自動換刀裝置發展趨勢

1. 什麼是自動換刀裝置

一、自動換刀裝置的形式

自動換刀裝置是數控機床的重要執行機構，它的形式多種多樣，目前常見的有以下幾種：

1．回轉刀架換刀；
2．排式刀架換刀；
3．更換主軸頭換刀；
4．帶刀庫的自動換刀系統

在這里我對數控機床常見的這幾種換刀系統逐一介紹，首先介紹一下回轉刀架換刀系統。

二、回轉刀架

數控機床使用的回轉刀架是比較簡單的自動換刀裝置，常用的類型有四方刀架、六角刀架，即在其上裝有四把、六把或更多的刀具。

回轉刀架必須具有良好的強度和剛度，以承受粗加工的切削力：同時要保證回轉刀架在每次轉位的重復定位精度。下面我們結合一台四工位的四方刀架了解一下其換刀過程及原理。並結合換刀原理分析一下四方刀架的常見故障現象及原因。常見機床四方刀架如圖一（左）。
圖一數控機床刀架或刀庫是由機床PLC來進行控制，對於普通的四工位刀架來說，控制比較簡單，一般用於普通的車床。我們分析車床刀架的控制原理其實就是指刀架的整個換刀過程，刀架的換刀過程其實是通過PLC對控制刀架的所有I/O信號進行邏輯處理及計算。實現刀架的順序控制。另外為了保證換刀能夠正確進行，系統一般還要設置一些相應的系統參數來對換刀過程進行調整。下面我們分析PLC控制下的換刀過程。在分析之前，我們首先了解刀架控制的電氣部分。刀架電氣控制部分如圖二所示。圖二中的a是刀架控制的強電部分，主要是控制刀架電機的正轉和反轉，來控制刀架的正轉和反轉；圖b是刀架控制的交流控制迴路，主要是控制兩個交流接觸器的導通和關閉來實現a中的強電控制；圖c部分是刀架控制的繼電器控制迴路及PLC的輸入及輸出迴路，整個過程的控制最終是由這個模塊來完成的。 圖中各器件的作用如下：

序號 名稱 含義
1 M2 刀架電動機
2 QF3 刀架電動機帶過載保護的電源空開
3 KM5、KM6 刀架電動機正、反轉控制交流接觸器
4 KA1 由急停控制的中間繼電器
5 KA6、KA7 刀架電動機正、反轉控制中間繼電器
6 S1~S4 刀位檢測霍爾開關
7 SB11 手動刀位選擇按鈕
8 SB12 手動換刀啟動按鈕
9 RC3 三相滅弧器
10 RC9、RC10 單相滅弧器

自動刀架控制涉及到的I/O信號如下：

PLC輸入信號：

X2.7：刀架電動機過熱報警輸入；
X3.0~X3.3：1~4號刀到位信號輸入；
X30.6：手動刀位選擇按鈕信號輸入；
X30.7：手動換刀啟動按鈕信號輸入；

PLC輸出信號：

Y0.6：刀架正轉繼電器控制輸出；
Y0.7：刀架反轉繼電器控制輸出。

我們現在已經清楚了刀架控制的I/O信號，下面我們結合這些信號來分析一下換刀過程，刀架換刀有兩種模式，一種是手動換刀，一種是通過T指令進行自動換刀。我們以手動狀態為例，介紹一下換刀過程及常見故障。

1、首先我們將機床調至手動狀態，通過刀位選擇按鍵進行目的刀位選擇，有的系統是利用波段開關的形式進行實現，有的系統是利用記數的形式來實現，比如說通過檢測刀位選擇信號（X30.6）的狀態，如果按下刀位選擇按鍵，X30.6的狀態應該會改變一次，計數器的數值會發生改變，系統選擇的目的刀具也會發生相應的改變。

2、選擇目的刀具完成以後，下面就是將機床刀架的當前刀位轉換到目的刀位。我們按下刀位轉換按鍵X30.7以後。這時系統PLC輸出一個刀架正轉信號Y0.6，KA6吸合；KM5吸合，這時刀架電機開始正向旋轉，刀架開始正轉。

3、刀架在正向旋轉的過程中不停的對刀位輸入信號進行檢測，如圖3所示，每把刀具各有一個霍爾位置檢測開關。各刀具按順序依次經過發磁體位置產生相應的刀位信號。當產生的刀位信號和目的刀位寄存器中的刀位相一致的時候，PLC認為所選刀具已經到位。
圖34、刀具到位以後，刀架仍繼續正向旋轉一段時間，然後停止正向旋轉（Y0.6停止輸出），延時一段時間以後，刀架反轉控制信號Y0.7有效，此時刀架開始反轉，反轉過程其實就是刀架鎖緊的過程，此過程延續一段時間，直到刀架鎖緊到位，但反轉時間不宜過長或過短。過長就有可能燒壞電機或造成電機過熱空開跳閘，時間過短有可能造成刀架不能夠鎖緊。刀架鎖緊以後，整個換刀過程結束。

