刀具自动化1介绍

1、1会计学刀具自动化刀具自动化1介绍介绍2022-5-102/81 所谓刀具自动化，就是加工设备在切削过程中自动完成选刀、换刀、对刀、所谓刀具自动化，就是加工设备在切削过程中自动完成选刀、换刀、对刀、走刀等工作过程。走刀等工作过程。2022-5-103/81（1）合理选择刀具材料，保证刀具稳定可靠的切削性能）合理选择刀具材料，保证刀具稳定可靠的切削性能 ；（2 2）可靠的断）可靠的断( (卷卷) )屑措施屑措施 （3 3）较高的尺寸耐用度较高的尺寸耐用度 （1）高的硬度）高的硬度 。一般情况下，常温硬。一般情况下，常温硬度要求在度要求在HRC60以上以上（2）足够的强度和韧性）足够的强度和韧性

2、（3）较好的耐磨性）较好的耐磨性 （4）较好的热硬性）较好的热硬性 （5）良好的工艺性）良好的工艺性 （4 4）精确而迅速地调整）精确而迅速地调整 （5 5）快速）快速( (或自动或自动) )更换更换 （6 6）各种必要的刀具工作状态检测装置各种必要的刀具工作状态检测装置 （7 7）刀具系列化刀具系列化 （8 8）尽量采用先进的高生产率刀具尽量采用先进的高生产率刀具 2022-5-104/812022-5-105/812022-5-106/812022-5-107/812022-5-108/812022-5-109/8192022-5-1010/812022-5-1011/812022-5-1

3、012/812022-5-1013/812022-5-1014/812022-5-1015/81主柄主柄联接杆联接杆工作头工作头2022-5-1016/812022-5-1017/812022-5-1018/812022-5-1019/81拉钉拉钉刀柄刀柄连接器连接器刀具刀具2022-5-1020/81ISO 7388ISO 7388及及DIN 69871DIN 69871的的A A型拉钉型拉钉 ISO 7388ISO 7388及及DIN 69871DIN 69871的的B B型拉钉型拉钉 MAS BTMAS BT拉钉拉钉 带螺纹的零件，连接在各种工具柄的尾端带螺纹的零件，连接在各种工具柄的尾

4、端，作为镗铣主轴拉刀固定用。，作为镗铣主轴拉刀固定用。2022-5-1021/812022-5-1022/812022-5-1023/812022-5-1024/812022-5-1025/81v刀具预调仪示意图刀具预调仪示意图 2022-5-1026/812022-5-1027/812022-5-1028/812022-5-1029/81 采用图像处采用图像处理系统可以自动理系统可以自动地测量刀具的长地测量刀具的长度、直径、圆角度、直径、圆角半径和两个切削半径和两个切削刃的角度。而系刃的角度。而系统软件可以检测统软件可以检测切削刃，然后通切削刃，然后通过安装在光学载过安装在光学载体上的摄像机

5、，体上的摄像机，将刀刃的图像传将刀刃的图像传送到控制系统和送到控制系统和屏幕上。屏幕上。2022-5-1030/812022-5-1031/811、自动线刀具的工作条件、自动线刀具的工作条件 （1）自动线同时工作刀具数量众多，只要其中有一把刀具由于设计、选择或）自动线同时工作刀具数量众多，只要其中有一把刀具由于设计、选择或使用不合理，造成断使用不合理，造成断(卷卷)屑不好或过早损坏屑不好或过早损坏(磨损、崩刃或折断磨损、崩刃或折断)而又未能及时被而又未能及时被发现，采取有效措施，就会造成事故，或产生大量废品，或被迫长时间停机，甚发现，采取有效措施，就会造成事故，或产生大量废品，或被迫长时间停机

6、，甚至损坏机床设备，破坏整条自动线的正常运转。至损坏机床设备，破坏整条自动线的正常运转。 （2 2）自动线上由于有着大量主轴、刀架、工具及工装，造成刀具工作环境十）自动线上由于有着大量主轴、刀架、工具及工装，造成刀具工作环境十分拥挤，使断屑、排屑、调整及更换刀具都比较困难。此外，由于自动线上布置分拥挤，使断屑、排屑、调整及更换刀具都比较困难。此外，由于自动线上布置十分拥挤，操作者要在生产中观察了解刀具的工作状态也不是一件容易的事。十分拥挤，操作者要在生产中观察了解刀具的工作状态也不是一件容易的事。 （3 3）在现代化的机械加工自动线上，已经不仅限于完成车、铣、钻、扩、锪、镗）在现代化的机械加工

