2024年5月30日发(作者：前雪曼)

第３７卷第５期　

贵州工业大学学报（自然科学版）　

Ｖｏ１．３７　Ｎｏ．５　

２００８年５月　

Ｊ０ＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＧＵＩＺＨＯＵ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ　ＯＦ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　

Ｍａｙ．２００８　

ｆ　Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｅｄｉｔｉｏｎ）　

文章编号：１００９—０１９３（２００８）０５—００８１一Ｏ３　

Ｖ４００加工中心刀库设计　

杨绿，黄方兵　

（贵州大学机械工程学院，贵州贵阳５５０００３）　

摘要：介绍了ｖ４ｏｏ加工中心刀库设计的流程，着重介绍了加工中心刀库管理系统的设计过　

程。所设计的基于ＣＮＣ系统内嵌式ＰＬＣ刀库计算机记忆式选刀管理系统，无需刀具和刀套编　

码装置，简化了刀库结构，使换刀控制更方便、可靠。　

关键词：Ｖ４００；ｈ＿Ｔ－中心；刀库设计；刀库管理　

中图分类号：ＴＨ１６　文献标识码：Ａ　

Ｏ　引　言　

加工中心刀库是实现多工序连续加工的重要装置，其结构和控制系统设计是高性能加工中心设计制造　

的关键技术之一。加工中心刀库的换刀过程较为复杂，动作多，动作间的相互协调关系多，因而自动换刀系　

统性能的好坏直接影响加工中心加工效率的高低。我国许多数控加工中心的自动换刀装置现在大多仍采用　

传统的刀座编码式或刀具编码式来实现选刀，这些选刀方式存在着需要要加装刀具或刀套编码识别装置，从　

而使机构过于庞大复杂等缺点¨　Ｊ。以Ｖ４００加工中心刀库管理系统设计为例，对加工中心刀库设计的整　

体过程做介绍，并采用计算机记忆方法完成刀库选刀功能。　

１　Ｖ４ＯＯ刀库机械结构设计　

１．１　Ｖ４００刀库设计的需求分析与方案设计　　．

在设计的初始阶段需要充分分析所设计刀库的一些重要信息。主要包括：刀库的容量，刀具的类型，刀　

库的结构形式，刀库的布局形式，刀库的传动系统，刀库的换刀时间，刀库管理方式等见图１．　

刀库设计的需求分析　

刀库的总体方案设计　

刀　

刀　

刀　刀　

刀　刀　

刀　

结　

刀　

传　

刀　

库　库　

库　库　库　库　

库　

构　

库　动　

库　

的　的　

的　的　

的　管　经　

类　

布　系　

管　

容　

结　

布　

换　

传　

理　

济　

型　

置　

统　

理　

量　

构　

局　

刀　

动　方　性　

方　方　方　

方　

类　

方　

时　

系　

式　要　

案　

案　案　

案　

型　

式　

间　

统　

求　

图１　刀库设计中需求分析与方案设计　

