的，的手臂回转和插刀、拔刀的分解动作是联动的，部分时间常数可重叠部分时间常数可重叠，从而大大缩短了换刀时间，，从而大大缩短了换刀时间，一般约为一般约为2.5s 666667672 ．双臂单爪交叉型机械手．双臂单爪交叉型机械手这类机械手应用于这类机械手应用于JCS-013 型卧式加工中心上，型卧式加工中心上，如图如图3-138 所示 3 ．单臂双爪且手臂回转轴与主轴成．单臂双爪且手臂回转轴与主轴成450的机械手的机械手这类机械手这类机械手如图如图3-121c所示，这种机械手换刀动作所示，这种机械手换刀动作可靠，换刀时间短。

但对刀柄精度要求高，结构可靠，换刀时间短但对刀柄精度要求高，结构复杂，联机调整的相关精度要求较高，机械手离复杂，联机调整的相关精度要求较高，机械手离加工区较近加工区较近 4 ．手爪．手爪机械手的手爪在抓住刀具后，还必须具有机械手的手爪在抓住刀具后，还必须具有锁刀功能，锁刀功能，以防止在换刀过程中掉刀或刀具被甩出以防止在换刀过程中掉刀或刀具被甩出6868当机械手松刀时，刀库的夹爪既起着刀座的作用，当机械手松刀时，刀库的夹爪既起着刀座的作用，又起着手爪的作用图又起着手爪的作用图3-151 为无机械手换刀方式为无机械手换刀方式的的刀库夹爪刀库夹爪图中弹簧图中弹簧3 为拉簧对于单臂双为拉簧对于单臂双爪式机械手爪式机械手的手爪，大的手爪，大多采用机械多采用机械锁刀方式，锁刀方式，有些大型加有些大型加工中心，还工中心，还采用机械加采用机械加液压锁刀方液压锁刀方式6969图图3-152 是目前加工中心上用得较多的一种手爪手是目前加工中心上用得较多的一种手爪手臂的两端各有一个手爪，刀具被由弹簧臂的两端各有一个手爪，刀具被由弹簧2 推着活推着活动销动销4 （类似于人手的拇指）顶靠在固定爪（类似于人手的拇指）顶靠在固定爪5 中。

中锁紧销锁紧销3 被弹簧被弹簧1 顶起使活动销顶起使活动销4 被锁住，不能后被锁住，不能后退，这就保证了机械手在换刀过程中手爪中的刀退，这就保证了机械手在换刀过程中手爪中的刀具不会被甩出当手柄处于抓刀位置时，锁紧销具不会被甩出当手柄处于抓刀位置时，锁紧销2 被设置在主轴伸出端或刀库上的撞块压下，活动被设置在主轴伸出端或刀库上的撞块压下，活动销销4 就可以活动，使得机械手可以抓住（或放开）就可以活动，使得机械手可以抓住（或放开）主轴或刀库刀座中的刀具主轴或刀库刀座中的刀具70707171此外，钳形杠杆机械手也用得较此外，钳形杠杆机械手也用得较普遍图3-153中的锁销中的锁销2在弹在弹簧（图中未画出此弹黄，它类簧（图中未画出此弹黄，它类似于图似于图3-152 中的中的2 ）作用下，）作用下，其大直径外圈顶着止退销其大直径外圈顶着止退销3 ，，杠杆手爪杠杆手爪6 就不能摆动张开，就不能摆动张开，手爪中的刀具就不会被甩出手爪中的刀具就不会被甩出当抓刀或还刀时，锁销当抓刀或还刀时，锁销2 被装被装在刀库或主轴端处的撞块压回，在刀库或主轴端处的撞块压回，止退销止退销3 和杠杆手爪和杠杆手爪6 就能够摆就能够摆动、张开，刀具就能装入或取动、张开，刀具就能装入或取出。