7、自动线上，已经不仅限于完成车、铣、钻、扩、锪、镗、铰及攻丝等传统工序，珩磨、磨削、滚压加工、深孔加工、齿轮加工以及大平、铰及攻丝等传统工序，珩磨、磨削、滚压加工、深孔加工、齿轮加工以及大平面的拉削等工序也都逐渐被采用。这样，在同一条自动线上不仅刀具数量众多，面的拉削等工序也都逐渐被采用。这样，在同一条自动线上不仅刀具数量众多，而且类型、材料、规格尺寸及采取的切削用量也不相同，刀具耐用度有时相差很而且类型、材料、规格尺寸及采取的切削用量也不相同，刀具耐用度有时相差很悬殊。悬殊。 2022-5-1032/81 尺寸耐用度尺寸耐用度是指刀具在两次是指刀具在两次调整之间所能加工出的符合尺寸调整之间所能

8、加工出的符合尺寸精度的合格零件数量或相应的加精度的合格零件数量或相应的加工时间工时间. 与尺寸耐用度相应的刀具磨与尺寸耐用度相应的刀具磨钝标准是沿工件径向的刀具磨损钝标准是沿工件径向的刀具磨损尺寸来表示的，该尺寸即刀具径尺寸来表示的，该尺寸即刀具径向磨损量，用向磨损量，用NB来表示。占来表示。占VBVB的的3040 左右。磨钝标准：刀具后刀面中间区段的平均磨损量允磨钝标准：刀具后刀面中间区段的平均磨损量允许达到的最大值（用许达到的最大值（用VB值表示）值表示）2022-5-1033/81减少因换刀而造成的停机时间减少因换刀而造成的停机时间 （1 1）机外调整刀具）机外调整刀具 （2 2）采用耐

9、用度计数器）采用耐用度计数器 在预调室内把刀具的相对尺寸调整好，在预调室内把刀具的相对尺寸调整好，然后再装到机床上，使之能与机床快速、然后再装到机床上，使之能与机床快速、准确地接合和脱开，并能适应机械手或机准确地接合和脱开，并能适应机械手或机器人的操作。器人的操作。 按规定耐用度定时更换刀具按规定耐用度定时更换刀具( (即是在即是在自动线的自动循环过程中换刀自动线的自动循环过程中换刀) ) 联接刀具的刀柄、刀杆、接杆和装夹刀头的刀夹，已发展成工具联接刀具的刀柄、刀杆、接杆和装夹刀头的刀夹，已发展成工具系统。系统。2022-5-1034/81 生产过程中往往会由于一些偶然性因素，诸生产过程中往往

10、会由于一些偶然性因素，诸如刀具或刀片、以及工件材料上的一些缺陷造成如刀具或刀片、以及工件材料上的一些缺陷造成刀具的突然崩刃或折断，这时就必须及时报警。刀具的突然崩刃或折断，这时就必须及时报警。 随时将刀具状态（磨损或破损）的监测结果随时将刀具状态（磨损或破损）的监测结果输入计算机，及时发出调整或更换刀具的指令，输入计算机，及时发出调整或更换刀具的指令，以保证工作循环的正常进行与加工质量以保证工作循环的正常进行与加工质量 该装置的性能必须稳定可靠，防止意外事故该装置的性能必须稳定可靠，防止意外事故，避免不必要的损失。，避免不必要的损失。 2022-5-1035/81刀具磨损的在线刀具磨损的在线检

11、测检测直接检测法直接检测法间接检测法间接检测法光导纤维法光导纤维法电视摄像法电视摄像法接触电阻法接触电阻法光光电电法法切削力法切削力法扭矩法扭矩法工件尺寸法工件尺寸法2022-5-1036/81刀具尺寸补偿的刀具尺寸补偿的优点优点：1）能够补偿由于刀具磨损而造成工件径向尺寸的变化，刀具材料可充分利用）能够补偿由于刀具磨损而造成工件径向尺寸的变化，刀具材料可充分利用；2）加快调整速度，大大减少循环外的时间损耗，提高机床负荷率；）加快调整速度，大大减少循环外的时间损耗，提高机床负荷率；3）提高调整精度，从而可大大缩小工件径向尺寸分布区；）提高调整精度，从而可大大缩小工件径向尺寸分布区；4）对刀具或

