型材加工中心的自動(dòng)刀具更換系統(tǒng)由刀庫和自動(dòng)刀具更換裝置組成。自動(dòng)刀具更換系統(tǒng)有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一是主軸箱內(nèi)只保留一個(gè)主軸，有利于簡化主軸結(jié)構(gòu)，提高主軸剛度；二是存放大量不同類型和功能的刀具，便于完成各種復(fù)雜多步的加工程序。因此，自動(dòng)刀具更換系統(tǒng)是區(qū)分?jǐn)?shù)控機(jī)床和數(shù)控加工中心的重要標(biāo)志。

型材加工中心自動(dòng)換刀系統(tǒng)中的自動(dòng)換刀裝置主要分為三種類型：直接換刀、機(jī)械手換刀和轉(zhuǎn)塔頭。我們一一介紹

直接換刀

所謂直接換刀，是指換刀過程由刀庫與主軸箱配合完成，顧名思義，這是直接的換刀方式。

根據(jù)換刀過程中刀庫是否有位移，直接換刀可分為刀庫位移和刀庫固定兩種方式。在刀庫位移方式中，刀庫可以移動(dòng)。換刀前，刀庫進(jìn)入換刀工作區(qū)，換刀后退出該區(qū)域。由于刀庫運(yùn)動(dòng)較多，布局精致，靈活性和適應(yīng)性差。

在刀庫的固定模式下，刀主要通過主軸箱的移動(dòng)進(jìn)行選擇。刀庫可以保持靜止，也可以只旋轉(zhuǎn)位置。前者只能有序選擇刀具，適用于刀具數(shù)量較少的數(shù)控加工中心，后者可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)位選擇刀具。這種刀具選擇減少了刀庫的移動(dòng)，可以大大簡化刀庫的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，控制刀具更換過程簡單可靠。

機(jī)械手換刀

所謂機(jī)械手換刀方式，是指機(jī)械手在換刀時(shí)操作，負(fù)責(zé)在刀庫和主軸之間傳輸?shù)毒?，將所需的刀具推到主軸上，然后將更換的刀具送回刀庫。雖然這種換刀方式不像以前那么直接，但它避免了刀庫和主軸移動(dòng)換刀，而是由機(jī)械手取代。這降低了機(jī)械元件的運(yùn)動(dòng)范圍，更快地完成換刀，設(shè)計(jì)布局更靈活，因此廣泛應(yīng)用于大多數(shù)型材加工中心。

如果每個(gè)刀具都用自己獨(dú)立的機(jī)械手切換，則稱為專用換刀機(jī)械手；相反，更多的刀具使用公共機(jī)械手切換，稱為公共換刀機(jī)械手方式。后者有三種類型：換刀機(jī)械手、雙手換刀機(jī)械手和刀具傳輸機(jī)械手。

轉(zhuǎn)塔頭方式

轉(zhuǎn)動(dòng)塔頭的方法是通過磚塔的旋轉(zhuǎn)將所需的刀具移動(dòng)到相應(yīng)的位置。一般是順序換刀，結(jié)構(gòu)緊湊，換刀時(shí)間短，一般用于加工曲軸等細(xì)工件，需要完成多個(gè)工序。

塔式自動(dòng)換刀裝置分為塔式刀架換刀和磚塔主軸頭換刀兩種方式。塔式刀架的換刀方式是在塔式主軸上安裝環(huán)式刀架。不同的工具依次排列在刀架上。通過塔頭的旋轉(zhuǎn)，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀動(dòng)作。刀具的位置取決于刀架的旋轉(zhuǎn)分度。這是簡單的自動(dòng)換刀裝置，具有良好的結(jié)構(gòu)剛度，能承受粗加工的切削強(qiáng)度。該裝置對刀架旋轉(zhuǎn)的定位精度要求較高。如果旋轉(zhuǎn)定位精度有誤差，刀具不能送到準(zhǔn)確位置。

轉(zhuǎn)塔主軸頭的換刀方式也需要配備轉(zhuǎn)塔，但轉(zhuǎn)塔主軸不是刀架，而是章魚觸手分布在多個(gè)不同方向的主軸頭上。每個(gè)主軸頭都提前安裝了每個(gè)過程中需要使用的工具。在工作中，通過旋轉(zhuǎn)塔，每個(gè)主軸頭按照程序指令旋轉(zhuǎn)到加工位置，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀動(dòng)作。這種換刀方式，由于主軸集中在轉(zhuǎn)塔上，對轉(zhuǎn)塔主軸的剛度要求較高，工具主軸的數(shù)量也有限。轉(zhuǎn)塔主軸頭的換刀方式主要用于型材加工中心。

由于型材加工中心配備了刀庫和自動(dòng)更換系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)經(jīng)銷商一次完成多道工序，減少專用夾具數(shù)量，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，減少多次安裝造成的定位誤差，提高加工進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)高效加工。因此，自動(dòng)換刀系統(tǒng)的性能直接影響型材加工中心的加工效率和效果。