安全互鎖

1、架電動機長時間旋轉，而檢測不到刀位信號，則認為刀架出現故障，立即停止刀架電動機，以防止將其損壞並報警提示；

2、刀架電動機過熱報警時，停止換刀過程，並禁止自動加工；

我們現在已經對此種刀架的換刀原理有所了解，那麼對於此種刀架在工作過程中常見的一些故障我們應該很容易分析出他的原因。常見的故障現象如下：

故障現象一：選擇了目標刀位，按下刀位轉換按鈕以後，電動刀架不轉；

故障現象二：選擇了目標刀位，按下刀位轉換按鈕以後，電動刀架轉個不停；

我們現在就以這兩種比較典型的故障現象來分析一下故障原因，希望大家有所收獲，比如故障現象一；這是比較常見的一種故障現象，出現此現象後我們應該利用怎樣的方法才能夠比較容易去解決。

從上面的敘述中我們已經了解了換刀的整個過程， 如圖四，如果刀架不動，我們應該怎麼樣去檢修呢？

1、首先我們可以利用現象比較明顯，比較容易觀察到的地方來進行判斷，在這里我們可以把接觸器作為一個特殊點，以接觸器為分界點，作出一個初步判斷，可以觀察一下接觸器是否動作，如果接觸器動作我們可以聽到接觸器吸合的聲音，相反則聽不到。

2、接觸器吸合的情況下，我們可以判斷出換刀過程中的① ④沒有問題。那麼問題應該在⑤ 或 ⑥上，具體原因如下：

1）電機電源缺相或電壓過低；

2）接觸器主觸點被燒壞或接觸不良；

3）刀架電機電源相序錯，造成電機旋轉方向發生改變，刀架選刀的過程變成刀架鎖緊的過程；

4）電機被燒壞；

5）刀架鎖得太緊或被機械卡死等。

3、接觸器在沒有吸合的情況下，我們可以判斷出故障原因有可能出在①⑤這幾步上，具體分析過程如下：

1）KM5沒有吸合的情況下，觀察KA6是否吸合，如果KA6已經動作，那麼可以測量一下KM5線圈有沒有燒壞，控制電纜有沒有斷線，KA6的觸點接觸是否良好。

2）如果KA6沒有動作，可以通過觀察PLC的輸入輸出寄存器的狀態來確定刀架正轉信號Y0.6是否有輸出，如果有輸出，可以檢測一下繼電器KA6線圈是否被燒壞，PLC輸出板是否有問題，系統PLC到KA6的連線是否有問題。如果沒有輸出，則檢查一下是否PLC編寫有誤，是否有些換刀條件沒有滿足。

2. 快速自動換刀技術都有哪些結構裝置

除了在傳統換刀裝置的基礎上提高動作速度外，還出現了一些新方法和新結構換刀裝置。
（1）多主軸換刀
這種機床沒有傳統的刀庫和換刀裝置，而是採用多個主軸並排固定在主軸架上，一般為3～18個。每個主軸由各自的電動機直接驅動，並且每個主軸上安裝了不同的刀具。換刀時不是主軸上的刀具交換，而是安裝在夾具上的工件快速從一個主軸的加工位置移動到另一個裝有不同刀具的主軸，實現換刀並立即加工。這個移動時間就是換刀時間，而且非常短。由夾具快速移動完成換刀，省去了復雜的換刀機構。這種結構的機床和通常的加工中心結構已大不相同。不僅可以用於需要快速換刀的加工，而且可以多軸同時加工，適合在高效率生產線上使用。
（2）雙主軸換刀
加工中心有兩個工作主軸，但不是同時用於切削加工。一個主軸用於加工，另一個主軸在此期間更換刀具。但需要換刀時，加工的主軸迅速退出，換好刀具的主軸立即進入加工。由於兩個過程可以同時進行，換刀時間實際就是已經裝好刀具的兩個主軸的換位時間，使輔助時間減到最少，即機床切屑到切屑換刀時間達到最短。由於有兩個主軸，這種機床的刀庫和換刀機械手可以是一套，也可以是兩套。兩個主軸可以用1.0～1.5s的時間移動到加工位置並啟動加速到加工的最大速度。具體的交換時間取決於機床的尺寸。
（3）刀庫布置在主軸周圍的轉塔方式
這種方式，刀庫本身就相當於機械手，即通過刀庫拔插刀並採用順序換刀，使機床切屑到切屑換刀時間較短。這種方式如果要實現任意換刀，則就隨所選刀在刀庫的位置不同而存在時間長短不等，最遠的刀可能切屑到切屑換刀時間較長。因此，這種方式作為高速自動換刀裝置只能採用順序選刀的方式。
（4）多機械手方式
同樣，刀庫布置在主軸的周圍，但採用每把刀有一個機械手的方式使換刀幾乎沒有時間的損失，並可以採用任意選刀的方式。
根據高速機床新的結構特點設計刀庫和換刀裝置的形式和位置。例如，傳統的立式加工中心的刀庫和換刀裝置多裝在立柱一側：而高速加工中心則多為立柱移動的進給方式，為減輕運動件質量，刀庫和換刀裝置不宜再裝在立柱上。
採用新方法進行刀具快速交換。不用刀庫和機械手方式，而改用其它方式換刀。例如不用換刀，用換主軸的方法。
利用新開發的加工中心的主軸部件可作6自由度高速運動這一特點，讓主軸直接參與換刀過程，不僅可使刀庫配置位置靈活，而且可減少刀庫運動的自由度，顯著簡化刀庫和換刀裝置的結構。
適合於高速加工中心的刀柄。HSK刀柄質量輕，拔插刀行程短，可以使自動換刀裝置的速度提高。快速自動換刀裝置採用HSK空心短錐柄刀是發展的趨勢。