12、刀片的制造精度的要求可以降低，从而降低了制造成本；）对刀具或刀片的制造精度的要求可以降低，从而降低了制造成本；5）如果把测量装置与补偿装置结合起来，并使其自动化，便可实现刀具的自）如果把测量装置与补偿装置结合起来，并使其自动化，便可实现刀具的自动补偿功能。动补偿功能。2022-5-1037/811.1.位移和变位两种主要方式位移和变位两种主要方式 （见表（见表4.1）2.2.按刀具位移方式补偿又可分为按刀具位移方式补偿又可分为四类：四类：1 1）利用刀具直线运动进行补偿，常见于镗刀和车刀的补偿；）利用刀具直线运动进行补偿，常见于镗刀和车刀的补偿；2 2）利用刀具摆动，使刀具的刀尖产生径向微量位

13、移补偿，可用）利用刀具摆动，使刀具的刀尖产生径向微量位移补偿，可用于镗刀的补偿；于镗刀的补偿；3 3）利用刀夹弹性变形，使刀具的刀尖产生径向微量位移来进行）利用刀夹弹性变形，使刀具的刀尖产生径向微量位移来进行补偿。常用于镗刀的自动补偿；补偿。常用于镗刀的自动补偿；4 4）利用刀头张开的方式进行微量补偿，多用于铰刀的补偿。）利用刀头张开的方式进行微量补偿，多用于铰刀的补偿。 2022-5-1038/81表4.1 刀具补偿方式 刀具补偿方式图示应 用刀具移 动镗 刀车 刀摆 动镗 刀位移刀夹变形常用于镗刀自动补偿装置刀头张开拉 刀镗杆变位常用于镗刀自动补偿装置2022-5-1039/81 在自动化

14、加工中，对于精加工，多采用加工过程中的尺寸控在自动化加工中，对于精加工，多采用加工过程中的尺寸控制系统，即尺寸自动误差补偿系统来提高加工精度和刀具耐用度制系统，即尺寸自动误差补偿系统来提高加工精度和刀具耐用度。 所谓尺寸误差系统，是对加工过程中的工件已加工表面尺寸进所谓尺寸误差系统，是对加工过程中的工件已加工表面尺寸进行自动误差检测和处理，使之转化为控制信息，以控制补偿执行装行自动误差检测和处理，使之转化为控制信息，以控制补偿执行装置，使刀具按预定的数值产生径向微量位移，以补偿刀具磨损等原置，使刀具按预定的数值产生径向微量位移，以补偿刀具磨损等原因所造成工件尺寸的变化，从而提高加工精度。因所造

15、成工件尺寸的变化，从而提高加工精度。 尺寸补偿系统由尺寸补偿系统由自动测量装置、控制装置和补偿执行装置三部自动测量装置、控制装置和补偿执行装置三部分组成。分组成。 2022-5-1040/81图图4.1 4.1 车刀尺寸自动补偿系统图车刀尺寸自动补偿系统图 2022-5-1041/812022-5-1042/81直接补偿和间接补偿直接补偿和间接补偿 直接补偿直接补偿：以工件的实测误差为依据进行误差补偿来提以工件的实测误差为依据进行误差补偿来提 高加工精度高加工精度 间接补偿间接补偿：仅对机床执行部件的位置坐标误差进行补偿仅对机床执行部件的位置坐标误差进行补偿 2022-5-1043/81 由于

16、尺寸补偿系统都是用于精加工的，补偿量又是微量的，要达到补偿由于尺寸补偿系统都是用于精加工的，补偿量又是微量的，要达到补偿的效果，关键在于补偿装置的工作性能。它的基本要求有：的效果，关键在于补偿装置的工作性能。它的基本要求有： 1 1）能保证补偿精度与补偿范围。）能保证补偿精度与补偿范围。2 2）具有良好的频率响应特性和良好的线性与稳定性。）具有良好的频率响应特性和良好的线性与稳定性。3 3）具有足够的刚度。）具有足够的刚度。4 4）装置应结构紧凑，组成的零件尽可能少，所占空间小，以利于装置）装置应结构紧凑，组成的零件尽可能少，所占空间小，以利于装置的合理布置。的合理布置。5 5）要防止由于切削