在方案设计中需要讨论刀库的结构方案、刀库在机床中如何布置、刀库的传动系统方案和刀库的管理方　

案，在充分比较各方案是否满足设计需求后，对各方案进行选择和优化，最终确定出一个能满足需求、可靠、　

经济的设计方案。　

收稿日期：２００８—０３—０９　

作者简介：杨绿（】９８０一），　，　州镇远人，讲师，在读膊｝　，研究方向：饥也传动与控制。　

８２　

１．２％１４００刀库的结构设计　

贵州　工业　大学　学报（自然科学版）　２００８年　

Ｖ４００刀库的机械结构设计包括刀库传动方式的选择，传动机构的设计计算，刀库驱动电动机的选择，刀　

套的选择设计等。其中，刀库的驱动力矩计算是个关键问题，本次设计刀库容量为２０，故采用盘式结构刀　

库。刀柄型号ＢＴ４０，于是可以选择出相应的刀套直径为８０　ｍｍ，刀套间隔为２０　ｍｍ，确定刀套的间距２０　１１１１１１　

后，就可以计算出刀具的回转半径　．　

由２　０＝２０×（８０＋２０）＝２０００　ｍｍ，计算出Ｒｏ一３１８　ｍｍ　

于是可以根据刀盘的半径和刀具的重量估算出刀库所需驱动力矩。如图２所示，刀库轴线水平放置时，　

最大驱动转矩出现在图２（ａ）所示情形。根据工艺要求所需的各种刀具，确定每个刀具的（包括刀柄）平均　

重量　而其重心则设定为离刀库回转中心２／３半径处进行估算。实际计算中可以按加工中心规定的最　

大刀具重量　，采用将三把刀库中最重的刀具如图图２（ｂ）所示的布置情况来估算刀库所需驱动力矩，其　

重心则设为离刀库回转中心半径处　ｊ。估算完驱动力矩后应校核刀库所要求的换刀时间是否能达到设计　

需求。除此之外刀库的结构设计中还需要仔细考虑换刀的方式，换刀的机构等问题。　

２　Ｖ４０Ｏ刀库的选刀方式　

顺序选刀和随机选刀方法是加工中心自动选刀常　

用的两种方法。其中，顺序选刀刀库的利用率较随机　

选刀低，而且人工装刀操作必须十分谨慎，如果刀具在　

刀库中的顺序发生差错，将会造成设备质量事故。随　

机选刀方法是根据指令要求任意选择所需要的刀具，　

这时必须有刀具识别装置。刀具在刀库中不必按照工　

（ａ）　（ｂ）　

件的加工顺序排列，可任意存放。每把刀具（或刀座）　

均编上代码，自动换刀时，刀库旋转，每把刀具都经过　

图２刀库驱动力矩的估算　

刀具识别器接受识别，当刀具代码与ＣＮＣ指令代码相符时该刀具被选中，刀库旋转将刀具送到换刀位置，等　

待机械手来抓取。随机选刀的优点是刀库中刀具的排列顺序与加工顺序无关，相同的刀具可以重复使用，但　

这种选刀方式需要加装刀具或刀套编码元件、从而使机构过于庞大复杂等缺点。本Ｖ４００加工中心刀库采　

用计算机记忆式选刀方式，利用编程方法完成软件选刀功能。该方法是将刀具号和刀库上的存刀地址对应　

记忆在计算机存储器内，无论刀具放在哪个地址，均可跟踪记忆，利用换刀位置检测装置，可测得每一刀具的　

地址。因此，刀具就无需编码元件，便可任意存取，从而使换刀控制也大为简化。　

３　Ｖ４００刀库的管理系统软件设计　

３．１刀号数据表的建立　　’

