數(shù)控加工中心具有自動(dòng)換刀裝置、刀具為和自動(dòng)托盤交換裝置，這些裝置為了在一次安裝后能盡可能多地完成同一工件不同部位的加工要求，并盡可能減少數(shù)控機(jī)床加工中心的非故障停機(jī)時(shí)間，達(dá)到縮短產(chǎn)品的制造周期，提高產(chǎn)品的加工精度等目標(biāo)。對(duì)自動(dòng)換刀裝置的基本要求主要是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能可靠、交換迅速、刀具交換機(jī)構(gòu)完成刀庫(kù)里的刀（新刀）與主軸上的刀（舊刀）的交換工作。自動(dòng)換刀裝置性能的好壞直接影響加工效率的高低。
如何設(shè)置一個(gè)安全的換刀點(diǎn)?
轉(zhuǎn)臺(tái)能為我們的加工提供不少方便，它能一次性在多個(gè)角度對(duì)工件進(jìn)行加工，所以能明顯的減少加工的工序，提高加工效率，從而節(jié)省加工成本。
當(dāng)工件本身（特別是加工工件的側(cè)面時(shí)）比較高，或者夾具高度比較高的情況下，換刀時(shí)就可能會(huì)出現(xiàn)刀具和夾具之間產(chǎn)生干涉的情況，這可能會(huì)造成刀具甚至換刀系統(tǒng)受損，要防止這種問題的產(chǎn)生，有以下問題值得考慮：
工件、夾具在工作臺(tái)上的擺放
由于側(cè)掛式刀庫(kù)一般都會(huì)安裝在機(jī)床的左上方，所以換刀的動(dòng)作也會(huì)在主軸的左邊進(jìn)行。換刀時(shí)，刀臂下方的一段空間將會(huì)被暫時(shí)使用，所以工件、夾具不能出現(xiàn)在這里。
工作臺(tái)可以左右移動(dòng)，如果將工件、夾具的安裝位置選擇的工作臺(tái)的左邊，那么不管工作臺(tái)如何移動(dòng)，工件和夾具都會(huì)處于主軸的左側(cè)，這對(duì)于工件、夾具高度比較低時(shí)可能不是問題，但是一旦工件、夾具由于高度的關(guān)系，與換刀動(dòng)作有沖突，這時(shí)候就只能拆下工件和夾具，重新進(jìn)行調(diào)試了，這可能會(huì)拜拜浪費(fèi)幾個(gè)小時(shí)甚至更長(zhǎng)的時(shí)間。
所以，優(yōu)先利用工作臺(tái)的右側(cè)空間，是個(gè)不錯(cuò)的選擇。
換刀點(diǎn)的選擇
如果由于條件的限制，換刀的動(dòng)作不得不在一個(gè)特定的點(diǎn)完成，這個(gè)點(diǎn)可以優(yōu)先選擇工作臺(tái)的左上角。
換刀點(diǎn)的一致性
我們將工件安裝在了工作臺(tái)的右側(cè)，程序里也已經(jīng)設(shè)置好了安全的換刀點(diǎn)，但是，在操作人員對(duì)刀具進(jìn)行刀具修磨或者更換的時(shí)候，很可能就會(huì)忘記換刀點(diǎn)的問題，造成工件或者刀具的損壞。
要解決這個(gè)問題，我們可以更謹(jǐn)慎的操作每一步，也可以用更簡(jiǎn)便的方式，通過自定義換刀命令M06，達(dá)到每次都在同一個(gè)位置換刀的目的。
在哈斯的數(shù)控系統(tǒng)里，為了讓用戶更以更直觀的方式取得刀庫(kù)里的刀具，哈斯有“ATC Forward”，“ATCReverse ”的按鈕，如果要取得15號(hào)刀套里的刀具，只需要輸入“P15”，然后按“ATC Forward” 的按鈕就可以了。
但是“ATC Forward” 并不會(huì)每次都在指定的換刀點(diǎn)進(jìn)行換刀，所以我們?cè)谶@種情況下我們要通過6號(hào)設(shè)置“鎖定前面板”，禁止使用“ATC Forward”等功能，從而迫使操作員使用M06的指令進(jìn)行安全的換刀。
那么，能不能通過自定義M06代碼 ,讓機(jī)器每次都在同一個(gè)安全的點(diǎn)進(jìn)行換刀呢？
