数控加工中心换刀系统故障分析

王 鑫，陈 侠

（中国航发南方工业有限公司，湖南株洲 412000）

0 引言

换刀系统将机械手作为换刀机构的工具，目的是为了提高刀具交换效率，虽然该项技术在数控加工中心应用中取得了突出的成绩，但也存在着亟待解决的问题，例如：换刀系统故障率较高，换刀精度和速度尚有提升空间。对换刀系统进行深入研究，具有突出的现实意义，应当引起重视。

1 换刀系统相关概念

1.1 加工中心

数控加工中心代表着机械行业发展的主流方向。20 世纪70 年代，该项技术的引进为各行各业的发展提供了支持。国内现有加工中心，无论从数量还是质量上来说，均无法满足行业需求。要想使加工效率得到保证，关键是优化加工中心的换刀系统，换刀系统成为研究的重点。

1.2 换刀系统

换刀系统具备交换、存储刀具的功能。其中，负责对刀具进行交换的主体为换刀机构，具体流程如下：数控系统发出换刀指令后，换刀机构对主轴在用刀具进行抓回，再将目标刀具交换至主轴，为零件加工工序提供保证。此项工作对主轴、刀具位置均提出具体的要求，降低换刀系统出现故障的概率，成为机床制造行业需要解决的瓶颈问题。加工中心加工的零件工序较多，要想提高工件加工的可靠性，关键是根据不同工序所提出需求，进行刀具交换，因此换刀系统对加工中心的意义重大。从零件加工角度来说，换刀系统是否稳定，直接影响换刀的效率。

现阶段，较为常见的换刀方式为机械换刀，具体来说，就是用机械手对人换刀的动作进行模拟，其优势主要体现为灵活、具有可操作性，这也是该项技术得到推广的原因[1]。……