如何选择数控机床的刀具？

根据数控装置发出的换刀指令，刀具交换装置从刀库中挑选各工序所需刀具的操作称为自动选刀，自动选择刀具通常又有顺序选择和任意选择两种方式。

1.顺序选择

刀具的顺序选择方式是刀具按加工工序的顺序，依次放入刀库的每一个刀座内。每次换刀时，刀库按顺序转动一个刀座的位置，并取出所需要的刀具。已经使用的刀具可以放回到原来的刀座内，也可以按顺序放入下一个刀座内。采用这种方式的刀库，不需要刀具识别装置，而且驱动控制轴比较简单，可以直接由刀库的分度机构来实现。因此刀具的顺序选择方式具有结构简单、工作可靠等优点。但由于刀库中刀具在不同的工序中不能重复使用，因而必须相应地增加刀具数量和刀库容量，这样就降低了刀具和刀库的利用率。此外，人工装刀操作必须十分谨慎，如果刀具在刀库中的顺序发生差错，将造成设备质量事故。

2.任意选择

这种方式是根据程序的要求来选择所需要的刀具，采用任意选择方式的自动换刀系统中必须有刀具识别装置。刀具在刀库中不必按照工作的加工顺序排列，可任意存放。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。当某把刀具的代码与数控指令的代码相符合时，该刀具就被选中，并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，刀库也相应小一些。

任意选择刀具法必须对刀具编码，以便识别。编码方式主要有三种：

（1）刀具编码方式。这种方式是采用特殊的刀柄结构进行编码。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要放回原刀座中，这对装刀和选刀都十分有利，且刀库的容量也可相应减少，还可避免由于刀具存放在刀库中的顺序差错而造成的事故。

刀具编码的具体结构如图8-11所示。在刀柄1后端的拉杆4上套装着等间隔的编码环2，由锁紧螺母3固定。编码环既可是整体的，也可由圆环组装而成。编码环直径有大小两种，大直径为二进制的“1”，小直径的为“0”。通过这两个圆环的不同排列，可以得到一系列代码。通常全部为0的代码不许使用，以避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。

图8-11　刀具编码示意图

1—刀柄；2—编码环；3—锁紧螺母；4—拉杆

（2）刀座编码方式。这种编码方式对刀库中的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的刀座中。换刀时，刀库旋转，使每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，刀具识别装置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，刀座编码方式的突出特点是刀具在加工过程中可以重复使用。

图8-12　刀座编码装置(www.xing528.com)

1—编码块；2—识别装置

图8-12所示为圆盘刀库的刀座编码装置。图中在圆盘的周围分布若干个刀座，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，其中用得最多的是编码钥匙。这种方式是先给各刀具都缚上一把该刀具号的编码钥匙，当把各刀具存放到刀座中时，将编码钥匙插进刀座旁边钥匙孔中，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8-13所示，图中钥匙的两边最多可带有22个方齿，图中除导向用的两个方齿外，共有20个凸或凹下的位置，可区别99 999把刀具。

图8-14所示为编码钥匙孔的剖面图，图中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°，处于钥匙代码凸起3处的第一弹簧接触片2被撑起，表示代码“1”；处于代码凹处的第二弹簧接触片5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，故可将钥匙各个凸凹部分识别出来，即识别出相应的刀具。

图8-13　编码钥匙的形状

图8-14　编码钥匙孔的剖面图

1—钥匙；2，5—弹性接触片；3—钥匙齿；4—钥匙孔座

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，刀座中原来的编码便随之消失。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来的刀座中。