刀庫系統(tǒng)現(xiàn)況與發(fā)展

1、.：.；刀庫系統(tǒng)現(xiàn)況與開展china.toocle 2021年04月16日12:12生意社生意社04月16日訊 文/吳家進(jìn)臺灣精細(xì)機(jī)械研發(fā)中心 工具機(jī)產(chǎn)業(yè)開展組刀庫系統(tǒng)是提供自動化加工過程中所需之儲刀及換刀需求的一種安裝；其自動換刀機(jī)構(gòu)及可以儲放多把刀具的刀庫；改動了傳統(tǒng)以人為主的消費(fèi)方式。藉由電腦程式的控制，可以完成各種不同的加工需求，如銑削、鉆孔、搪孔、攻牙等。大幅縮短加工時程，降低消費(fèi)本錢；這是刀庫系統(tǒng)的最大特點(diǎn)。1. 刀庫系統(tǒng)的主要構(gòu)件刀庫主要是提供儲刀位置，并能依程式的控制，正確選擇刀具加以定位，以進(jìn)展刀具交換；換刀機(jī)構(gòu)那么是執(zhí)行刀具交換的動作。刀庫必需與換刀機(jī)構(gòu)同時存在，假設(shè)無刀庫

2、那么加工所需刀具無法事先貯藏；假設(shè)無換刀機(jī)構(gòu)，那么加工所需刀具無法自刀庫依序改換，而失去降低非切削時間的目的。此二者在功能及運(yùn)用上相輔相成缺一不可。1-1 刀庫近年來刀庫的開展已超越其為工具機(jī)配件的角色，在其特有的技術(shù)領(lǐng)域中開展出符合工具機(jī)高精度、高效能、高可靠度及多工復(fù)合等概念之產(chǎn)品。其產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣，關(guān)系到工具機(jī)的整體效能表現(xiàn)。刀庫的容量、規(guī)劃，針對不同的工具機(jī)，其方式也有所不同，根據(jù)刀庫的容量、外型和取刀方式可概分為以下幾種：1-1-1 斗笠式刀庫普通只能存1624把刀具，斗笠式刀庫在換刀時整個刀庫向主軸挪動。當(dāng)主軸上的刀具進(jìn)入刀庫的卡槽時，主軸向上挪動脫離刀具，這時刀庫轉(zhuǎn)動。當(dāng)要換的刀

3、具對正主軸正下方時主軸下移，使刀具進(jìn)入主軸錐孔內(nèi)，夾緊刀具后，刀庫退回原來的位置。1-1-2 圓盤式刀庫圓盤式刀庫通常運(yùn)用在小型立式綜合加工機(jī)上。圓盤刀庫普通俗稱盤式刀庫，以便和斗笠式刀庫、鏈條式刀庫相區(qū)分。圓盤式的刀庫容量不大，頂多二、三十把刀。需搭配自動換刀機(jī)構(gòu)ATC(Auto Tools Change)進(jìn)展刀具交換。1-1-3 鏈條式刀庫鏈條式刀庫的特點(diǎn)是可儲放較多數(shù)量之刀具，普通都在20把以上，有些可儲放120把以上。它是藉由鏈條將要換的刀具傳到指定位置，由機(jī)械手將刀具裝到主軸上。換刀動作均采用馬達(dá)加機(jī)械凸輪的構(gòu)造，此設(shè)計(jì)之構(gòu)造簡單、動作快速、確實(shí)、可靠，但是價錢較高，通常為客制化產(chǎn)品

4、。1-2 自動換刀系統(tǒng)自動換刀系統(tǒng)是CNC工具機(jī)的重要組成部分，主要是將加工所需刀具，從刀庫中傳送到主軸夾持機(jī)構(gòu)上。刀具夾持元件的構(gòu)造特性及其與工具機(jī)主軸的結(jié)合方式，將直接影響工具機(jī)的加工性能。刀庫構(gòu)造方式及刀具交換安裝的任務(wù)方式，那么會影響工具機(jī)的換刀效率。自動換刀系統(tǒng)本身及相關(guān)構(gòu)造的復(fù)雜程度，又會對整機(jī)的本錢產(chǎn)生直接影響。數(shù)控工具機(jī)的自動換刀系統(tǒng)大約分為1.油壓機(jī)構(gòu)2.氣壓機(jī)構(gòu)3.電氣式凸輪機(jī)構(gòu)。在不斷追求速度及可靠性提升的數(shù)控工具機(jī)市場，凸輪式換刀機(jī)構(gòu)就廣泛的被采用。此設(shè)計(jì)只用一個驅(qū)動馬達(dá)就可完成復(fù)雜的換刀動作，快速確實(shí)，除了換油外沒有其他耗費(fèi)零件及保養(yǎng)需求，缺點(diǎn)率最少，壽命超越百萬次以