钳形手和杠杆手均为直线出钳形手和杠杆手均为直线运动抓刀运动抓刀 7272四、刀具编码和识别装置四、刀具编码和识别装置 刀具（或刀座）识别装置是自动换刀装置中刀具（或刀座）识别装置是自动换刀装置中的重要组成部分有了它就可以将所需刀具的重要组成部分有了它就可以将所需刀具从刀库中准确地调出来所以说刀具识别装从刀库中准确地调出来所以说刀具识别装置决定了选刀方式置决定了选刀方式常用的有顺序选刀和任意选刀两种常用的有顺序选刀和任意选刀两种7373顺序选刀顺序选刀是按照工艺过程依次将所用的刀具插入刀是按照工艺过程依次将所用的刀具插入刀库的刀座中，顺序不能错，加工时按顺序调刀库的刀座中，顺序不能错，加工时按顺序调刀更换不同的工件时必须重新排列刀库中的刀具顺更换不同的工件时必须重新排列刀库中的刀具顺序，因而操作十分繁琐，而且在加工同一工件中序，因而操作十分繁琐，而且在加工同一工件中各工序的刀具不能重复使用其优点是刀库的驱各工序的刀具不能重复使用其优点是刀库的驱动及控制都比较简单动及控制都比较简单由于数控系统的发展，目前绝大多数数控系统都具由于数控系统的发展，目前绝大多数数控系统都具有刀具任选功能，因此目前多数加工中心都采用有刀具任选功能，因此目前多数加工中心都采用任选刀具的换刀方法。

任选刀具的换刀方法任选刀具任选刀具的换刀方式可以的换刀方式可以有有刀座编码刀座编码，，刀具编码刀具编码和和记忆记忆等方式7474（一）编码方式（一）编码方式1 ．刀具编码方式．刀具编码方式这种方式是对每把刀具进行编码，由于每把刀具都这种方式是对每把刀具进行编码，由于每把刀具都有自己的代码，因此，可以存放于刀库的任一刀有自己的代码，因此，可以存放于刀库的任一刀座中这样刀库中的刀具在不同的工序中也就可座中这样刀库中的刀具在不同的工序中也就可重复使用，用过的刀具也不一定放回原刀座中，重复使用，用过的刀具也不一定放回原刀座中，避免了因刀具存放在刀库中的顺序差错而造成的避免了因刀具存放在刀库中的顺序差错而造成的事故；同时也缩短了刀库的运转时间；简化了自事故；同时也缩短了刀库的运转时间；简化了自动换刀控制线路动换刀控制线路7575刀具编码的具体结构如图刀具编码的具体结构如图3-154 所示在刀柄所示在刀柄1 后面后面的拉杆的拉杆4 上套装有等间隔的编码环上套装有等间隔的编码环2 ，由螺母，由螺母3 固固定编码环既可以是整体的，也可由圆环组装而定编码环既可以是整体的，也可由圆环组装而成编码环直径有大小两种，大直径的为成。

编码环直径有大小两种，大直径的为二进制的二进制的“ l l” ，小直，小直径的为径的为“0 0 ”通过这两种圆环的两种圆环的不同排列，不同排列，可以得到一可以得到一系列代码系列代码76762 ．刀座编码方式．刀座编码方式这种编码方式对这种编码方式对每个刀座都进行编码，刀具也每个刀座都进行编码，刀具也编编号号，并将刀具放到与其，并将刀具放到与其号码相符号码相符的刀座中，的刀座中，换刀换刀时刀库旋转，使各个刀座依次经过识刀器，直至时刀库旋转，使各个刀座依次经过识刀器，直至找到规定的刀座，刀库便停止旋转由于这种编找到规定的刀座，刀库便停止旋转由于这种编码方式取消了刀柄中的编码环，使刀柄结构大为码方式取消了刀柄中的编码环，使刀柄结构大为简化因此，识刀器的结构不受刀柄尺寸的限制，简化因此，识刀器的结构不受刀柄尺寸的限制，而且可以放在较适当的位置另外，在自动换刀而且可以放在较适当的位置另外，在自动换刀过程中必须将用过的刀具放回原来的刀座中，增过程中必须将用过的刀具放回原来的刀座中，增加了换刀动作与顺序选择刀具的方式相比，刀加了换刀动作与顺序选择刀具的方式相比，刀座编码的突出优点是刀具在加工过程中可以重复座编码的突出优点是刀具在加工过程中可以重复使用。