刀号　

建立一个模拟刀库的刀号数据表ＴＡＢＬＥ，如图３中的表序号（即　

Ｏ　．主轴刀号　

内存地址号）与刀座编号依次对应。每个表序号内的内容就是序号相　

１　

同的刀座中所插人的刀具的刀号。首地址ＴＡＢ单元内，固定存放插在　

２　刀　

主轴内的刀具的刀号，ＴＡＢ＋ｌ—ＴＡＢ＋ｌ９单元内存放相同的刀座所　

：　库　

插刀具的刀号。每次刀库旋转定位并交换刀具后，相关表序号内的刀　

；　刀　

ＴＡＢ＋ｌ９　

１９　号　

号跟着改变，使ＴＡＢＬＥ始终是刀库中刀座号及刀号的一种映象如图　

ＴＡＢ＋２０　

新刀号　

３．　

３．２　刀具的识别与换刀控制　一　

ＢＵＦｌ　

指令刀号　

本刀库刀具的识别由计算机完成，当计算机接到Ｔ指令后，便检　

ＢＵ　

旧刀号　

索刀号数据表库，把换刀号对应表序号传给ＰＬＣ，并同时通知ＰＬＣ开　

始换刀。换刀时，刀库定位后处于换刀位置的为某号刀座。刀具交换　

图３数据表ＴＡＢＬＥ　

后．该号刀座内的新刀插人主轴内，主轴内用过的ＩＨＹＪ插回处于换刀位置的该号刀座内。该号刀座定义为现　

在刀座ＶＦ（Ｐｒｅｓｅｎｔ　Ｔｏｏ１），将ＰＴ的编号存人一个现在刀座计数器ＰＴＣ（Ｐｒｅｓｅｎｔ　Ｔｏｏｌ　Ｃｏｕｎｔｅｒ）内。刀库每转过　

第５期　

一

杨绿，等：ｖ４ｏｏ加工中心刀库设计　８３　

个刀座便产生一个脉冲，当刀库正转时，使计数脉冲加１，当刀库反转时，使计数脉冲减１，然后判断设定　

值，即换刀号刀座号与当前刀座号是否一致，当计数值等于目标刀座ＯＴ（Ｏｂｊｅｃｔ　Ｔｏｏ１）时刀库刀盘停转，机械　

手准备换刀；不一致则刀库继续旋转直到判断为一致为止。控制程序流程如图４．　

Ｔ功昨　

发送Ｔ指令　，ＰＬＣ　

Ｊ一　一————　

搜索ＴＡＢＬＥ，ＯＴ号数一－ＢＵＦ１　

／八、

／

一　

＼

＼

‘’　

　，

Ｎ　

～

、

：：　刀库旋转？　＿，＞一　

一　０、……　转方向二，，　■　，＿，　＼、～＼　　

Ｙ

？　

、

＼

／　～

、　ｊ－

ＰＴＣ—ｌ　、　ｉＰＴＣ＋Ｉ－　

Ｉ

／

／

＼＼　

／

、　

一－－　一、　

ＯＴ＝ＰＴ？　

＞　一＞　

、

、、

、　

／一　，　

一

ｊ，　一……　…　

发送刀库停止指令　

－

刀具交换　

（ＴＡＢ＋４

—一

ｆ数器）

一———　一　

　＋（

…一——

ＴＡＢ＋１

一———‘～—。——

９）

——

单元　

一一　

结束　

图４刀库的识别与换刀控制流程　

在测知刀库已换刀完毕后，则要通过软件修改计算机内部　

Ｔ功能　

的刀号数据表库，使相应刀号表单元中的刀号与交换后的刀号　

，　

相对应，修改刀号表的流程如图６所示。　

自动换刀完成　

４　结束语　

主轴旧刀号（ＴＡＢ）　，（ＢＵＦ２）　

加工中心刀库设计的主要内容包括设计需求分析，刀库的　

各组成部分方案设计，刀库结构和传动机构设计选择，选刀方式　

新ＹＪ￣（ＴＡＢ＋２０）　－（ＴＡＢ）　

的选择，刀库管理控制系统设计等内容。本次设计的Ｖ４００加　

，　

（ＢＵＦ２）－（ＷＡＢ＋ｉｔ￣）　

工中心刀库选择了软件记忆式选刀方式，使刀库结构尺寸更加　

紧凑，换刀控制更方便，可靠。实验表明此管理控制方案可以满　

结束　

足现代加工中心对刀库的需求。　

图５修改ＴＡＢＬＥ流程图　

（下转第８６页）　

８６　贵　州　工业　大　学　学报（自然科学版）　２００８年　

３　结　论　

综合起来讲，由节流阀和定量泵、溢流阀、执行元件组成的调速系统，只能应用在对速度刚度要求不高的　

中、低压系统中，但这种调速系统比较简单而被广泛应用，并且工作可靠性高，维护简单，其故障也易于排除，　

除此之外，正确地在液压系统中使用节流阀还能够起到减少回路冲击和噪音的作用…。若要获得较好的速　

度刚度，以及在中、高压系统中调速，则要用溢流节流阀或调速阀。　

参考文献：　

［１］曾贤启，王全斌．液压传动技术［Ｍ］．北京：北京航空航天大学出版社，１９９０．　

［２］毛信理．液压传动和液力传动［Ｍ］．北京：冶金工业出版社，１９９３．　

［３］贾铭新，曹诚明．液压传动与控制［Ｍ］．黑龙江：哈尔滨船舶工程学院出版社，１９９１．　

［４］宋美春．节流阀在液压系统中的作用与分析［Ｊ］．机床与液压，２００１，（４）：１２—１５．　

Ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｔｒ０ｕｂｌｅｓｈＯ０ｔｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｒｏｔｔｌｅ　ｖａｌｖｅ　ｉｎ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓ　