3. 數控機床的自動換刀裝置有哪些形式

各類數控機床的自動換刀裝置的結構取決於機床的形式、工藝范圍以及刀具的種類和數量等，主要可以分為以下幾種形式
①回轉刀架換刀
數控機床上使用的回轉刀架是一種最簡單的自動換刀裝置，根據加工對象的不同，可以設計成四方刀架和六角刀架等多種形式，分別安裝著四把、六把或更多的刀具，並按數控裝置的指令換刀。回轉刀架的結構上必須具有良好的強度和剛性，以承受粗加工時的切削抗力，由於車削加工精度在很大程度上取決於刀尖位置，而加工工程中對刀尖位置一般不進行人工調整，因此更有必要選擇可靠地定位方案和合理的定位結構，以保證回轉刀架在每次轉位之後，具有盡可能高的重復定位精度
回轉刀架的全部動作由液壓系統通過電磁換向閥和順序閥進行控制，他的動作分為四個步驟：刀架抬起。刀架轉位。刀架壓緊。轉位油缸復位
回轉刀架除了採用液壓缸驅動轉位和定位銷定位以外，還可以採用電機/馬氏機構轉位和鼠齒定位，以及其他轉位和定位機構。
②更換主軸頭換刀
在帶有旋轉刀具的數控機床中，更換主軸頭是一種比較簡單的換刀方式，主軸頭通常有卧式和立式兩種，而且常用磚塔的轉位來更換主軸頭，以實現自動換刀，在磚塔的各個主軸頭上，預先安裝有各工序所需要的旋轉刀具，當發出換刀指令時，各主軸頭依次的轉到加工位置，並接通主運動，使相應的主軸帶動刀具旋轉，而其他處於不加工位置上的主軸都與主運動脫開。
由於空間位置的限制，主軸部件的結構不可能設計的十分堅實，因為影響了主軸系統的剛度，為了保證主軸的剛度，主軸的數目必須加以限制，否則將會使結構尺寸大為增加。磚塔主軸頭換刀方式的主要優點在於省去了自動松夾、卸刀、裝刀、夾緊以及刀具搬運等一系列復雜的操作，從而提高了換刀的可能性，並顯著的縮短了換刀時間，但由於結構上的原因，磚塔主軸頭通常只適用於工序較少，精度要求不太敢的數控機床，如數控鑽床等。
③帶刀庫的自動換刀系統
帶刀庫的自動換刀系統由刀庫和刀具交換裝置如機械手等組成，目前他是多工序數控機床上應用最為廣泛的換刀方法
整個換刀過程較為復雜，首先把加工過程中需要使用的全部刀具分別安裝在標準的刀柄上，在機外進行尺寸育調整之後，按一定的方式放入刀庫，換刀時先在到庫中進行選刀，並由刀具交換裝置分別動刀庫和主軸上取出刀具，在進行刀具交換之後，將新道具裝入主軸，把就刀具放回刀庫。存放刀具的刀庫具有較大的容量，它既可安裝在主軸箱的側面或上方，也可作為單獨部件安裝的機床以外，並有搬運裝置運動刀具。
帶刀庫的自動換到數控機床主軸箱與磚塔主軸頭相比較，由於主軸箱內只有一個主軸，設計主軸部件時就有可能充分增強它的剛度，因而能夠滿足精密加工的要求，另外刀庫可以存放數量很大的刀具，因為能夠進行復雜零件的多工序加工，這樣就明顯的提高了機床的適應性和加工效率。所以帶刀庫的自動換刀裝置特別適用於數控鑽、銑、鏜床。但這種換刀方式的整個過程動作較多，換刀時間長，系統較為復雜，降低了工作可靠性。

