1 加工中心及刀庫的相關概念

　　1.1 加工中心

　　加工中心(Machining Center)是數控機床中典型的機電一體化高技術產品，同時又是先進制造技術不可缺少的工藝設備。它綜合了微電子，計算機、自動控制，精密測量、機床制造等方面的最新技術，是當代機床工業發展方向和先進生產力的標志，多坐標(5坐標)以上聯動的加工中心更是先進制造業的重要戰略物資。一臺加工中心是由機床(機械部分)和控制系統(電氣部分)兩部分組成，機床是加T中心的主體，控制系統是加工中心的核心。而加工中心的主機通常是由(床身、立柱、工作臺)和主軸部件、刀具存儲自動交換系統(ATC)及其它輔助功能部件組成。

　　1.2 刀庫結構

　　刀庫是數控加工過程中用來儲存刀具用的裝置，加工中心的刀庫結構有多種類型，常用的有以下四種：

　　(1)圓盤式刀庫：也叫固定地址換刀刀庫，即每個刀位上都有編號，一般從1編到12、16、18、20、24等，鄢為刀號地址。操作者把一把刀具安裝進某一刀位后，不管該刀具更換多少次，總是在該刀位內。圓盤式刀庫制造成本低，主要部件是刀庫體及分度盤，只要這兩樣部件加工精度得到保證即可。運動部件中刀庫的分度使用的是非常經典的“馬氏機構”，前后、上下運動主要選用氣缸。裝配調整比較方便，維護簡單。一般機床制造廠家都能自制：刀號的計數原理一般在換刀位安裝一個無觸點開關。1號刀位上安裝擋板：每次機床開機后刀庫必須“回零”，刀庫在旋轉時，只要擋板靠近無觸點開關(距離為0.3mm左右)，數控系統就默認為1號刀，并以此為計數基準。“馬氏機構”轉過幾次，當前就是幾號刀。

　　(2)鏈式刀庫：也叫多環鏈式刀庫，刀庫的外形較緊湊，占用空間較小，適用于做大容量刀庫。在增加存儲刀具數日時，可增加鏈條的長度，而不增加鏈輪直徑，因此，鏈輪的圓周速度不會增加，且刀庫的運動慣量不像圓盤式刀庫增加的那么多，基于這些優點，鏈式刀庫在加工中心應用非常廣泛，符合加工結構造型復雜的大型零件。

　　(3)格子箱式刀庫(也稱陣列式刀庫)：刀庫容量大，結構緊湊，空問利用率高，但布局不靈活，通常將刀庫安放于工作臺上。有時甚至在使用一側的刀具時，必須更換另一側的刀座板。

　　(4)直線式刀庫：這類刀庫的特點是結構簡單，刀庫容量較小。一般用于數控車床，數控鉆床，個別加工中心也有采用。

2 自動換刀裝置及其常見故障排除

　　2.1 自動換刀裝置

　　數控機床的自動換刀裝置中，實現刀庫與機床主軸之間傳遞和裝卸刀具的裝置稱為刀具換刀裝置。自動換刀裝置中最常用的就是機械手換刀，它是數控機床上應用最廣泛的換刀方法。換刀過程較為方便，它的任務是當一個工序完成后．將不用的刀具從主軸中卸下來送回刀庫中，同時還將下道工序的刀具裝入主軸中。然后機械手回到原始位置等待下一個工作循環。機械手的規律性運動是通過三相異步電動機和齒輪傳動等構件及配氣系統來實現，配氣系統的氣壓必須保持在6毫升以上機械手才能成功更換刀具：刀庫中刀套按照T代碼的指令運轉到換刀位置，然后進行刀具交換．在機床工作過程中刀具按指令使機械手取刀或裝刀。因此，要求電氣系統需按照換刀過程的運動次序準確町靠地完成每一個動作。

　　2.2 常見故障及其排除

　　(1)刀庫轉動時不能剎車定位：原因：刀庫計數感應開關LSIO損壞。此時，在“寸動”模式下，每按刀庫旋轉按鈕一次，刀庫只旋轉一個刀位后立即停止轉動，并且該刀位不能停止在規定的換刀位置，排除方法：更換感應開關。

　　(2)CRT屏幕顯示報警：2023 ATC NOT HOME POSTION(自動換刀裝置不在原點位置)．原因：控制刀庫轉動的計數感應開關損壞。或感應開關的接線斷?；蚋袘嚯x太遠。排除方法：檢查感應開關的接線狀況；感應距離調整在1-5mm以內，若無效，則更換感應開關。

　　(3)CRT屏幕顯示報警：2027 NOOL CLAMP()]具沒有夾緊)，原因：①刀庫旋轉狀態位置感應開關感應面上附著有鐵屑等污物。②刀庫上的刀套下降未到位，刀套升降氣缸壓力不足。排除方法：①清潔感應開關。②檢查氣缸及其秘管道有無泄漏，使壓力達到0.392—0.49Mpa。

　　(4)CRT屏幕顯示報警：2028 ATC ARM NOT HOME POSI—TION(自動換刀裝置刀臂不在原點位置)，原因：①控制刀臂旋轉的感應開關表面上附著有鐵屑等污物。②控制刀臂旋轉的感應開關損壞或接線不良。排除方法：①清潔感應開關表面。②檢查感應開關接線，若無效，則更換感應開關。

　　(5)CRT屏幕顯示報警：2029 POT NOT CP(ZI套沒有處在上升狀態)原因：①刀套上升限位開關壞；接觸杠桿動作不靈活；刀套上升后接觸杠桿不能壓入。②刀套下降限位開關壞；接觸杠桿動作不靈活：刀套上升后接觸杠桿不能彈出。排除方法：①檢查限位開關的接觸杠桿動作是否靈活，若無效；則更換限位開關。②檢查限位開關的接觸杠桿動作是否靈活，若無效，則更換限位開關。

3 結語

　　刀庫及自動換刀裝置是加工中心的關鍵技術。四種不同的刀庫結構有各自的原理和應用范圍。了解和掌握自動換刀技術中的常見故障，并且找到相應的解決方案，對于加工中心的運用具有非常重要的意義。