5、上。普通具有ATC安裝者都有ATC臂。換刀時假設(shè)是需求在刀具庫與主軸兩處改換，那么需求ATC臂來補(bǔ)助。但有些工具機(jī)并不需求ATC臂即可完成換刀動作。2. 刀庫技術(shù)開展趨勢未來工具機(jī)產(chǎn)業(yè)的開展，均以追求高速、高精度、高效率為目的。隨著切削速度的提高，切削時間的不斷縮短，對換刀時間的要求也在逐漸提高；換刀的速度已成為高等級工具機(jī)的一項(xiàng)重要目的?？焖僮詣訐Q刀技術(shù)是以減少輔助加工時間為主要目的，綜合思索工具機(jī)的各方面要素，在盡能夠短的時間內(nèi)完成刀具交換的技術(shù)方法。普通強(qiáng)互換刀速度快的臥式機(jī)臺，皆有幾個特點(diǎn)：1.刀臂短 2.刀臂不一定成直線 3.兩刀能夠相互垂直 4.凸輪箱小且可挪動。其主要目的是要讓換

6、刀時，可動件之轉(zhuǎn)動慣量小，以到達(dá)快速換刀之目的。該技術(shù)包括刀庫的設(shè)置、換刀方式、換刀執(zhí)行機(jī)構(gòu)和順應(yīng)高速工具機(jī)的構(gòu)造特點(diǎn)等。2-1 換刀速度目的衡量換刀速度的方法主要有二種：1.刀到刀換刀時間(T to T) 2.切屑到切屑換刀時間(C to C)。由于切屑到切屑換刀時間根本上就是綜合加工機(jī)兩次切削之間的時間，反映了綜合加工機(jī)換刀所需的輔助時間，因此切屑到切屑換刀時間應(yīng)是衡量綜合加工機(jī)效率高低的最直接目的。而刀到刀換刀時間那么主要反映自動換刀安裝本身性能的好壞，適宜作為工具機(jī)自動換刀安裝的性能目的，這兩種方法通常用來評價換刀速度。至于換刀時間多少才算得上是高速工具機(jī)，并沒有確定的目的，在技術(shù)條件

7、能夠的情況下，應(yīng)盡能夠提高換刀速度。2-2 提高換刀速度的根本原那么工具機(jī)的換刀安裝，通常由刀庫和換刀機(jī)構(gòu)組成，有些運(yùn)用機(jī)械手臂換刀，有些換刀方式并不需求機(jī)械手臂，刀庫的方式和擺放位置也不一樣。為了適宜高速運(yùn)動的需求，高速工具機(jī)在構(gòu)造上已和傳統(tǒng)的工具機(jī)不同。以刀具運(yùn)動進(jìn)給為主，減小運(yùn)開工件的質(zhì)量，已成為高速工具機(jī)設(shè)計(jì)的主流。因此，設(shè)計(jì)換刀安裝時，要充分思索到高速工具機(jī)的構(gòu)造特征。2-3 提高換刀速度的主要技術(shù)方法適宜于工具機(jī)的快速自動換刀技術(shù)主要有以下幾個方面：在傳統(tǒng)自動換刀安裝的根底上提高動作速度，或采用動作速度更快的機(jī)構(gòu)和驅(qū)動元件。例如，機(jī)械凸輪構(gòu)造的換刀速度高于液壓和氣動構(gòu)造。根據(jù)高速工

8、具機(jī)的構(gòu)造特點(diǎn)設(shè)計(jì)刀庫和換刀安裝的方式和位置。例如，傳統(tǒng)工具機(jī)的刀庫和換刀安裝多裝在立柱一側(cè)，在高速工具機(jī)那么多為立柱挪動的進(jìn)給方式，為減輕運(yùn)動件質(zhì)量，刀庫和換刀安裝不宜再裝在立柱上。采用新方法進(jìn)展刀具快速交換，不用刀庫和機(jī)械手方式，而改用其它方式換刀。例如不用換刀，用換主軸的方法。運(yùn)用適宜于高速工具機(jī)的刀柄。如HSK刀柄質(zhì)量輕，裝卸刀具的行程短，可以使自動換刀安裝的速度提高?？焖僮詣訐Q刀安裝采用HSK空心短錐柄刀是開展的趨勢。3. 主要刀庫系統(tǒng)廠商簡介刀庫產(chǎn)業(yè)之生態(tài)，很明顯的是自動換刀機(jī)構(gòu)(ATC)與(TOOLSMAGAZINE)為相互依存之產(chǎn)業(yè)，分工巧膩且互為上下游之產(chǎn)業(yè)。雖然有些刀庫廠商