4. 自動換刀裝置的常見形式有哪些它們主要區別是什麼各有何優缺點

1、回轉刀架換刀數控來雕刻機上使用的回自轉刀架是一種最簡單的自動換刀系統,根據不同加工對象,可以設計成四方刀架和六角刀架多種形式,回轉刀架上分別安裝多把,並按數控裝置的指令換刀。回轉刀架在結構上必須具有良好的強度和剛性,以承受粗加工時的切削抗力。由於切削加工精度在很大程度上取決於刀尖裝置,於對於數控雕刻機來說,加工過程中刀尖位置不進行人工調整。因此更有必要選擇可靠的定位方案和合理的定位結構,以保證回轉刀架在每次轉位之後,具有盡可能高的重復定位精度。回轉刀架的全部動作由液壓系統通過電磁換向閥和順序閥進行控制,分為刀架抬起、刀架轉位、刀架壓緊和轉位油缸復位四個流程。

5. 誰有關於自動換刀裝置的畢業論文呀

XKA5032A/C數控立式升降台銑床自動換刀裝置 論文編號:JX391 論文字數:19362.頁數:37 摘要 本論文介紹的是XKA5032A/C數控立式升降台銑床自動換刀裝置（刀庫式）的設計.刀庫式的自動換刀裝置是由刀庫和刀具交換裝置（換刀機械手）組成。它是多工序數控機床上應用最廣泛的換刀裝置，其整過換刀過程比較復雜。首先把加工過程中需要使用的全部刀具安裝在標準的刀柄上，在機床外進行尺寸預調後，按一定的方式裝入刀庫。換刀時，先在刀庫中進行選刀，由機械手從刀庫和主軸上取出刀具，然後交換位置，把新刀插入主軸，舊刀放回刀庫。存放刀具的刀庫具有較大的容量，其容量為六把刀具,採用盤形結構,安裝在機床的左側立柱上。因為XKA5032A/C數控立式升降台銑床外形及其他性能參數等均與THK6363型自動換刀數控鏜銑床相似，所以本機床的自動換刀裝置的設計將仿效THK6363型自動換刀數控鏜銑床換刀裝置，設計成採用軸向放置的鼓盤式刀庫形式和回轉式雙臂機械手組成。 刀具按預定工序的先後順序插入刀庫的刀座中，使用時按順序轉到取刀位置。用過的刀具放回原來的刀座內，也可以按加工順序放入下一個刀座內。該法不需要刀具識別裝置，驅動控制也比較簡單，工作可靠。但刀庫中每一把刀具在不同工序中不能重復使用，為了滿足加工需要只有增加刀具的數量和刀庫的容量，這就降低了刀具和刀庫的利用率。此外，裝刀時必須十分謹慎，如果刀具不按順序裝在刀庫中，將會產生嚴重的後果。順序選刀是在加工之前，將加工零件所需刀具按照工藝要求依次插入刀庫的刀套中，順序不能有差錯。加工時按順序調刀。適合加工批量較大、工件品種數量較少的中、小型自動換刀裝置。可知數控銑床用4把刀就可完成大多數的銑削加工。所以這個容量為6把刀的刀庫，幾乎不存在加工過程中需要重復利用刀具的情況，所以刀具的選擇方式確定為順序選擇刀具。 兩手互相垂直的回轉式單臂雙手機械手的優點是換刀動作可靠，換好時間短，缺點是刀柄精度要求高，結構復雜，聯機調整的相關精度要求高，機械手離加工區較近。一般來說，這種機械手用於刀庫刀座軸線與機床主軸軸線垂直，刀庫為徑向存取刀具形式的自動換刀裝置，因此，在XKA5032A/C數控立式升降銑床的自動換刀裝置中可採用這種機械手形式。 關鍵詞：數控銑床；自動換刀裝置；刀庫；換刀機械手 Abstract This thesis introction is the design that the XKA5032 A/C number controls the sign type working panel lifter miller to change the knife device(the knife database type) automatically.The knife database type automatically change the knife device is have by the knife database and the knife to exchange device(change the knife the machine hand) to constitute.It is many work ordinal numbers to control the top of the tool machine to apply to change the knife device most extensively, it is whole to lead to change the knife process more complicated.First process process in need to be use of all knifes have to install on the haft of the standard, pressing certain way to pack into the knife database after the tool machine carry on size to prepare to adjust outside.Be in the knife database carry on choosing knife first while change the knife, is taken out knife to have from the knife database and the principal axis by the machine hand, then exchange position, insert the new knife into the principal axis, the old knife puts back a knife database.The knife database that deposits knife to have has bigger capacity, its capacity has for six knifes, adopting the dish form structure, the left side that installs in the tool machine signs pillar up.The XKA5032 A/C number controls the sign type working panel lifter miller shape and other function parameter etc.s to all change the knife with THK6363 typeses automatically number to control the boring miller likeness, so this tool machine changes the knife the design of the device to change the knife in the wake of THK6363 typeses automatically automatically the number control the boring miller to change the knife device, the design becomeses the adoption stalk toward the drum dish type knife database form and the turn-over type double the arm machine hand for place to constitute. The knife has to press to schele to the work preface insert the knife of the knife database order of sequence, usage turn to take knife position in order.The knife