数控加工中的换刀流程及设备

在加工中心上交换刀具通过选择和转换两个动作完成。选刀指令和换刀指令是两个不同的概念，负责其指令执行的部件也不同。

1.选刀指令和Txxxx

Txxxx是选刀指令，用于将程序指令给出的刀具由刀库中挑选出来，并将该刀具放置到刀库的换刀基准刀位上，以便下一个换刀动作的执行。选刀指令Txxxx动作的执行装置是刀架和刀库。

小型刀具加工中心的容量一般不超过40把刀具，刀库形式多为盘式。选择一把刀具约需10s，大型刀具的刀库预选时间更长。所以，为了节省刀具的调用转换时间，一般采用提前选刀法，即前一把刀具切削时，刀库开始选择后面工序所用刀具，命令刀库寻找下一道工序的刀具，并放到换刀预定位置，以节省刀具的寻找调用时间。

提前选刀的程序格式如下：

有时为了简捷，可以把N80句的T0303指令写进N50句中，即N50 M06 T0303。数控系统执行第N50句时，首先执行本程序段中M06换刀指令，因为它有优先权。换刀装置将已经抓取的刀具换入机床主轴，再执行本段T0303指令，刀库开始选择下一把03号刀具，最后把选出的03号刀具放到刀库的换刀标准刀位上，等待下一个换刀指令的到来。

所以，一般都把程序段中与M06写在同一行的T0303指令直接看成选择下一把刀的指令，而与前一把刀的换刀指令写在同一行中，即为提前选刀。

2.换刀指令M06(www.xing528.com)

换刀指令是M06，即更换机床主轴中的当前刀具。换刀指令M06的执行装置，目前最常用的是换刀机械手。换刀机械手在执行换刀动作时，机床主轴首先进行M19主轴停止前的定位控制，停止在30°位置，以便使即将换到主轴上的刀柄端面键槽与主轴端面键位置相对应。然后，换刀机械手转位90°，抓取已经处于换刀基准位置的新刀，将其从刀库的刀夹或刀套中拔出。许多双爪机械手在执行上述抓刀和拔刀动作时，同时将处于机床主轴锥孔内用过的前一把刀具同时取下，机械手180°转位，将新刀插入主轴锥孔，也将旧刀插入刀库的刀套刀夹中。

3.刀库容量的选择

刀库容量通常是根据零件的工艺分析算出工件一次安装所需刀具数来确定。刀库容量需留有余地，但不宜太大，因为大容量刀库成本和故障率高，结构和刀具管理复杂。

通过统计立式加工中心加工的15000种工件，按成组技术分析：4把铣刀可以完成95％的铣削加工；10把孔加工刀具可完成70％以上的工件钻铣加工。完成80％工件的全部加工需要40种以下，所以一般中小型立式加工中心配有14～30把刀具的刀库就能满足70％～95％工件的加工需要。在卧式加工中心选用40把左右刀具容量的刀库即可满足使用要求。

4.换刀时应该考虑以下问题

1）换刀动作必须在主轴停转的条件下进行，且必须实现主轴准停及定向停止。

2）换刀点的位置应该根据所用机床的要求安排进行，有的机床要求必须将换刀位置安排在参考点处，这时就要使用G28指令。有的机床允许用参数设定第二参考点作为换刀位置，这时就要使用G30指令。无论如何，换刀点的位置应远离工件及夹具，应保证足够的换刀空间。