9-4、5刀具的选择与识别

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1、第四节刀具的选择与识别一、刀具的选择按数控装置的刀具选择指令，从刀库中将所需要的刀具转换到取刀的位置，称为自动选刀。在刀库中选择刀具通常采用两种方法：（1）顺序选择刀具刀具按预定工序的先后顺序插入刀库的刀座中，使用时按顺序转到取刀位置。用过的刀具放回原来的刀座内，也可以按加工顺序放入下一个刀座内。该法不需要刀具识别装置，驱动控制也较简单，工作可靠。但刀库中每一把刀具在不同的工序中不能重复使用，为了满足加工需要，只有增加刀具的数量和刀库的容量，这就降低了刀具和刀库的利用率。此外，装刀时必须十分谨慎，如果刀具不按顺序装在刀库中，将会产

2、生严重的后果。（2）任意选择刀具这种方法根据程序指令的要求任意选择所需要的刀具，刀具在刀库中不必按照工件的加工顺序排列，可以任意存放。每把刀具（或刀座）都编上代码，自动换刀时，刀库旋转，每把刀具（或刀座）都经过“刀具识别装置”接受识别。当刀具的代码与数控指令的代码相符合时，该把刀具被选中，刀库将刀具送到换刀位置，等待机械手来抓取。任意选择刀具法的优点是刀库中刀具的排列顺序与工件加工顺序无关，相同的刀具可重复使用。因此，刀具数量比顺序选择法的刀具可少一些，刀库也相应的小一些。任意选择法主要有三种编码方式：①刀具编码方式1-刀柄；2-

3、编码环；3-压紧螺母；图9-25刀具编码结构图1-刀柄；2-编码环；3-压紧螺母；4-拉杆1-编码装置；2-读码装置图9-26刀座编码示意图1-编码装置；2-读码装置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，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；简化了自动换刀控制线路。刀具编码的具体结构如图9-25所示。在刀柄1后端的拉杆4上套装着等间距的编码环2，由锁紧螺母3固定。

4、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，大直径的为二进制的“1”，小直径的为“0”。通过着两种圆环的不同排列，可以得到一系列代码。例如由六个大小直径的圆环变可组成能区别63（26-1=63）种刀具。通常全部为0的代码不许使用，以免与刀座中没有刀具的状况相混淆。为了便于操作者的记忆和识别，也可采用二-八进制编码来表示。THK6370自动换刀数控镗铣床的刀具编码采用了二-八进制，六个编码环相当八进制的二位。这种编码环中，若所有的编码环都是凸的，其号码二进制是（111111）二，相当于二-八进制数（77）八，也就

5、是十进制的（63）十。②刀座编码方式这种编码方式对每个刀座都进行编码，刀具也编号，并将刀具放到与其号码相符刀座中，换刀时刀库旋转，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，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使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，刀座编码的突出优点是刀具在加工过程中可以重复使用。图9-26所示为圆盘形刀库的刀座编码形式。在圆盘的圆周上均布若干个刀座，

6、其外侧边缘上装有相应的刀座编码块1，在刀库的下方装有固定不动的刀座识别装置2。刀座编码的识别原理与上述刀具编码的识别原理完全相同。③编码附件方式编码附件方式可分为编码钥匙、编码卡片、编码杆和编码盘等，其中应用最多的是编码钥匙。这种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，将编码钥匙插进刀座旁边的钥匙孔中。这样就把钥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旁边刀座中的刀具。编码钥匙的形状如图9-27所示。图中除导向突起外，共有16个凸出或凹下的位置，

7、故有216-1=65535种凹凸组合，可区别65535把刀具。图9-28为编码钥匙孔的剖面图，钥匙沿着水平方向的钥匙缝插入钥匙孔座，然后顺时针方向旋转90°，处于钥匙代码突起6的第一弹簧接触片5被撑起，表示代码“1”，处于代码凹处的第二弹簧接触片7保持原状，表示代码“0”。由于钥匙上每个凸凹部分的旁边均有相应的炭刷4或1，故可将钥匙各个凸凹部分均识别出来，即识别出相应的刀具。图9-27编码钥匙的形状图9-28编码钥匙孔的剖面图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，刀座中原来编码随之消失。因此，

8、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来的刀座中。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成部分，常用的有下列几种：（1）接触式刀具识别装置接触式刀具识别装置应用较广，特别适应于空间位置较小的刀具编