for using puts back the original knife inside, can also press to process sequence to put into the next knife.That method doesn't need the knife to identify device, driving a control also more simple, work credibility.But the knife database in each knife have in the different work preface and can't repeat an usage, for satisfying to process to need to only increase the capacity of the quantity and the knife database that the knife have, this utilization that lowers knife to have with the knife database.Have to be very careful while packing knife in addition, if the knife doesn't in order have to pack in the knife database, will proce serious result.Sequence's choosing knife is before process, will process the knife that spare parts need to have to request to be one by one in order in the knife set of insert the knife database according to the craft, the sequence can't have mistake.Process adjust knife in order.Suit to process a batch quantity to compare greatly,the work piece the species quantity less of medium,small scaled the auto change the knife device.Can know the number controls miller to use 4 make the knife complete most milling and can pare to process.So this capacity is 6 knife databases of knifes, almost the nonentity process to need to make use of the circumstance that the knife have again in the process, so the knife have of the choice method assurance for in proper order choice the knife have. Two hands are mutual perpendicular of the advantage of the turn-over type single arm hands machine hand change the knife action credibility, changing good time short, the weakness is the haft accuracy to have high request, structure complications, the linking machine adjust of the related accuracy have high request, the machine hand leaves to process area nearer.Generally speaking, this kind of machine hand useds for the knife database knife the stalk line and the tool machine principal axis stalk line perpendicular, the knife database has a form to change the knife device automatically toward the access knife for the path, therefore can adopt this kind of machine hand form in the XKA5032 A/C number control the sign type rise and fall miller the auto change the knife the device. Keywords: numerical control milling machines ；Automatic tool changer ；Tool storage ；tool changing-manipulator 目錄 摘要I Abstract II 1 緒論 1 1.1 數控機床知識 1 1.2 數控銑床的分類 1 1.2.1 數控立式銑床 1 1.2.2 卧式數控銑床 2 1.2.3 立、卧式兩用數控銑床 2 1.3 數控銑床的結構特徵 2 1.3.1 數控銑床的主軸特徵 2 1.3.2 控制機床運動的坐標特徵 3 1.4 數控銑床的主要功能及加工對象 3 1.4.1 數控銑床的功能 3 1.4.2 自動換刀裝置（ATC）及其形式 3 1.4.3 自動換刀裝置應當滿足的基本要求 5 2 總體方案的確定 5 2.1 XKA5032A/C數控立式升降台銑床及其主要參數 5 2.1.1 其主要結構特點 6 2.1.2 其主要規格及技術參數 6 2.2 初定其自動換刀裝置的設計參數 7 2.3 確定其自動換刀裝置的形式 7 3 刀庫的設計 8 3.1 確定刀庫容量 8 3.2 確定刀庫形式 9 3.3 刀庫結構設計 9 3.4 初估刀庫驅動轉矩及選定電機 11 3.4.1 初選電動機與降速傳動裝置 11 3.4.2 初估刀庫驅動轉矩 11 3.5 刀庫轉位機構的普通圓柱蝸桿傳動的設計 11 3.6 刀庫驅動轉矩的校核 15 3.7 花鍵聯接的強度計算 15 3.8 夾緊機構插銷剪切強度的校核 16 3.9 確定刀具的選擇方式 16 3.10 刀庫的定位與刀具的松夾 17 4 刀具交換裝置的設計 18 4.1 確定換刀機械手形式 18 4.2 換刀機械手的工作原理 19 4.3 機械手的自動換刀過程的動作順序 20 4.4 機械手回轉軸4上的齒輪齒條設計 21 4.5 自動換刀裝置的相關技術要求 21 4.5.1 主軸准停裝置 21 4.5.2 換刀機械手的安裝與調試 22 4.6 自動換刀程序的編制 22 5 自動換刀裝置的控制原理 23 5.1 自動換刀裝置的液壓系統原理圖 23 5.2 自動換刀裝置換刀動作的順序控制過程 24 6 典型零件的設計 24 6.1 聯軸器 24 6.1.1 聯軸器的選用 25 6.1.2 聯軸器的校核 25 6.2 選擇離合器的類型 25 6.3 蝸桿蝸輪傳動設計的一些相關技術要求 25 6.4 托架的設計 25 鳴謝26 參考文獻 28 以上回答來自: http://www.lwtxw.com/html/44-5/5084.htm