17、液或切屑的干扰所造成的不良影响。）要防止由于切削液或切屑的干扰所造成的不良影响。6 6）具有控制简单、成本低廉的特点。）具有控制简单、成本低廉的特点。 把刀具安装在补偿执行装置的可动件上，或者把补偿运动把刀具安装在补偿执行装置的可动件上，或者把补偿运动直接传递给工件而不经过中间环节直接传递给工件而不经过中间环节 实现：实现：2022-5-1044/811.一种车床加工用补偿刀架一种车床加工用补偿刀架1 1 工件工件2 2 刀具刀具3 3 刀架刀架4 4 压电晶体补偿元件压电晶体补偿元件2022-5-1045/812022-5-1046/812.一种镗刀压电晶体补偿装置一种镗刀压电晶体补偿装置

18、结构简单和成本低，适应于精加工。使用时要特别注意避免污染及切削液的结构简单和成本低，适应于精加工。使用时要特别注意避免污染及切削液的影响。影响。2022-5-1047/81强制更换强制更换 不同规格的刀具以不同的切削用量在工作，其耐用度相差悬殊，不同规格的刀具以不同的切削用量在工作，其耐用度相差悬殊，按其耐用度的大小进行分组，实现分批定期强制更换。各组应设有计按其耐用度的大小进行分组，实现分批定期强制更换。各组应设有计算刀具实际工作循环的计数器，当达到规定循环数时，便发出信号，算刀具实际工作循环的计数器，当达到规定循环数时，便发出信号，进行强制换刀。进行强制换刀。 强制检查强制检查 如果各把刀

19、具的耐用度相差甚大，又难于按组进行强制换刀时如果各把刀具的耐用度相差甚大，又难于按组进行强制换刀时，最好对它们进行强制检查，调整工在进行检查刀具的同时要更换，最好对它们进行强制检查，调整工在进行检查刀具的同时要更换已用钝了的这一组刀具，这样可以减少刀具破损的危险性。已用钝了的这一组刀具，这样可以减少刀具破损的危险性。 2022-5-1048/81更换刀片更换刀片更换刀具更换刀具更换刀夹更换刀夹更换刀柄更换刀柄a)更换刀片更换刀片 b)更换刀具更换刀具 c)更换刀夹更换刀夹 d)更换刀柄更换刀柄2022-5-1049/811.更换刀片更换刀片1 1）被更换元件小，装卸轻便。若是可转位刀具，当一个

20、）被更换元件小，装卸轻便。若是可转位刀具，当一个切削刃磨损后，只需将刀片转位，由新的一边切削刃进行切削刃磨损后，只需将刀片转位，由新的一边切削刃进行切削，待几边切削刃都磨损后才更换刀片；切削，待几边切削刃都磨损后才更换刀片；2 2）刀体不换，减少了刀体的周转量及制造量；）刀体不换，减少了刀体的周转量及制造量；3 3）换刀精度由刀片精度保证，随着刀片精度的提高及精）换刀精度由刀片精度保证，随着刀片精度的提高及精密级刀片产量和品种的增加，采用更换刀片的换刀方式就密级刀片产量和品种的增加，采用更换刀片的换刀方式就更显示出优越性，因为这时无需作任何调整。更显示出优越性，因为这时无需作任何调整。 1 1

21、）为了保证刀片的互换性及换刀精度，对刀片的质量要求）为了保证刀片的互换性及换刀精度，对刀片的质量要求较高，各个表面均需磨削，以提高刀片精度和粗糙度等级较高，各个表面均需磨削，以提高刀片精度和粗糙度等级，从而使制造成本增加；，从而使制造成本增加；2 2）由于自动线上布置拥挤，机床上的工作空间很小）由于自动线上布置拥挤，机床上的工作空间很小, ,刀片刀片的携拆装以及刀片支承面的清理不方便；的携拆装以及刀片支承面的清理不方便； 用于数控机床和自动线上个别工序和多刀加工机床上用于数控机床和自动线上个别工序和多刀加工机床上 只适用于机械夹固式刀具（含可转位刀具）只适用于机械夹固式刀具（含可转位刀具）20