使用 7777图图3-155 所示为圆盘形刀所示为圆盘形刀库的刀座编码装置库的刀座编码装置在圆盘的圆周上均布在圆盘的圆周上均布若干个刀座，其外侧若干个刀座，其外侧边缘上装有相应的刀边缘上装有相应的刀座编码块座编码块1 ，在刀库的，在刀库的下方装有固定不动的下方装有固定不动的刀座识别装置刀座识别装置2 刀座编码的识别原理与上编码的识别原理与上述刀具编码的识别原述刀具编码的识别原理完全相同理完全相同 78783 ．编码附件方式．编码附件方式编码附件方式可分为编码钥匙、编码卡片、编码杆编码附件方式可分为编码钥匙、编码卡片、编码杆和编码盘等，其中应用最多的是编码钥匙和编码盘等，其中应用最多的是编码钥匙这种这种方式是先给各刀具都缚上一把表示该刀具号的编方式是先给各刀具都缚上一把表示该刀具号的编码钥匙，当把各刀具存放到刀库的刀座中时，将码钥匙，当把各刀具存放到刀库的刀座中时，将编码钥匙插进刀座旁边的钥匙孔中编码钥匙插进刀座旁边的钥匙孔中这样就把钥这样就把钥匙的号码转记到刀座中，给刀座编上了号码识匙的号码转记到刀座中，给刀座编上了号码识别装置可以通过识别钥匙上的号码来选取该钥匙别装置可以通过识别钥匙上的号码来选取该钥匙旁边刀座中的刀具。

旁边刀座中的刀具 7979编码钥匙的形状如图编码钥匙的形状如图3-156a 所示图中除导向凸起所示图中除导向凸起外，共有外，共有16 个凸出或凹下的位置，故有个凸出或凹下的位置，故有216-1= 65535 种凹凸组合，可区别种凹凸组合，可区别65535 把刀具8080图图3-156b 为编码钥匙孔的断面为编码钥匙孔的断面图，钥匙沿着水平方向的钥图，钥匙沿着水平方向的钥匙插孔插入钥匙孔座，然后匙插孔插入钥匙孔座，然后顺时针方向旋转顺时针方向旋转900 ，处于，处于钥匙代码突起钥匙代码突起6 的第一弹簧的第一弹簧接触片接触片5 被撑起，表示代码被撑起，表示代码“1 " ，处于凹处的第二弹，处于凹处的第二弹簧簧 接接触触片片7 保保持持原原状状，，表表示示代代码码“0”由由于于钥钥匙匙上上每每个个凸凸凹凹部部分分的的旁旁边边均均有有相相应应的的炭炭刷刷4 或或1 ，，故故可可将将钥钥匙匙各各个个凸凸凹凹部部分分均均识识别别出出来来，，即即识识别别出出相相应应的刀具8181这种编码方式称为临时性编码，因为从刀座中取出这种编码方式称为临时性编码，因为从刀座中取出刀具时，刀座中的编码钥匙也取出，刀座中原来刀具时，刀座中的编码钥匙也取出，刀座中原来的编码随之消失。