6. 數控加工中心設備未來有幾個發展趨勢

數控加工中心是由機械設備與數控系統組成的適用於復雜零件的高效率自動化機床。它的綜合能力較強，把銑削、鏜削、鑽削、攻螺紋和切削螺紋等功能集中在一台設備上，使其具有多種工藝手段。隨著世界先進製造技術不斷發展，超高速切削、超精密加工等技術的應用，柔性製造系統的迅速發展和計算機集成系統的不斷成熟，對數控加工技術提出了更高的要求，未來的數控加工中心設備將向著以下幾個趨勢發展：
一、功能復雜多樣化
配有自動換刀機構的各類加工中心，能在同一台機床上同時實現銑削、鏜削、鑽削、車削、鉸孔、擴孔、攻螺紋等多種工序加工，還採用了多主軸、多面體切削，即同時對一個零件的不同部位進行不同方式的切削加工。數控系統由於採用了分級中斷控制方式，即可在一台機床上同時進行零件加工和程序編制，為了適應柔性製造系統和計算機集成系統的要求，數控系統具有遠距離串列介面，甚至可以聯網，實現加工中心之間的數據通信，也可以直接對多台數控銑床進行控制。
二、超高度超精度化
速度和精度是數據加工中心的兩個重要指標，它直接關繫到加工效率和產品質量。目前，數控系統採用位數、頻率更高的處理器，以提高系統的基本運算速度。同時，採用超大規模的集成電路和多微處理器結構，以提高系統的數據處理能力，即提高插補運算的速度和精度。並採用直線電動機直接驅動機床工作台的直線伺服進給方式，其高速度和動態響應特性相當優越。數控銑床還將採用主軸電動機與機床主軸合二為一的結構形式，實現了變頻電動機與機床主軸一體化，主軸電機的軸承採用磁浮軸承、液體動靜壓軸承或陶瓷滾動軸承等形式。
三、智能化
現代數控銑床將引進自適應控制技術，根據切削條件的變化，自動調節工作參數，使加工過程中能保持最佳工作狀態，從而得到較高的加工精度和較小的表面粗糙度，同時也能提高刀具的使用壽命和設備的生產效率。在整個工作狀態中，系統隨時對其相連的各種設備進行自診斷、檢查。一旦出現故障時，立即採用停機等措施，並進行故障報警，提示發生故障的部位、原因等。還可以自動使故障模塊離線，而接通備用模塊，以確保無人化工作環境的要求。為實現更高的故障診斷要求，其發展趨勢是採用人工智慧專家診斷系統。
四、切削刀具和潤滑系統標准化
目前加工中心的型號各異，配備的加工刀具與潤滑系統也各不相同。未來隨著加工中心設備的自主化加工的不斷進步，加工刀具也會趨於標准化。加工中心設備只需要根據自身需求更換符合標準的刀具便可完成工藝流程。與之配套的潤滑系統會自動的切削不同工藝下所使用的金屬加工油以滿足工藝需求。現階段切削刀具正在向超硬度復合材料方向發展，而以硫化添加劑為主要成分的金屬加工油也得到了關鍵技術的突破。
五、控制系統小型化
數控系統小型化便於將機、電裝置結合為一體。目前主要採用超大規模集成元件、多層印刷電路板，採用三維安裝方法，使電子元器件得以高密度安裝，較大規模縮小系統的佔有空間。而利用新型的彩色液晶薄型顯示器替代傳統的陰極射線管，將使數控操作系統進一步小型化。這樣可以方便地將它安裝在機床設備上，更便於對加工中心的操作使用。
以上就是加工中心設備未來的發展趨勢，隨著工業水平的不斷提高，未來新型工業技術也在不斷的涌現。