答案是肯定的。
數(shù)控加工中心如何設(shè)置一個(gè)安全的換刀點(diǎn)？
方法/步驟
1.換刀點(diǎn)可以選擇在任意一個(gè)部位，前提是不妨礙刀具和卡盤、尾座
工件。
2.就近點(diǎn)換刀，離需要加工的部位取一個(gè)相對(duì)較近的點(diǎn)，可以節(jié)省加
工時(shí)間。
3.換刀的指令可以提前準(zhǔn)備如
G00 X100 Z100
T0202 (在運(yùn)行這段程序時(shí)，為下次換刀做準(zhǔn)備）
M30
一、數(shù)控加工中心自動(dòng)換刀原理
數(shù)控加工中心刀庫(kù)的種類不同，但換刀的過程是一樣的。當(dāng)自動(dòng)換刀裝置收到換刀指令后，主軸立刻停止轉(zhuǎn)動(dòng)并準(zhǔn)確停至換刀位置，松刀；新刀隨著刀庫(kù)運(yùn)動(dòng)到換刀位置，松刀；雙臂機(jī)械手將新、舊刀具同是抓起，刀具交換臺(tái)回轉(zhuǎn)到位后，將新、舊兩刀分別旋轉(zhuǎn)在主軸上和刀庫(kù)的空位置上；主軸夾緊，并回到最初的加工位置，完成換刀過程。
加工中心換刀時(shí)刀具的運(yùn)動(dòng)由四個(gè)部分組成；刀具隨主軸停止并移動(dòng)到換刀位置、刀具在刀庫(kù)中的運(yùn)動(dòng)、刀具隨換刀機(jī)械手的傳遞運(yùn)動(dòng)和刀具隨主軸回到加工位置的運(yùn)動(dòng)等，其中刀具與在鏈?zhǔn)降稁?kù)中隨鏈的運(yùn)動(dòng)為轉(zhuǎn)運(yùn)副，刀具隨主軸的運(yùn)動(dòng)為移動(dòng)副。
換刀機(jī)械手的傳遞運(yùn)動(dòng)即包括轉(zhuǎn)動(dòng)副，又包括移動(dòng)副。換刀機(jī)械手換刀過程由以下五個(gè)階段完成：抓刀階段、拔刀階段、換刀階段、插刀階段和放刀階段。這些動(dòng)作分另由以下運(yùn)動(dòng)副完成；兩個(gè)齒條分輥與缸體組成移動(dòng)副；兩個(gè)齒條分另與兩個(gè)齒輪軸組成齒輪副；兩個(gè)齒輪軸分別與缸體組成轉(zhuǎn)動(dòng)副；機(jī)械手臂分別與兩個(gè)齒輪軸組成移動(dòng)副，來(lái)回移動(dòng)來(lái)完成拔刀和插刀動(dòng)作。
二、數(shù)控加工中心自動(dòng)換刀步驟
1、裝刀：刀具裝入刀庫(kù)
任選刀座裝刀方式。刀具安置在任意的刀座內(nèi)，需將該刀具所在刀座號(hào)記下來(lái)。
固定刀座裝刀方式。刀具安置在設(shè)定的刀座內(nèi)。
2、選刀
從刀庫(kù)中選出指定刀具的操作。
1)順序選刀：選刀方式要求按工藝過程的順序（即刀具使用順序）將刀具安置在刀座中，使用時(shí)按刀具的安置順序逐一取用，用后放回原刀座中。
2)隨意選刀：
①刀座編碼選刀： 對(duì)刀庫(kù)各刀座編碼，把與刀座編碼對(duì)應(yīng)的刀具一一放入指定的刀座中，編程時(shí)用地址T指出刀具所在刀座編碼。
②計(jì)算機(jī)記憶選刀
刀具號(hào)和存刀位置或刀座號(hào)對(duì)應(yīng)地記憶在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器或可編程控制器的存儲(chǔ)器內(nèi)，刀具存放地址改變，計(jì)算機(jī)記憶也隨之改變。在刀庫(kù)裝有位置檢測(cè)裝置，刀具可以任意取出，任意送回。
3、換刀
1)主軸上的刀具和刀庫(kù)中的待換刀具都是任選刀座。
刀庫(kù)→選刀→到換刀位→機(jī)械手取出刀具→裝入主軸，同時(shí)將主軸取下的刀具裝入待換刀具的刀座。
2)主軸上的刀具放在固定的刀座中，待換刀 具是任選刀座或固定刀座。
選刀過程同上，換刀時(shí)從主軸取下刀具送回刀庫(kù)時(shí)，刀庫(kù)應(yīng)事先轉(zhuǎn)動(dòng)到接收主軸刀具的位置。
