文档介绍：1 绪论

随着中国经济的快速发展,进入21世纪,我的需求而引发的制造装备发展的良机,也面临着加入WTO后激烈的市场竞争的压力。从技术层面上讲,加速推进数控技术将是解决机床制造业持续发展的一个关键。
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数控机床及由数控机床组成的制造系统是改造传统产业、构建数字化企业的重要基础装备,它的发展一直备受人们的关注。数控机床以其卓越的柔性自动化的性能、优异而稳定的精度、灵捷而多样化的功能引起世人瞩目,它开创了机械产品机电一体化发展的先河,因此数控技术成为先进制造技术中的一项核心技术。另一方面,通过持续的研究,信息技术的深化应用促进了数控机床的进一步提升[1]。
随着数控技术的发展,采用数控系统的机床品种日益增多,有车床、铣床、镗床、钻床、磨床、齿轮加工机床和电火花加工机床等。此外还有能自动换刀、一次装卡进行多工序加工的加工中心、车削中心等。
数控机床主要由数控装置、伺服机构和机床主体组成,输入数控装置的程序指令记录在信息载体上,由程序读入装置接收,或由数控装置的键盘直接手动输入[2]。
随着微电子技术、计算机技术和软件技术的迅速发展,数控机床的控制系统日益趋向于小型化和多功能化,具备完善的自诊断功能,可靠性也大大提高,数控系统本身将普遍实现自动编程。
未来数控机床的类型将更加多样化,多工序集中加工的数控机床品种越来越多;激光加工等技术将应用在切削加工机床上,从而扩大多工序集中的工艺范围;数控机床的自动化程度更加提高,并具多种监控功能,从而形成一个柔性制造单元,更加便于纳入高度自动化的柔性制造系统中
[3]。
数控机床为了进一步提高生产率,进一步压缩非切削时间,现代的机床逐步发展为在一台机床上一次装夹中完成多工序或全部工序的加工。数控机床为了能在工件一次装夹中完成多个工步,以缩减辅助时间和减少多次安装工件引起的误差,通常带有自动换刀系统。对工件的多工序加工而设置的存储及更换刀具的装置称为自动换刀装置;自动换刀系统由控制系统和换刀装置组成。在数控镗铣床的基础上,如果再配以刀具和自动换刀系统,就构成加工中心。在这类数控机
床上,自动换刀装置是必不可少的[4]。例如加工中心机床又称多工序自动换刀数控机床,它主要是指具有自动换刀及自动改变工件加工位置功能的数控机床,具有自动换刀装置是加工中心机床的典型特征,是多工序加工的必要条件。自动换刀装置的功能,对整机的加工效率有很大的影响[5]。
数控机床的自动换刀装置的结构形式多种多样,选择何种形式,主要取决于机床的种类、工艺范围以及刀具的种类和数量等。本课题中的JCS-013型数控卧式镗铣床将采用的是带刀库的自动换刀形式。

在此概念基础下,刀库产品的发展现况为:
a. 超重刀库的发展:发展出刀链系统能承载重量70kg以上之超重刀具,拥有强力锁刀装置的稳定刀链架构,可防止重型刀具于运转中坠落。
b. 高效率且定位精度的驱动及选刀系统的发展:发展出高精度系统配置以及高质量、高定位精度的伺服电动机及减速器,以符合选刀迅速、换刀精确的主要性能需求。
c. 多型式刀具容载刀库的发展:发展出同时可容纳多种型式刀具(如ISO50及ISO60)的刀链系统,也被视为是必须时常变换使用多种主轴的加工中心的必备装置。
d. 不同型式刀及其任意点换刀系统的发展:可以同时夹取不同型式刀具(如ISO50及ISO60),因应需求必须有不同的刀具。为了缩短换刀时间,多点式或任意点式换刀系统是有必要的。
e. 轻量化、低成本架构刀库的发展:发展出轻量化的塑钢射出刀套架构,整体重量较传统刀库减轻100kg以上,成本大幅降低的刀库。
f. 大型及高容量刀库的发展:在机床多功能趋势演化下,大量的刀具被使用在同一台机床上,刀库的架构必须兼顾换刀效率及储刀效能,多变的刀库型体(可容纳120/180/200把以上刀具)及多样精密的换刀系统(如各种立式、卧式、立卧单点及多点式换刀系统),是其主要的特色[6]。

近年来刀库的发展俨然已超越其为装备的角色,在特有的技术领域中发展出符合工具机高精度、高效能、高可靠度及多任务复合等概念产品,多样化产品,左右工具机在生产效能及产品精度的表现。刀库的容量、布局,针对不同的工具机,形式也有所不同。根据刀库的容量、外型和取刀的方式可大概分为斗笠式刀库、圆盘式刀库、链条式刀库[7]。其发展趋势为:
a. 高效能的产品
发展符合高荷重、高容量、高速化概念的刀库产品。
b. 轻量化、低成本的产品
发展符合重量轻、成本低概念的刀库产品。

刀库系统作为自动化加工过程中所需的储刀及换