7. 中國的自動生產線的發展前景如何

從二十世紀20年代開始，隨著汽車、滾動軸承、小型電動機和縫紉機等工業發展，機械製造中開始出現自動線，最早出現的是組合機床自動線。在此之前，首先是在汽車工業中出現了流水生產線和半自動生產線，隨後發展成為自動線。第二次世界大戰後，在工業發達國家的機械製造業中，自動線的數目出現了急劇增加。 採用自動線進行生產的產品應有足夠大的產量；產品設計和工藝應先進、穩定、可靠，並在較長時間內保持基本不變。在大批、大量生產中採用自動線能提高勞動生產率，穩定和提高產品質量，改善勞動條件，縮減生產佔地面積，降低生產成本，縮短生產周期，保證生產均衡性，有顯著的經濟效益。 機械製造業中有鑄造、鍛造、沖壓、熱處理、焊接、切削加工和機械裝配等自動線，也有包括不同性質的工序，如毛坯製造、加工、裝配、檢驗和包裝等的綜合自動線。 自動線中設備的聯結方式有剛性聯接和柔性聯接兩種。在剛性聯接自動線中，工序之間沒有儲料裝置，工件的加工和傳送過程有嚴格的節奏性。當某一台設備發生故障而停歇時，會引起全線停工。因此，對剛性聯接自動線中各種設備的工作可靠性要求高。 在柔性聯接自動線中，各工序(或工段)之間設有儲料裝置，各工序節拍不必嚴格一致，某一台設備短暫停歇時，可以由儲料裝置在一定時間內起調劑平衡的作用，因而不會影響其他設備正常工作。綜合自動線、裝配自動線和較長的組合機床自動線常採用柔性聯接。 切削加工自動線在機械製造業中發展最快、應用最廣。主要有：用於加工箱體、殼體、雜類等零件的組合機床自動線；用於加工軸類、盤環類等零件的，由通用、專門化或專用自動機床組成的自動線；旋轉體加工自動線；用於加工工序簡單小型零件的轉子自動線等。 自動線的工件傳送系統一般包括機床上下料裝置、傳送裝置和儲料裝置。在旋轉體加工自動線中，傳送裝置包括重力輸送式或強制輸送式的料槽或料道，提升、轉位和分配裝置等。有時採用機械手完成傳送裝置的某些功能。在組合機床自動線中當工件有合適的輸送基面時，採用直接輸送方式，其傳送裝置有各種步進式輸送裝置、轉位裝置和翻轉裝置等對於外形不規則、無合適的輸送基面的工件，通常裝在隨行夾具上定位和輸送，這種情況下要增設隨行夾具的返回裝置。 自動線的控制系統主要用於保證線內的機床、工件傳送系統，以及輔助設備按照規定的工作循環和聯鎖要求正常工作，並設有故障尋檢裝置和信號裝置。為適應自動線的調試和正常運行的要求，控制系統有三種工作狀態：調整、半自動和自動。在調整狀態時可手動操作和調整，實現單台設備的各個動作；在半自動狀態時可實現單台設備的單循環工作；在自動狀態時自動線能連續工作。 控制系統有「預停」控制機能，自動線在正常工作情況下需要停車時，能在完成一個工作循環、各機床的有關運動部件都回到原始位置後才停車。自動線的其他輔助設備是根據工藝需要和自動化程度設置的，如有清洗機工件自動檢驗裝置、自動換刀裝置、自動捧屑系統和集中冷卻系統等。為提高自動線的生產率，必須保證自動線的工作可靠性。影響自動線工作可靠性的主要因素是加工質量的穩定性和設備工作可靠性。 自動線的發展方向主要是提高生產率和增大多用性、靈活性。為適應多品種生產的需要，將發展能快速調整的可調自動線。 數字控制機床、工業機器人和電子計算機等技術的發展，以及成組技術的應用，將使自動線的靈活性更大，可實現多品種、中小批量生產的自動化。多品種可調自動線，降低了自動線生產的經濟批量，因而在機械製造業中的應用越來越廣泛，並向更高度自動化的柔性製造系統發展。 編輯本段自動生產線的維修和保養 自動生產線節省了大量的時間和成本，近來，在工業發達的城市，自動生產線的維修成為熱點。自動生產線維修主要靠操作工與維修工來共同完成。 自動生產線 編輯本段自動生產線維修的兩大方法同步修理法 再生產當中，如發現故障盡量不修，採取維持方法。使生產線繼續生產。到星期天，集中維修工，操作工，對所有問題，同時修理。設備在星期一正常全線生產。 分部修理法 自動生產線如有較大問題，修理時間較常。不能用同步修理法。這時利用星期天，集中維修工，操作工對某一部分，進行修理。待到下個星期天，對另一部分進行修理。保證自動生產線在工作時間不停產。另外，在管理中盡量採用予修的方法。在設備中安裝計時器，記錄設備工作時間，應用磨損規律，來予測易損件的磨損，提前更換易損件，可以把故障以前消滅。保證生產線滿負荷生產。 自動生產線的保養知識 1、電路、氣路、油路及機械傳動部位(如導軌等)班前班後要檢查、清理 ； 2、工作過程要巡檢，重點部位要抽檢，發現異樣要記錄，小問題班前班後處理(時間不長)，大問題做好配件准備； 3、統一全線停機維修，做好易損件計劃，提前更換易損件，防患於未燃。 技術參數 生產管材規格mm 4-10 10-16 16-40 產量kg/h 8 20 60 配套主機 SJ-30/30B SJ-45/30B SJ-65/30B 模塊對數 40 42 42 生產線速度m/min 5-10 5-15 5-10 編輯本段生產線的自動化 生產線的自動化有以下步驟： 1．先確定節拍時間：不論何種製品，皆在其必須完成的恰好時間內製造。 2．單位流程：只針對一項產品，進行單位配件的搬運、裝配、加工及素材的領取。 3．先導器：製作以目視即能了解節拍時間的裝置。 4．U字型生產線：將設備依工程順序逆時針排列，並由一人負責出口及入口。 5．AB控制：只有當後工程無產品，而前工程有產品的情形，才進行工程。 6．燈號：傳達生產線流程中產品異狀的裝置。 7．後工程領取：生產線的產品要因應後工程的需求。