3)主軸上的刀具是任選刀座，待換刀具是固定刀座。
選刀同上，從主軸取下的刀具送到最近的一個(gè)空刀位。
刀庫(kù)對(duì)加工中心來(lái)說(shuō)十分重要，各類工序加工都是由刀庫(kù)完成的。刀庫(kù)一般分為三種，圓盤式、斗笠式和鏈?zhǔn)降稁?kù)。想學(xué)習(xí)UG編程可以加小編QQ770573829領(lǐng)取學(xué)習(xí)資料和課程，小型加工中心換刀和刀庫(kù)的選擇可以根據(jù)被加工工件的工藝分析結(jié)果來(lái)確定所需刀具數(shù)量，通常以需要一個(gè)零件在一次裝夾中所需刀具數(shù)來(lái)確定刀庫(kù)的容量，因?yàn)閾Q另一零件加工時(shí)，需要重新安排小型加工中心刀具，否則刀具管理復(fù)雜并容易出錯(cuò)。
小型五軸加工中心是目前很熱銷的機(jī)床，主要用于，高校創(chuàng)客工作室、科研單位加工小零件、高校教學(xué)、它最大的特點(diǎn)便是性價(jià)比高、穩(wěn)定性好、可靠性強(qiáng)、加工精度高。小型加工中心能夠加工一些平面類、曲面類、變斜角類的零件，小型五加工中心最大的缺點(diǎn)便是在加工零件的尺度上有必定的約束。
從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，小型加工中心選用20把刀左右的刀庫(kù)，臥式加工中心則選用40把刀左右的刀庫(kù)為宜。當(dāng)然要根據(jù)實(shí)際需要最后確定。用于柔性制造單元(fmc)或柔性制造系統(tǒng)(fms)的加工中心機(jī)床，其刀庫(kù)容量應(yīng)選大容量刀庫(kù)，甚至配置可交換刀庫(kù)。
小型加工中心裝刀、換刀、選刀的步驟：
小型加工中心裝刀很簡(jiǎn)單，將所裝的刀具類型用途和對(duì)應(yīng)的刀座號(hào)都記錄下來(lái)，在刀庫(kù)中任意選擇一個(gè)刀座將刀具裝進(jìn)去就可以了。
在換刀時(shí)候就分為以下三種情況：
1.加工中心主軸上的刀具是任選刀座，待換刀具是固定刀座
步驟：刀庫(kù)→選刀→到換刀位→機(jī)械手取出刀具→裝入主軸，從主軸取下的刀具就近送入空刀位。
2.小型加工中心主軸上的刀具放在固定的刀座中，而待換刀具是任選或固定刀座
換刀步驟：刀庫(kù)→選刀→到換刀位→機(jī)械手取出刀具→裝入主軸，從主軸取下的刀具送入刀庫(kù)時(shí)，事先刀庫(kù)要轉(zhuǎn)動(dòng)到接收刀具的位置上。
3.主軸上的刀具和待換刀具都是任選刀座
換刀步驟如上，將主軸取下的刀具裝入待換刀具的刀座。
小型加工中心的選刀也有三種方式：
1.順序選刀，按照刀具的使用順序，把刀具安裝在刀座中，并按照順序逐一選用，使用完畢后再放回原來(lái)的位置上。
2.隨意選刀，對(duì)刀座進(jìn)行編碼，對(duì)應(yīng)的刀具放入制定的刀座中，編程的同時(shí)要用地址T標(biāo)出刀具所在刀座編碼。
3.記憶選刀，在加工中心的存儲(chǔ)器中，將刀具號(hào)和存刀位置以及刀座號(hào)都記錄下來(lái)，當(dāng)?shù)毒叽娣诺刂犯淖?，那么加工中心記憶也隨之改變，在小型加工中心的刀庫(kù)中裝有位置的檢測(cè)裝置，刀具能夠任意取出和送回。
PLC程序是數(shù)控機(jī)床正常運(yùn)轉(zhuǎn)的軟件核心，是連接NC和機(jī)床的橋梁，也是機(jī)床電氣設(shè)計(jì)人員調(diào)試機(jī)床的關(guān)鍵。
一個(gè)完善的PLC程序不僅能使機(jī)床正常運(yùn)行，還要讓人看起來(lái)一目了然，既為自己調(diào)試提供方便，還能幫助維修人員查找故障和分析原因。