ＷＡＮＧ　Ｙａｎ　，Ｚｈａｎｇ　Ｘｉａｏｂｉｎ’　

（１．Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　ｇｕｉｚｈｏｕ　ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕｉｙａｎｇ　５５０００３　Ｃｈｉｎａ；２．Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ＆Ｔｅｃｈｎｉ—　

ｃａｌ　Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｇｕｉｚｈｏｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　Ｇｕｉｙａｎｇ　５５０００３　Ｃｈｉｎａ；３．Ｇｕｉｚｈｏｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｏｆｉｃｅ　ｏｆ　ｆＡｃａｄｅｍｉｃ　Ａｆ－　

ｆａｉｒｓ　Ｇｕｉｙａｎｇ　５５００２５　Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｔｈｒｏｔｔｌｅ　ｖａｌｖｅ　ｉｎ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓ　ａｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ．Ｉｔｓ　ｍａｌｆｕｎｃｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　

ｔｈｅ　ｔｒｏｕｂｌｅｓｈｏｏｔｉｎｇ　ａｒｅ　ａｌｓｏ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｈｒｔｏｔｔｌｅ　ｖａｌｖｅ；ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓ；ｍａｌｆｕｎｃｔｉｏｎ　

（上接第８３页）　

参考文献：　

［１］夏

［２］沙

田．数控加工中心设计［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２００４．　

杰，等．加工中心结构、调试与维护［Ｍ］．北京：械工业出版社，２００５．　

军．ＰＬＣ及其在数控机床中的应用［Ｍ］．北京：人民邮电出版社，２００７．　

［３］廉元国，张永洪．加工中心设计与应用［Ｍ］．北京：机械工业出版社，１９９５．　

［４］祝红芳，熊

Ｔｈｅ　Ｔｏｏｌ　Ｍａｇａｚｉｎｅ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｖ４００　Ｍａｃｈｉｎｉｎｇ　Ｃｅｎｔｅｒ　

ＹＡＮＧ　Ｌｖ，ＨＵＡＮＧ　Ｆａｎｇ—ｂｉｎｇ　

（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｇｕｉｚｈｏｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕｉｙａｎｇ　５５０００３，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ　ｔｈｅ　ｔｏｏｌ　ｍａｇａｚｉｎｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　Ｖ４００　ｍａｃｈｉｎｉｎｇ　ｃｅｎｔｅｒ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｔｏｏｌ　

ｍａｇａｚｉｎｅ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗａｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅ　ｓｏｆｔ—ｓｅｌｅｃｔｉｎｇ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｐａｔｔｅｒｎ　ｗａｓ　ｓｅｌｅｃｔｅｄ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　

ｔｏｏｌ　ｍａｇｚｉｎｅ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗｈｉｃｈ　ｗａｓ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＣＮＣ　ｓｙｓｔｅｍ　ｅｍｂｅｄｄｅｄ　ＰＬＣ．Ｔｈｅ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｓｙｓｔｅｍ　

ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ　ｔｈｅ　ｔｏｏｌ　ｍａｇａｚｉｎｅ，ａｎｄ　ｍａｄｅ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ　ｏｆ　ｔｏｏｌ　ｍａｇａｚｉｎｅ　ｍｏｒｅ　ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔ　ａｎｄ　ｄｅｐｅｎｄａｂｌｅ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｖ４ｏｏ：ｍａｃｈｉｎｉｎｇ　ｃｅｎｔｅｒ；ｔｏｏｌ—ｍａｇａｚｉｎｅ　ｄｅｓｉｇｎ；ｔｏｏｌ—ｍａｇａｚｉｎｅ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　

