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采用外部刀库提高生产效率

  多数数控机床设备的用户都会遇到机床刀库无法满足使用的问题,这是由于刀具的数量要满足于不同和复杂的加工流程。刀具数量的确定往往都是依据机床的投资计划和机床的技术规格,或者说投资预算决定了只能采用一定数量的刀具。因为刀库里的每一个位置都意味着费用。决定刀具数量的依据便是投资规划期间所掌握的机床需要加工的工件种类。

  随着对加工任务要求的日益提高,所需的刀具数量往往也会逐步增加,或者在大批量加工任务中,会用到一些相仿的刀具,以实现自动化操作的作业流程。在此情况下,对机床设备或
加工中心就需要重新投资,以提高刀库中的刀具数量,否则就需要在主轴和内部刀库之间采取手动换刀,但是这种方式往往会影响生产效率。

  为了不受CNC机床型号和制造厂家的影响而提高机床的产能并使作业更具灵活性,Gelenauer公司向市场推出了一款新型的外部刀库装置(图1、2)。这家位于萨克森州的中小型企业拥有100名员工,迄今为止主要从事机床制造行业的零部件供货业务和精密部件以及大型部件的加工业务。

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图1 拥有60个刀位用于SK-40刀具的模块化结构的外部刀库。
单件刀具的最大重量为12kg,刀具的长度可任意选定

外部盘式刀库设在机床设备一侧

  Gelenauer公司欲通过自身的产品来提高其50多年来的生产经验与技术诀窍的效用并大力扩展其服务范围。所设计的新的盘式刀库可被设置在机床的一侧。对于刀库摆设的布置,最终还是要取决于用户车间场地的状况、机床内部刀库的位置、刀具更换点以及刀具传送方式等因素。内部刀库与外部刀库之间的换刀流程可以通过一台六轴机器人或通过另一套传送单元(带有抓爪的线性单元)来实现。

  在整个研发过程中,主要考虑新型刀库的投资成本和通用性能。因此,设计人员在刀库上采用了标准构件的原则。在一个整体的基座上水平设置了铝质刀盘,刀盘上设有刀柄。每个刀盘最多可以接纳30把刀具。为了扩大盘式刀库的容量,最大可以重叠摆放五个刀盘,由此最大可以达到150把刀具的库容量。

  由于采用整体基座,因此外部刀库只需1.21m2的位置,而不受所储刀具数量的影响。刀盘上设置锥形刀柄,所选用的材质为高韧性的玻璃纤维加强型塑料。这种材料特别耐磨损,可以保护锥形刀柄免受损坏。

  所设计的刀库适用于那些符合DIN69871规定的SK40、符合DIN 69893-1规定的HSK A63和Coromant Capto C6接口的刀具。大尺寸的刀具入库也不成问题。若不计所闭锁的相邻刀位的话,最大刀具直径可达100mm。同样,由于各个刀盘之间采用可调隔板,因此刀具的长度并不十分重要。

  刀盘转轴的驱动通过一台伺服电机来执行。伺服电机通过一套免维护的三角皮带齿轮装置与驱动轴相连接。换刀装置和刀库的伺服轴在软、硬件实施方面,则由机床的控制系统来执行。

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图2 设在CNC通用型铣床上、拥有60个刀位的外部刀库。换刀动作由机器人来执行

提高加工灵活性

  机床用户通过采用新型外部刀库,可以随时对其客户的新要求做出快速响应,而且机加工所需的刀具种类更多,生产成本就更低,产品范围更广。由于整体设备的通用性更强了,因此完全可以把用户对于刀柄型号、刀具规格和刀具数量等特殊条件纳入到考虑之中。


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