首先簡(jiǎn)單介紹一下刀具交換裝置的基本情況，刀庫(kù)是可正反向旋轉(zhuǎn)的鏈?zhǔn)降稁?kù)、裝在刀具交換裝置上的機(jī)械手用15個(gè)步驟將刀庫(kù)中的刀具交換到主軸，并將主軸刀具還回刀庫(kù)對(duì)應(yīng)的刀套中。為盡量縮短換刀時(shí)間，我們采用刀具預(yù)選與零件加工同時(shí)進(jìn)行的方式來(lái)壓縮換刀時(shí)間。機(jī)械手動(dòng)作順序如下：
步驟1：平移縮回，抓刀庫(kù)中預(yù)選的刀具
步驟2：拔刀伸出，拔出刀套中的刀具
步驟3：平移伸出，離開刀庫(kù)側(cè)抓刀位置
步驟4：拔刀縮回，機(jī)械手縮回
步驟 5：搖臂伸出，搖臂轉(zhuǎn)向主軸側(cè)
步驟6：平移伸出，抓主軸刀具
步驟7：拔刀伸出，拔出主軸中的刀具
步驟8：換刀正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，刀具交換
步驟9：拔刀縮回，將預(yù)選刀具插入主軸
步驟10：平移縮回，機(jī)械手離開主軸
步驟11：搖臂縮回，搖臂轉(zhuǎn)向刀庫(kù)側(cè)
步驟12：拔刀伸出，準(zhǔn)備將主軸刀具送回刀庫(kù)
步驟 13：平移縮回，機(jī)械手移向刀庫(kù)
步驟14：拔刀縮回，將主軸刀具插入刀庫(kù)
步驟15：平移伸出，離開刀庫(kù)側(cè)抓刀位置。
以上15個(gè)步驟可分為如下4個(gè)階段：
第1階段：抓新刀。Txx代碼控制刀庫(kù)按就近方向轉(zhuǎn)動(dòng)到編程刀具所在的位置，到位且有刀庫(kù)定位I信號(hào)后啟動(dòng)機(jī)械手，經(jīng)過步驟1→步驟2→步驟3→步驟4，將編程刀具抓在手上等待換刀。
第2 階段：換刀。M06啟動(dòng)換刀固定循環(huán)“TOOL”。“TOOL”控制各坐標(biāo)移動(dòng)到換刀位置，并用M90通知PLC啟動(dòng)換刀，PLC用M90信號(hào)請(qǐng)求NC “讀入禁止”并啟動(dòng)機(jī)械手換刀步驟5→步驟6→步驟7→步驟8→步驟9→步驟10→步驟11，同時(shí)用步驟5的到位信號(hào)控制刀庫(kù)轉(zhuǎn)到主軸刀號(hào)的位置。
第3階段：還刀。步驟5啟動(dòng)的刀庫(kù)旋轉(zhuǎn)停止且有刀庫(kù)定位I信號(hào)后，啟動(dòng)機(jī)械手步驟12→步驟13→步驟14→步驟15，將主軸刀具還到刀庫(kù)中并將記憶主軸刀號(hào)的存儲(chǔ)器更新。步驟11完成后，取消“讀入禁止”，激活刀具參數(shù)，加工程序和機(jī)械手還同時(shí)進(jìn)行。
第4 階段：抓預(yù)選新刀。在M06的下一段緊跟下道工序要用的刀具號(hào)Txx，刀庫(kù)在完成還刀動(dòng)作后可在零件加工的同時(shí)啟動(dòng)機(jī)械手步驟1→步驟2→步驟3→步驟 4，將下道工序所用的刀具預(yù)選抓到機(jī)械手上，等待M06啟動(dòng)后面的換刀動(dòng)作，這樣大大縮短了刀具交換的時(shí)間，提高了工作效率。
注意事項(xiàng)：
Txx和M06不能編在同一程序段內(nèi)。在固定循環(huán)TOOL中，所有位移程序段應(yīng)加G153(段有效)取消基本偏移。
三個(gè)換刀過程為：
①裝刀：主軸無(wú)刀，Txx/M06直接安裝編程刀具；
②換刀：主軸有刀，交換編程刀具和主軸刀具；
③還刀：主軸有刀，編程T0，將主軸刀具還回刀庫(kù)。主軸準(zhǔn)停角度利用PLC浮點(diǎn)參數(shù)MD14514[0]：$MN_USER_DATA_FLOAT[0]
FANUC加工中心換刀編程格式
一、斗笠式刀庫(kù)的換刀