2024年5月30日发(作者：前雪曼)

第３７卷第５期　

贵州工业大学学报（自然科学版）　

Ｖｏ１．３７　Ｎｏ．５　

２００８年５月　

Ｊ０ＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＧＵＩＺＨＯＵ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ　ＯＦ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　

Ｍａｙ．２００８　

ｆ　Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｅｄｉｔｉｏｎ）　

文章编号：１００９—０１９３（２００８）０５—００８１一Ｏ３　

Ｖ４００加工中心刀库设计　

杨绿，黄方兵　

（贵州大学机械工程学院，贵州贵阳５５０００３）　

摘要：介绍了ｖ４ｏｏ加工中心刀库设计的流程，着重介绍了加工中心刀库管理系统的设计过　

程。所设计的基于ＣＮＣ系统内嵌式ＰＬＣ刀库计算机记忆式选刀管理系统，无需刀具和刀套编　

码装置，简化了刀库结构，使换刀控制更方便、可靠。　

关键词：Ｖ４００；ｈ＿Ｔ－中心；刀库设计；刀库管理　

中图分类号：ＴＨ１６　文献标识码：Ａ　

Ｏ　引　言　

加工中心刀库是实现多工序连续加工的重要装置，其结构和控制系统设计是高性能加工中心设计制造　

的关键技术之一。加工中心刀库的换刀过程较为复杂，动作多，动作间的相互协调关系多，因而自动换刀系　

统性能的好坏直接影响加工中心加工效率的高低。我国许多数控加工中心的自动换刀装置现在大多仍采用　

传统的刀座编码式或刀具编码式来实现选刀，这些选刀方式存在着需要要加装刀具或刀套编码识别装置，从　

而使机构过于庞大复杂等缺点¨　Ｊ。以Ｖ４００加工中心刀库管理系统设计为例，对加工中心刀库设计的整　

体过程做介绍，并采用计算机记忆方法完成刀库选刀功能。　

１　Ｖ４ＯＯ刀库机械结构设计　

１．１　Ｖ４００刀库设计的需求分析与方案设计　　．

在设计的初始阶段需要充分分析所设计刀库的一些重要信息。主要包括：刀库的容量，刀具的类型，刀　

库的结构形式，刀库的布局形式，刀库的传动系统，刀库的换刀时间，刀库管理方式等见图１．　

刀库设计的需求分析　

刀库的总体方案设计　

刀　

刀　

刀　刀　

刀　刀　

刀　

结　

刀　

传　

刀　

库　库　

库　库　库　库　

库　

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类　

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理　

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刀　

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系　

式　要　

案　

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案　

型　