22、22-5-1050/812.更换刀具更换刀具1 1）对刀片的精度及粗糙度要求不高，降低了刀片制造成本；）对刀片的精度及粗糙度要求不高，降低了刀片制造成本；2 2）可在机外进行换刀预调，能保证较高的换刀精度；）可在机外进行换刀预调，能保证较高的换刀精度；3 3）换刀简便迅速。）换刀简便迅速。 1 1）对刀体的精度和粗糙度要求较高，刀体须经过磨制；）对刀体的精度和粗糙度要求较高，刀体须经过磨制；2 2）刀具上备有调整装置，刀具制造成本高；）刀具上备有调整装置，刀具制造成本高；3 3）需有机外的预调装置。）需有机外的预调装置。 2022-5-1051/813.更换刀夹更换刀夹1 1）对刀片和刀体的精

23、度要求都不高；）对刀片和刀体的精度要求都不高；2 2）可在机外进行更换预调，换刀精度很高；）可在机外进行更换预调，换刀精度很高；3 3）有利于自动换刀。）有利于自动换刀。1 1）被更换的元件大而笨重，装卸不方便；）被更换的元件大而笨重，装卸不方便；2 2）需专门设计刀夹，刀夹的制造精度要求较高；）需专门设计刀夹，刀夹的制造精度要求较高；3 3）与更换刀体方式比较，机外对刀装置更为复杂，调整也比较麻烦；）与更换刀体方式比较，机外对刀装置更为复杂，调整也比较麻烦；4 4）影响刀架系统刚性。）影响刀架系统刚性。用于数控机床上的自动换刀装置，也可用于自动线上。用于数控机床上的自动换刀装置，也可用于自动

24、线上。 2022-5-1052/814.更换刀柄更换刀柄1 1）便于采用标准工具；）便于采用标准工具；2 2）同类机床上的刀柄可以通用，便于系列化、标准化）同类机床上的刀柄可以通用，便于系列化、标准化 1 1）刀具与刀柄的连接往往需用莫氏锥套等中间环节，影响）刀具与刀柄的连接往往需用莫氏锥套等中间环节，影响刀具的定位精度和刚性；刀具的定位精度和刚性；2 2）需专门的机外预调装置。）需专门的机外预调装置。 广泛用于数控机床及自动线上的铣刀、镗刀、丝锥以及广泛用于数控机床及自动线上的铣刀、镗刀、丝锥以及钻头、扩孔钻、铰刀等孔加工刀具的更换。钻头、扩孔钻、铰刀等孔加工刀具的更换。 2022-5-10

25、53/811 1、自动换刀装置的类型及特点、自动换刀装置的类型及特点2 2、自动换刀系统、自动换刀系统3 3、刀具管理系统、刀具管理系统2022-5-1054/812022-5-1055/81n凸轮转位合开摆动阀芯液压缸拔爪棘轮棘爪电动机下齿盘上齿盘凸轮刀架销钉销钉刀架弹簧安全离合器蜗轮副螺母下齿盘上齿盘电动机端齿盘定位刀架内装信号盘(e)(d)(c)(b)(a)回转刀架的类型及其工作原理 1、图6-1a) 螺母升降转位刀架 2、图6-1b)利用十字槽轮来转位及锁紧刀架 3、图6-1c)凸台棘爪式刀架 4、图6-1d)电磁式刀架 5、图6-1e)液压式刀架 2022-5-1056/81AAC-

26、CCCB-BDBA活塞刀架体缸体压盘齿轮活塞杆固定插销齿条活动插销拉杆触头活塞齿条活塞杆AACBB图6-2 数控车床的六角回转刀架 1、刀架抬起2、刀架转位3、刀架压紧4、转位液压缸复位2022-5-1057/812022-5-1058/812022-5-1059/81 若干根主轴（一般为若干根主轴（一般为612根）安装在转塔头上，每根主根）安装在转塔头上，每根主轴对应装有一把刀具。根据加轴对应装有一把刀具。根据加工要求可以依次将装有所需刀工要求可以依次将装有所需刀具的主轴转到加工位置，实现具的主轴转到加工位置，实现自动换刀，同时接通主运动。自动换刀，同时接通主运动。因此这种换刀方式又称为更换