采用固定地址換刀方式，刀具號(hào)與刀座號(hào)是固定對(duì)應(yīng)的，其換刀動(dòng)作是依靠刀庫(kù)的橫向移動(dòng)與主軸的上下移動(dòng)實(shí)現(xiàn)換刀，簡(jiǎn)稱為主軸換刀方式。由于其無(wú)換刀機(jī)械手，因此選刀動(dòng)作不能在換刀動(dòng)作之前預(yù)選。其換刀指令與選刀指令一般編寫在同一個(gè)程序段，其指令格式如下:M06 T××；指令執(zhí)行時(shí)，刀庫(kù)首先將主軸上刀號(hào)對(duì)應(yīng)的刀座轉(zhuǎn)到換刀位置，并將主軸上的刀具換回刀座中，然后刀庫(kù)又將指令中指定的刀具轉(zhuǎn)到換刀位置，并換上主軸。這種刀庫(kù)，即使在執(zhí)行M06的前面先執(zhí)行Tx x，也不能夠預(yù)選刀，*終選刀的動(dòng)作還是在執(zhí)行M06時(shí)執(zhí)行，如果M06前面沒有Tx x，則系統(tǒng)會(huì)報(bào)警。
二、圓盤式和鏈?zhǔn)降稁?kù)的換刀其多采用隨機(jī)地址換刀方式，刀具號(hào)與刀座號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系是隨機(jī)的，但其對(duì)應(yīng)關(guān)系能夠被數(shù)控系統(tǒng)記憶住。這種刀庫(kù)的換刀是依靠機(jī)械手換刀。其指令與換刀的動(dòng)作為:刀具指令Tx x控制刀庫(kù)的旋轉(zhuǎn)，并將選中的刀具轉(zhuǎn)至換刀工作位置，而換刀指令M06控制換刀機(jī)械手的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)主軸刀具與刀庫(kù)換刀位置處刀具的交換。其選刀指令與換刀指令可以在同一個(gè)程序段，也可以分開編寫，選刀與換刀指令對(duì)應(yīng)的動(dòng)作也可以同時(shí)或分開動(dòng)作。其指令格式如下:Tx x M06;指令執(zhí)行時(shí)，刀庫(kù)首先將Tx x刀轉(zhuǎn)到換刀位置，然后機(jī)械手將刀庫(kù)刀具與主軸刀具交換，實(shí)現(xiàn)Tx x刀具換至主軸的目的。閱讀以上兩種方法可以看出方法二將選刀動(dòng)作與加工動(dòng)作重疊，這樣換刀時(shí)就不必選刀而直接換刀，提高了工作效率。刀庫(kù)的換刀指令與機(jī)床廠家有關(guān)，如有的刀庫(kù)不僅要求Z軸必須返回?fù)Q刀點(diǎn)，而且Y軸也必須返回?fù)Q刀點(diǎn)，其程序格式如下：TXXM06;或者M(jìn)06TXX; 在同一個(gè)程序段編寫選刀與換刀指令時(shí)，不同廠家刀其的執(zhí)行規(guī)則也可能有差異，如有的不管書寫的先后順序，均按先選刀、再換刀的規(guī)則執(zhí)行。而有的規(guī)則規(guī)定選刀指令必須在換刀指令執(zhí)行之前編寫，否則，其動(dòng)作是先換刀、再選刀，如上面的程序所示。這種情況，若在M06指令執(zhí)行前未編寫選刀指令，則系統(tǒng)會(huì)報(bào)警。技巧與禁忌：加工中心的換刀指令必須按機(jī)床廠家的編程說(shuō)明書執(zhí)行，否則可能不能正常換刀或出現(xiàn)意想不到的結(jié)果.。說(shuō)明：1、對(duì)于斗笠刀庫(kù)換刀宏程序可以按照如下編寫M06TXX；或者TXX直接換刀。2、對(duì)于圓盤刀庫(kù)可以編寫M06TXX；TXXM06；
高速加工中心是高速機(jī)床的典型產(chǎn)品，高速功能部件如電主軸、高速絲杠和直線電動(dòng)機(jī)的發(fā)展應(yīng)用極大地提高了切削效率。為了配合機(jī)床的高效率，作為加工中心的重要部件之一的自動(dòng)換刀裝置（ATC）的高速化也相應(yīng)成為高速加工中心的重要技術(shù)內(nèi)容。隨著切削速度的提高，切削時(shí)間的不斷縮短，對(duì)換刀時(shí)間的要求也在逐步提高，換刀的速度已成為高水平加工中心的一項(xiàng)重要指標(biāo)。