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间　

统　

求　

图１　刀库设计中需求分析与方案设计　

在方案设计中需要讨论刀库的结构方案、刀库在机床中如何布置、刀库的传动系统方案和刀库的管理方　

案，在充分比较各方案是否满足设计需求后，对各方案进行选择和优化，最终确定出一个能满足需求、可靠、　

经济的设计方案。　

收稿日期：２００８—０３—０９　

作者简介：杨绿（】９８０一），　，　州镇远人，讲师，在读膊｝　，研究方向：饥也传动与控制。　

８２　

１．２％１４００刀库的结构设计　

贵州　工业　大学　学报（自然科学版）　２００８年　

Ｖ４００刀库的机械结构设计包括刀库传动方式的选择，传动机构的设计计算，刀库驱动电动机的选择，刀　

套的选择设计等。其中，刀库的驱动力矩计算是个关键问题，本次设计刀库容量为２０，故采用盘式结构刀　

库。刀柄型号ＢＴ４０，于是可以选择出相应的刀套直径为８０　ｍｍ，刀套间隔为２０　ｍｍ，确定刀套的间距２０　１１１１１１　

后，就可以计算出刀具的回转半径　．　

由２　０＝２０×（８０＋２０）＝２０００　ｍｍ，计算出Ｒｏ一３１８　ｍｍ　

于是可以根据刀盘的半径和刀具的重量估算出刀库所需驱动力矩。如图２所示，刀库轴线水平放置时，　

最大驱动转矩出现在图２（ａ）所示情形。根据工艺要求所需的各种刀具，确定每个刀具的（包括刀柄）平均　

重量　而其重心则设定为离刀库回转中心２／３半径处进行估算。实际计算中可以按加工中心规定的最　

大刀具重量　，采用将三把刀库中最重的刀具如图图２（ｂ）所示的布置情况来估算刀库所需驱动力矩，其　

重心则设为离刀库回转中心半径处　ｊ。估算完驱动力矩后应校核刀库所要求的换刀时间是否能达到设计　

需求。除此之外刀库的结构设计中还需要仔细考虑换刀的方式，换刀的机构等问题。　

２　Ｖ４０Ｏ刀库的选刀方式　

顺序选刀和随机选刀方法是加工中心自动选刀常　

用的两种方法。其中，顺序选刀刀库的利用率较随机　

选刀低，而且人工装刀操作必须十分谨慎，如果刀具在　

刀库中的顺序发生差错，将会造成设备质量事故。随　

机选刀方法是根据指令要求任意选择所需要的刀具，　

这时必须有刀具识别装置。刀具在刀库中不必按照工　

（ａ）　（ｂ）　

件的加工顺序排列，可任意存放。每把刀具（或刀座）　

均编上代码，自动换刀时，刀库旋转，每把刀具都经过　

图２刀库驱动力矩的估算　

刀具识别器接受识别，当刀具代码与ＣＮＣ指令代码相符时该刀具被选中，刀库旋转将刀具送到换刀位置，等　

待机械手来抓取。随机选刀的优点是刀库中刀具的排列顺序与加工顺序无关，相同的刀具可以重复使用，但　

这种选刀方式需要加装刀具或刀套编码元件、从而使机构过于庞大复杂等缺点。本Ｖ４００加工中心刀库采　

用计算机记忆式选刀方式，利用编程方法完成软件选刀功能。该方法是将刀具号和刀库上的存刀地址对应　

记忆在计算机存储器内，无论刀具放在哪个地址，均可跟踪记忆，利用换刀位置检测装置，可测得每一刀具的　

地址。因此，刀具就无需编码元件，便可任意存取，从而使换刀控制也大为简化。　

３　Ｖ４００刀库的管理系统软件设计　

３．１刀号数据表的建立　　’