27、因此这种换刀方式又称为更换主轴换刀，转塔头实际上就是主轴换刀，转塔头实际上就是一个刀库一个刀库2022-5-1060/812022-5-1061/812022-5-1062/812022-5-1063/81立柱主轴箱机械手刀库主轴箱主轴刀具工件刀库图6-5 刀库与机床为整体式的数控机床 图6-6 刀库与机床为分体式的数控机床 2022-5-1064/812022-5-1065/812022-5-1066/81 2022-5-1067/812022-5-1068/812022-5-1069/812022-5-1070/812022-5-1071/812022-5-1072/812022-5-10

28、73/81u 顺序选刀方式顺序选刀方式 将所需刀具严格按工序先后依次插将所需刀具严格按工序先后依次插放在刀库中，使用时按加工顺序指令一放在刀库中，使用时按加工顺序指令一一取用。采用这种选择方式时，驱动控一取用。采用这种选择方式时，驱动控制较为简单，工作可靠，不需要刀具识制较为简单，工作可靠，不需要刀具识别装置。这种选刀方式的缺点是刀库中别装置。这种选刀方式的缺点是刀库中的刀具数量不宜太多，且更换工件时，的刀具数量不宜太多，且更换工件时，刀具顺序必须重排。刀具顺序必须重排。 u 任意选择方式任意选择方式 刀具在刀库中任意存放，利用控制系统来识别、记忆所有刀具在刀库中任意存放，利用控制系统来识别、

29、记忆所有的刀具和刀座。自动换刀时，刀库旋转，根据程序指令或根据的刀具和刀座。自动换刀时，刀库旋转，根据程序指令或根据“刀具识别装置刀具识别装置”的识别，刀库将所需刀具送到换刀位置，等的识别，刀库将所需刀具送到换刀位置，等待换刀。该方法的优点是：待换刀。该方法的优点是：刀具在工件一次装夹中可重复使用；刀具在工件一次装夹中可重复使用；刀具数量比顺序选择法的刀具少一些；刀具数量比顺序选择法的刀具少一些；自动换刀装置通用性增强，应用范围加大。自动换刀装置通用性增强，应用范围加大。 2022-5-1074/81 当刀库容量较大，布置得离机床主轴较远时，就需要安排两只机械手和刀具当刀库容量较大，布置得离机

30、床主轴较远时，就需要安排两只机械手和刀具运送装置来完成新旧刀具的交换工作：运送装置来完成新旧刀具的交换工作： 一只机械手靠近刀库，称后机械手，完成拔刀和插刀的动作；一只机械手靠近刀库，称后机械手，完成拔刀和插刀的动作； 另一只机械手靠近主轴，称前机械手，也完成拔刀和插刀的动作；另一只机械手靠近主轴，称前机械手，也完成拔刀和插刀的动作； 安排在前后机械手之间的刀具运送装置一方面将前机械手从主轴上拔出的刀安排在前后机械手之间的刀具运送装置一方面将前机械手从主轴上拔出的刀具运回刀库旁，以便后机械手将该刀具拔出，再插回刀库；另一方面则将后机械具运回刀库旁，以便后机械手将该刀具拔出，再插回刀库；另一方面

31、则将后机械手从刀库中拔出的刀具运到主轴旁，以便前机械手将该刀具拔出后再插进主轴。手从刀库中拔出的刀具运到主轴旁，以便前机械手将该刀具拔出后再插进主轴。2022-5-1075/81 刀具的识别是指自动换刀装置对刀具的识别，刀具的识别是指自动换刀装置对刀具的识别，通常可采用刀具编码法和软件记忆法。通常可采用刀具编码法和软件记忆法。 一种早期使用的刀具识别方法。在刀柄或刀座上装有若干个厚度相等、不同直径的大小编码环，如用大环表示二进制的“1”，小环表示“0”，则这些环的不同组合就可表示不同刀具，每把刀具都有自己的确定编码。在刀库附近装有一个刀具识别装置，其上有一排与编码环 一一对应的触针（接触式）或