9、也有消費(fèi)自動換刀機(jī)構(gòu)，但并不普遍且量都不大。因此，可將其區(qū)分為刀庫及自動換刀機(jī)構(gòu)兩個產(chǎn)業(yè)。由于臺灣工具機(jī)產(chǎn)業(yè)近幾年競爭力快速提升，刀庫及換刀機(jī)構(gòu)更是蓬勃開展。專業(yè)刀庫廠商如德大、臻賞、吉輔等；產(chǎn)品除了供應(yīng)國內(nèi)需求外，更積極拓展外銷市場，或?qū)で笈c國外工具機(jī)大廠協(xié)作，切入國際市場。另外還有北鉅、馬特、鋼豪、圣杰、首輪等。各家公司各有擅長，成果也都相當(dāng)豐盛。換刀機(jī)構(gòu)專業(yè)廠商有德士凸輪、歐權(quán)、吉徑及尚金等，其中德士凸輪有極高的市占率，各家廠商也各有特征。茲就各廠商特點(diǎn)及開展現(xiàn)況簡述如下。3-1 德大機(jī)械德大機(jī)械主要產(chǎn)品為各式樣刀庫，產(chǎn)品行銷國內(nèi)及歐美市場。德大機(jī)械將企業(yè)市場實(shí)力歸功于企業(yè)文化的建立，以

10、為刀庫這個領(lǐng)域產(chǎn)品復(fù)雜度高；競爭力的強(qiáng)弱關(guān)鍵在于管理的優(yōu)劣。以為公司的永續(xù)開展、長治久安，必定要有完善的管理制度。因此，注重根底管理與企業(yè)文化的建立，以期提高員工素養(yǎng)及建立自動自發(fā)、積極任事、老實(shí)、認(rèn)錯、改善、用心的共同價值觀。德大機(jī)械擁有多樣化的產(chǎn)品及快速反響才干，使得客戶可以快速找到相近規(guī)格產(chǎn)品，迅速滿足客戶需求。其對于技術(shù)、質(zhì)量的堅(jiān)持以及對于物料、制程管理的才干深獲客戶一定。3-2 吉輔企業(yè)秉持誠信、踏實(shí)、創(chuàng)新的理念，除了為工具機(jī)產(chǎn)業(yè)的開展奉獻(xiàn)心力，更積極投入各項(xiàng)社會公益，促進(jìn)社會福祉。為因應(yīng)三高市場需求，吉輔研發(fā)高速加工機(jī)復(fù)合凸輪驅(qū)動之同步打刀、開/關(guān)門之定軸式高速臥式刀庫。此新型刀庫

11、搭配高速主軸同步完成開關(guān)門、夾松刀及換刀等動作，換刀時間短。不僅提升了工具機(jī)的運(yùn)用效能；更符合高速化、高精度及高效率的需求。吉輔公司除配合工具機(jī)業(yè)者努力于各式高階產(chǎn)品的研發(fā)，對于泛用型輕量化低本錢架構(gòu)刀庫的開展也著力至深；于今年勝利的推出配合立式綜合切削加工機(jī)的經(jīng)濟(jì)型圓盤式刀庫，提供客戶更經(jīng)濟(jì)及維修更方便容易的產(chǎn)品。3-3 臻賞工業(yè)誠信、擔(dān)任、永續(xù)運(yùn)營不斷都是臻賞工業(yè)不變的運(yùn)營信心。誠信的與客戶往來、擔(dān)任究竟的處理客戶需求，并繼續(xù)的研發(fā)生長。臻賞不斷的提升質(zhì)量與技術(shù)層次，除開發(fā)全系列刀庫機(jī)種包含圓盤式、鏈條式、斗笠式、傘型刀庫之外，并與客戶協(xié)作研發(fā)各種特殊機(jī)種，以滿足客制化之需求。如HF平置刀

12、庫、50#圓盤升降刀庫、重刀鏈?zhǔn)降稁?、臥式多刀倉刀庫等等，2021年更新開發(fā)了新型的Tapping center公用刀庫。該公司也是同業(yè)間最早導(dǎo)入ERP系統(tǒng)的廠商；能充分掌握消費(fèi)排程負(fù)荷及物料需求落點(diǎn)，準(zhǔn)確管控消費(fèi)進(jìn)度。自2007年起更努力于管理層面，藉由部門與跨部門會議，訂定目的與計(jì)畫，加強(qiáng)基層員工根本任務(wù)觀念、各部門整體績效、跨部門協(xié)調(diào)整合，進(jìn)而提升公司競爭力。3-4 德士凸輪德士凸輪創(chuàng)業(yè)至今已廿十多年，歷經(jīng)各種困難困苦與挑戰(zhàn)。在全體員工同心協(xié)力下，努力于產(chǎn)品研發(fā)與市場開辟，在質(zhì)量上精益求精，并追求效率之提升，目前分割器與凸輪ATC在市場都有很高的占有率。公司能有今日之規(guī)模主要在于實(shí)際與閱