刀号　

建立一个模拟刀库的刀号数据表ＴＡＢＬＥ，如图３中的表序号（即　

Ｏ　．主轴刀号　

内存地址号）与刀座编号依次对应。每个表序号内的内容就是序号相　

１　

同的刀座中所插人的刀具的刀号。首地址ＴＡＢ单元内，固定存放插在　

２　刀　

主轴内的刀具的刀号，ＴＡＢ＋ｌ—ＴＡＢ＋ｌ９单元内存放相同的刀座所　

：　库　

插刀具的刀号。每次刀库旋转定位并交换刀具后，相关表序号内的刀　

；　刀　

ＴＡＢ＋ｌ９　

１９　号　

号跟着改变，使ＴＡＢＬＥ始终是刀库中刀座号及刀号的一种映象如图　

ＴＡＢ＋２０　

新刀号　

３．　

３．２　刀具的识别与换刀控制　一　

ＢＵＦｌ　

指令刀号　

本刀库刀具的识别由计算机完成，当计算机接到Ｔ指令后，便检　

ＢＵ　

旧刀号　

索刀号数据表库，把换刀号对应表序号传给ＰＬＣ，并同时通知ＰＬＣ开　

始换刀。换刀时，刀库定位后处于换刀位置的为某号刀座。刀具交换　

图３数据表ＴＡＢＬＥ　

后．该号刀座内的新刀插人主轴内，主轴内用过的ＩＨＹＪ插回处于换刀位置的该号刀座内。该号刀座定义为现　

在刀座ＶＦ（Ｐｒｅｓｅｎｔ　Ｔｏｏ１），将ＰＴ的编号存人一个现在刀座计数器ＰＴＣ（Ｐｒｅｓｅｎｔ　Ｔｏｏｌ　Ｃｏｕｎｔｅｒ）内。刀库每转过　

第５期　

一

杨绿，等：ｖ４ｏｏ加工中心刀库设计　８３　

个刀座便产生一个脉冲，当刀库正转时，使计数脉冲加１，当刀库反转时，使计数脉冲减１，然后判断设定　

值，即换刀号刀座号与当前刀座号是否一致，当计数值等于目标刀座ＯＴ（Ｏｂｊｅｃｔ　Ｔｏｏ１）时刀库刀盘停转，机械　

手准备换刀；不一致则刀库继续旋转直到判断为一致为止。控制程序流程如图４．　

Ｔ功昨　

发送Ｔ指令　，ＰＬＣ　

Ｊ一　一————　

搜索ＴＡＢＬＥ，ＯＴ号数一－ＢＵＦ１　

／八、

／

一　

＼

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‘’　

　，

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～

、

：：　刀库旋转？　＿，＞一　

一　０、……　转方向二，，　■　，＿，　＼、～＼　　

Ｙ

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ＰＴＣ—ｌ　、　ｉＰＴＣ＋Ｉ－　

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一－－　一、　

ＯＴ＝ＰＴ？　

＞　一＞　

、

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一

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发送刀库停止指令　

－

刀具交换　

（ＴＡＢ＋４

—一

ｆ数器）

一———　一　

　＋（

…一——

ＴＡＢ＋１

一———‘～—。——

９）

——

单元　

一一　

结束　

图４刀库的识别与换刀控制流程　

在测知刀库已换刀完毕后，则要通过软件修改计算机内部　

Ｔ功能　

的刀号数据表库，使相应刀号表单元中的刀号与交换后的刀号　

，　

相对应，修改刀号表的流程如图６所示。　

自动换刀完成　

４　结束语　

主轴旧刀号（ＴＡＢ）　，（ＢＵＦ２）　

加工中心刀库设计的主要内容包括设计需求分析，刀库的　

各组成部分方案设计，刀库结构和传动机构设计选择，选刀方式　

新ＹＪ￣（ＴＡＢ＋２０）　－（ＴＡＢ）　

的选择，刀库管理控制系统设计等内容。本次设计的Ｖ４００加　

，　

（ＢＵＦ２）－（ＷＡＢ＋ｉｔ￣）　

工中心刀库选择了软件记忆式选刀方式，使刀库结构尺寸更加　

紧凑，换刀控制更方便，可靠。实验表明此管理控制方案可以满　

结束　

足现代加工中心对刀库的需求。　

图５修改ＴＡＢＬＥ流程图　

（下转第８６页）　

８６　贵　州　工业　大　学　学报（自然科学版）　２００８年　

３　结　论　

综合起来讲，由节流阀和定量泵、溢流阀、执行元件组成的调速系统，只能应用在对速度刚度要求不高的　

中、低压系统中，但这种调速系统比较简单而被广泛应用，并且工作可靠性高，维护简单，其故障也易于排除，　

除此之外，正确地在液压系统中使用节流阀还能够起到减少回路冲击和噪音的作用…。若要获得较好的速　

度刚度，以及在中、高压系统中调速，则要用溢流节流阀或调速阀。　

参考文献：　

［１］曾贤启，王全斌．液压传动技术［Ｍ］．北京：北京航空航天大学出版社，１９９０．　

［２］毛信理．液压传动和液力传动［Ｍ］．北京：冶金工业出版社，１９９３．　

［３］贾铭新，曹诚明．液压传动与控制［Ｍ］．黑龙江：哈尔滨船舶工程学院出版社，１９９１．　

［４］宋美春．节流阀在液压系统中的作用与分析［Ｊ］．机床与液压，２００１，（４）：１２—１５．　

Ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｔｒ０ｕｂｌｅｓｈＯ０ｔｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｒｏｔｔｌｅ　ｖａｌｖｅ　ｉｎ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓ　