因此，这种方式具有更大的灵的编码随之消失因此，这种方式具有更大的灵活性采用这种编码方式用过的刀具必须放回原活性采用这种编码方式用过的刀具必须放回原来的刀座中来的刀座中 （二）刀具（刀座）识别装置（二）刀具（刀座）识别装置刀具（刀座）识别装置是自动换刀系统中重要组刀具（刀座）识别装置是自动换刀系统中重要组成部分，常用的有下列几种：成部分，常用的有下列几种： 8282接触式刀具识别装置接触式刀具识别装置应用较广，特别适应用较广，特别适应于空间位置较小应于空间位置较小的编码，其识别原的编码，其识别原理如理如3-157 所示接触式刀具识别装接触式刀具识别装置的结构简单，但置的结构简单，但由于触针有磨损，由于触针有磨损，故寿命较短，可靠故寿命较短，可靠性较差，且难于快性较差，且难于快速选刀速选刀 1 ．接触式刀具识别装置．接触式刀具识别装置83832 ．非接触式刀具识别装置．非接触式刀具识别装置非接触式刀具识别装置没有机械直接接触，因而非接触式刀具识别装置没有机械直接接触，因而无磨损、无噪声、寿命长、反应速度快，适应于无磨损、无噪声、寿命长、反应速度快，适应于高速、换刀频繁的工作场合常用的有磁性识别高速、换刀频繁的工作场合。

常用的有磁性识别和光电识别法和光电识别法 l ））非接触式磁性识别法非接触式磁性识别法磁性识别法是利用磁性材料和非磁性材料磁感应强磁性识别法是利用磁性材料和非磁性材料磁感应强弱不同，通过感应线圈读取代码编码环的直径弱不同，通过感应线圈读取代码编码环的直径相等，分别由导磁材料（如软钢）和非导磁材料相等，分别由导磁材料（如软钢）和非导磁材料（如黄铜、塑料等）制成，规定前者编码为（如黄铜、塑料等）制成，规定前者编码为“1 ” ，后者编码为，后者编码为“ 0 ”图3-158 所示为一种用于所示为一种用于刀具编码的磁性识别装置刀具编码的磁性识别装置 84848585( 2 ））光学纤维刀具识别装置光学纤维刀具识别装置这种装置利用光导纤维良好的光传导特性，采用多这种装置利用光导纤维良好的光传导特性，采用多束光导纤维构成阅读头，如图束光导纤维构成阅读头，如图3 - 160a 所示用靠所示用靠近的两束光导纤维来阅读二进制码的一位时，其近的两束光导纤维来阅读二进制码的一位时，其中一束将光源投射到能反光或不能反光（被涂黑）中一束将光源投射到能反光或不能反光（被涂黑）的金属表面，另一束光导纤维将反射光送至光电的金属表面，另一束光导纤维将反射光送至光电转换元件转换成电信号，以判断正对这两束光导转换元件转换成电信号，以判断正对这两束光导纤维的金属表面有无反射光。

纤维的金属表面有无反射光有反射时（表面光有反射时（表面光亮）为亮）为“1 ”，无反射时（表面涂黑）为，无反射时（表面涂黑）为“0 ”，，如图如图3-160b 所示 868687873 ．利用．利用PLC （可编程控制器）实现随机换刀（可编程控制器）实现随机换刀由于计算机技术的发展，可以利用软件选刀，它由于计算机技术的发展，可以利用软件选刀，它代替了传统的编码环和识刀器在这种选刀与换代替了传统的编码环和识刀器在这种选刀与换刀的方式中，刀库上的刀具能与主轴上的刀具任刀的方式中，刀库上的刀具能与主轴上的刀具任意地直接交换，即意地直接交换，即随机换刀随机换刀主轴上换来的新刀主轴上换来的新刀号及还回刀库上的刀具号，号及还回刀库上的刀具号，均在均在PLC 内部相应的内部相应的存储单元记忆中存储单元记忆中随机换刀控制方式需要在随机换刀控制方式需要在PLC 内部设置一个模拟刀库的数据表，其长度和表内内部设置一个模拟刀库的数据表，其长度和表内设置的数据与刀库的位置数和刀具号相对应这设置的数据与刀库的位置数和刀具号相对应这种方法主要由软件完成选刀，从而消除了由于识种方法主要由软件完成选刀，从而消除了由于识刀装置的稳定性、可靠性所带来的选刀失误。

刀装置的稳定性、可靠性所带来的选刀失误8888。