32、传感器（非接触式）。当需要换刀时，刀库旋转，刀具识别装置不断地读出每一把经过的刀具的编码，并送入控制系统与换刀指令中的编码进行比较，当二者一致时，控制系统便发出信号，使刀库停转，等待换刀。 将刀库上的每一个刀座进行编号，得到每一刀座的“地址”。将刀库中的每一个刀具再编一个刀具号，然后在控制系统内部建立一个刀具数据表，将原始状态刀具在刀库中的“地址”一一填入。刀库上装有检测装置，可以读出刀库在换刀位置的地址。取刀时，控制系统根据刀具号在刀具数据表中找出该刀具的地址，按优化原则转动刀库，当刀库上的检测装置读出的地址与取刀地址相一致时，刀具便停在换刀位置上，等待换刀；若欲将换下的刀具送回刀库，也不必

33、寻找刀具原位，只要按优化原则送到任一空位即可，控制系统将根据此时换刀位置的地址更新刀具数据表，并记住刀具在刀库中新的位置地址。这种换刀方式目前最为常用。 2022-5-1076/81编码环刀具识别装置触针刀柄010112022-5-1077/812022-5-1078/812022-5-1079/812022-5-1080/812022-5-1081/201、刀具破损形式、刀具破损形式2、刀具破损的自动检测刀具破损的自动检测 2022-5-1082/20低速性崩刃低速性崩刃 般发生在新刀具(或刚经过重磨的刀具)使用的初期阶段或切削速度很低的情况下，因此称为低速性崩刃。 2022-5-1083/

34、20 切削速度越高，越容易发生高速性破损，高速性破损因此而得名 高速性破损高速性破损2022-5-1084/202022-5-1085/202022-5-1086/202022-5-1087/202022-5-1088/20切削深度不同2022-5-1089/20钻头破损检测器 声发射钻头破损检测装置系统图交换机床控制器工件折断工作台声发射传感器破损信号 试验及频谱分析发现：正常切削产生的试验及频谱分析发现：正常切削产生的AE 信号主要是工件材料的塑性变形，其功率谱分信号主要是工件材料的塑性变形，其功率谱分布布，100kHz 以下数值很大以下数值很大,100kHz 以上较小；而当刀具破损时以上

35、较小；而当刀具破损时，100kHz 以上频率成分的以上频率成分的AE 信号要比正常切削时大得多，特别是信号要比正常切削时大得多，特别是100500kHz 之间的频率成分更大些。为此，只要选取合之间的频率成分更大些。为此，只要选取合适带宽的适带宽的AE 传感器及带通滤波器的频率范围，监测传感器及带通滤波器的频率范围，监测100500kHz 频率成分频率成分AE 信号的变化，信号的变化，便可实现监测刀具破损。便可实现监测刀具破损。2022-5-1090/20 2022-5-1091/20 加工过程中加工过程中,切削力切削力(扭矩扭矩) 是刀具状态最直接的反映是刀具状态最直接的反映,而其他的诸如电机

36、电流、而其他的诸如电机电流、电压变化均是对切削力变化情况的间接反映电压变化均是对切削力变化情况的间接反映,监测的灵敏度不及前者。该法不仅能监测的灵敏度不及前者。该法不仅能对大刀具对大刀具(粗加工粗加工) 监测监测,而且对小刀具而且对小刀具(精加工精加工) 的监测也有较好的效果。的监测也有较好的效果。2022-5-1092/20光电法光电法气动法气动法电磁法电磁法2022-5-1093/20 将激光光束发射到刀具上，并监将激光光束发射到刀具上，并监控反射回来的散射光，以确定刀具是控反射回来的散射光，以确定刀具是否破损，如图所示。否破损，如图所示。TRS2系统能够检系统能够检测所有实心刀具，包括钻

37、头、丝锥、测所有实心刀具，包括钻头、丝锥、端面刀具、槽孔钻头及球形端面刀具端面刀具、槽孔钻头及球形端面刀具。 2022-5-1094/20 可以进行可以进行刀具破损检测刀具破损检测、刀具磨损补、刀具磨损补偿、刀具长度偿、刀具长度测量、刀具直测量、刀具直径的静态与动径的静态与动态测量、刀具态测量、刀具识别、机床轴识别、机床轴的热漂移补偿的热漂移补偿，以及铣床和，以及铣床和加工中心的回加工中心的回转刀具轮廓检转刀具轮廓检测。测。 2022-5-1095/202022-5-1096/202022-5-1097/202022-5-1098/20人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高