ＷＡＮＧ　Ｙａｎ　，Ｚｈａｎｇ　Ｘｉａｏｂｉｎ’　

（１．Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　ｇｕｉｚｈｏｕ　ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕｉｙａｎｇ　５５０００３　Ｃｈｉｎａ；２．Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ＆Ｔｅｃｈｎｉ—　

ｃａｌ　Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｇｕｉｚｈｏｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　Ｇｕｉｙａｎｇ　５５０００３　Ｃｈｉｎａ；３．Ｇｕｉｚｈｏｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｏｆｉｃｅ　ｏｆ　ｆＡｃａｄｅｍｉｃ　Ａｆ－　

ｆａｉｒｓ　Ｇｕｉｙａｎｇ　５５００２５　Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｔｈｒｏｔｔｌｅ　ｖａｌｖｅ　ｉｎ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓ　ａｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ．Ｉｔｓ　ｍａｌｆｕｎｃｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　

ｔｈｅ　ｔｒｏｕｂｌｅｓｈｏｏｔｉｎｇ　ａｒｅ　ａｌｓｏ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｈｒｔｏｔｔｌｅ　ｖａｌｖｅ；ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓ；ｍａｌｆｕｎｃｔｉｏｎ　

（上接第８３页）　

参考文献：　

［１］夏

［２］沙

田．数控加工中心设计［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２００４．　

杰，等．加工中心结构、调试与维护［Ｍ］．北京：械工业出版社，２００５．　

军．ＰＬＣ及其在数控机床中的应用［Ｍ］．北京：人民邮电出版社，２００７．　

［３］廉元国，张永洪．加工中心设计与应用［Ｍ］．北京：机械工业出版社，１９９５．　

［４］祝红芳，熊

Ｔｈｅ　Ｔｏｏｌ　Ｍａｇａｚｉｎｅ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｖ４００　Ｍａｃｈｉｎｉｎｇ　Ｃｅｎｔｅｒ　

ＹＡＮＧ　Ｌｖ，ＨＵＡＮＧ　Ｆａｎｇ—ｂｉｎｇ　

（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｇｕｉｚｈｏｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕｉｙａｎｇ　５５０００３，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ　ｔｈｅ　ｔｏｏｌ　ｍａｇａｚｉｎｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　Ｖ４００　ｍａｃｈｉｎｉｎｇ　ｃｅｎｔｅｒ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｔｏｏｌ　

ｍａｇａｚｉｎｅ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗａｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅ　ｓｏｆｔ—ｓｅｌｅｃｔｉｎｇ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｐａｔｔｅｒｎ　ｗａｓ　ｓｅｌｅｃｔｅｄ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　

ｔｏｏｌ　ｍａｇｚｉｎｅ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗｈｉｃｈ　ｗａｓ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＣＮＣ　ｓｙｓｔｅｍ　ｅｍｂｅｄｄｅｄ　ＰＬＣ．Ｔｈｅ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｓｙｓｔｅｍ　

ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ　ｔｈｅ　ｔｏｏｌ　ｍａｇａｚｉｎｅ，ａｎｄ　ｍａｄｅ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ　ｏｆ　ｔｏｏｌ　ｍａｇａｚｉｎｅ　ｍｏｒｅ　ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔ　ａｎｄ　ｄｅｐｅｎｄａｂｌｅ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｖ４ｏｏ：ｍａｃｈｉｎｉｎｇ　ｃｅｎｔｅｒ；ｔｏｏｌ—ｍａｇａｚｉｎｅ　ｄｅｓｉｇｎ；ｔｏｏｌ—ｍａｇａｚｉｎｅ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