13、歷之有效結(jié)合，加上創(chuàng)新及能長期堅(jiān)持理想。德士所研發(fā)的ATC自動換刀機(jī)構(gòu)，主要是滾子式凸輪構(gòu)造，該安裝優(yōu)點(diǎn)在于輸出軸的慣性矩小、構(gòu)造體積小、出力大，可組合許多動作。另外精度高、分度范圍廣，配合機(jī)器的設(shè)計(jì)需求，扣刀角度3090都可設(shè)計(jì)，運(yùn)動曲線可恣意搭配做高速動作。抓刀速度穩(wěn)定確實(shí)、低噪音，扣刀、插刀準(zhǔn)確，不會損壞主軸質(zhì)量，相對提高主軸加工精度及運(yùn)用壽命。在未來的運(yùn)營規(guī)劃上，德士也嘗試往不同的產(chǎn)品領(lǐng)域開展，目前正在從事其它產(chǎn)業(yè)的自動化設(shè)備的開發(fā)。在質(zhì)量穩(wěn)定的同時，還朝向高速化努力，將挑戰(zhàn)凸輪ATC，在BT-40約1秒，BT-30約0.5秒的水準(zhǔn)。3-5 吉徑科技吉徑主要產(chǎn)品為凸輪式換刀機(jī)構(gòu)，此產(chǎn)品

14、設(shè)計(jì)之優(yōu)點(diǎn)為：只用一個驅(qū)動馬達(dá)就可完成復(fù)雜的換刀動作，快速、確實(shí)。除了換油外沒有其他耗費(fèi)零件及保養(yǎng)需求，缺點(diǎn)率最少，壽命超越百萬次以上。過去臺灣工具機(jī)普遍還采用較慢速之凸輪機(jī)構(gòu)，但這幾年來漸漸有朝高速開展景象，不過遭遇許多工具機(jī)機(jī)構(gòu)與凸輪箱搭配間之技術(shù)瓶頸，急待突破。該公司也替臺灣客戶積極尋求日本技術(shù)協(xié)助，使能找到最正確之組合早日抑制困難。2年前該公司與日本技術(shù)協(xié)作，開場研發(fā)消費(fèi)快速換刀凸輪機(jī)構(gòu)，供銷日本市場，其換刀速度是：BT30(0.5秒)，BT40(0.8秒)，BT50(1.5秒)全部是依日本客戶需求設(shè)計(jì)制造之產(chǎn)品，速度快、體積小、分量輕，未來也希望可以提供應(yīng)國內(nèi)工具機(jī)廠運(yùn)用。3-6 歐

15、權(quán)科技?xì)W權(quán)公司成立至今已邁入第5年，公司技術(shù)除自行研討開發(fā)外，并與日本高廣(TAKAHIRO)公司技術(shù)協(xié)作，開發(fā)各項(xiàng)產(chǎn)品。高廣公司每23個月皆由其技術(shù)部長率員來該公司技術(shù)指點(diǎn)；從設(shè)計(jì)、設(shè)備、組裝等方面逐項(xiàng)檢討并做改良。使得該公司產(chǎn)品除了具有高質(zhì)量水準(zhǔn)外，又有價錢競爭優(yōu)勢。工具機(jī)廠對ATC換刀機(jī)構(gòu)要求方向：更快速、可靠的換刀動作。目前市場上大多采提早松刀方式，但在更快速的要求下，仍會出現(xiàn)不可靠的盲點(diǎn)，針對此問題，該公司與高廣公司研討開發(fā)油壓同動的ATC或運(yùn)用機(jī)械同動打刀ATC來滿足更高的需求。該公司同時也配合客戶特殊需求開發(fā)ATC及運(yùn)用滾齒凸輪機(jī)構(gòu)原理的第四軸、第五軸、臥式綜合中心加工機(jī)B軸、車床B軸、立式綜合中心加工機(jī)U軸、任務(wù)臺交換機(jī)構(gòu)APC等開發(fā)。產(chǎn)業(yè)機(jī)械之運(yùn)用產(chǎn)品有5高精度分割機(jī)。3-7 尚金精細(xì)專業(yè)消費(fèi)ATC自動換刀機(jī)構(gòu)與高速精細(xì)分割器，成立短短5年，已有不錯的成果；面對各方的磨練，使尚金加速前進(jìn)。不斷研發(fā)以提高產(chǎn)品質(zhì)量，無論在任何自動化產(chǎn)業(yè)中，均能提供最正確效能、改善問題，并使產(chǎn)品發(fā)揚(yáng)最大效益。秉持快速效力的精神，使客戶可以在最短的時間內(nèi)復(fù)工，以最精簡的人員，做出最大的效益。并努力于提升產(chǎn)品準(zhǔn)確度并朝多元化的方向開展。4. 問題與挑戰(zhàn)面對全球經(jīng)濟(jì)生