8. 刀庫的發展趨勢

德傑刀庫目前，世界先進製造技術不斷興起，超高速切削、超精密加工等技術的應
用，柔性製造系統的迅速發展和計算機集成系統的不斷成熟，對數控加工技術提
出了更高的要求。當今數控機床正在朝著以下幾個方向發展：
1．德傑刀庫高速度、高精度化。速度和精度是數控機床的兩個重要指標，它直接關
繫到加工效率和產品質量。目前，數控系統採用位數、頻率更高的處理器，以提
高系統的基本運算速度。同時，採用超大規模的集成電路和多微處理器結構，以
提高系統的數據處理能力，即提高插補運算的速度和精度，並採用直線電動機直
接驅動機床工作台的直線伺服進給方式，其高速度和動態響應特性相當優越。采
用前饋控制技術，使追蹤滯後誤差大大減小，從而改善拐角切削的加工精度。
為適應超高速加工的要求，數控機床採用主軸電動機與機床主軸合二為一的
結構形式，實現了變頻電動機與機床主軸一體化，主軸電機的軸承採用磁浮軸
承、液體動靜壓軸承或陶瓷滾動軸承等形式。目前，陶瓷刀具和金剛石塗層刀具
已開始得到應用。
2．德傑刀庫多功能化。配有自動換刀機構（德傑刀庫容量可達100把以上）的各類加
工中心，能在同一台機床上同時實現銑削、鏜削、鑽削、車削、鉸孔、擴孔、攻
螺紋等多種工序加工，現代數控機床還採用了多主軸、多面體切削，即同時對一
個零件的不同部位進行不同方式的切削加工。數控系統由於採用了多CPU結構
和分級中斷控制方式，即可在一台機床上同時進行零件加工和程序編制，實現所
謂的「前台加工，後台編輯」。為了適應柔性製造系統和計算機集成系統的要
求，數控系統具有遠距離串列介面，甚至可以聯網，實現數控機床之間的數據通
信，也可以直接對多台數控機床進行控制。
3．智能化。現代數控機床將引進自適應控制技術，根據切削條件的變化，
自動調節工作參數，使加工過程中能保持最佳工作狀態，從而得到較高的加工精
度和較小的表面粗糙度，同時也能提高刀具的使用壽命和設備的生產效率。具有
自診斷、自修復功能，在整個工作狀態中，系統隨時對CNC系統本身以及與其
相連的各種設備進行自診斷、檢查。一旦出現故障時，立即採用停機等措施，並
進行故障報警，提示發生故障的部位、原因等。還可以自動使故障模塊離線，而
接通備用模塊，以確保無人化工作環境的要求。為實現更高的故障診斷要求，其
發展趨勢是採用人工智慧專家診斷系統。
4．數控編程自動化。隨著計算機應用技術的發展，目前CAD／CAM圖
形互動式自動編程已得到較多的應用，是數控技術發展的新趨勢。它是利用CA
D繪制的零件加工圖樣，再經計算機內的刀具軌跡數據進行計算和後置處理，從
而自動生成NC零件加工程序，以實現CAD與CAM的集成。隨著CIMS技
術的發展，當前又出現了CAD／CAPP／CAM集成的全自動編程方式，它
與CAD／CAM系統編程的最大區別是其編程所需的加工工藝參數不必由人工
參與，直接從系統內的CAPP資料庫獲得。
5．可靠性最大化。數控機床的可靠性一直是用戶最關心的主要指標。數控
系統將採用更高集成度的電路晶元，利用大規模或超大規模的專用及混合式集成
電路，以減少元器件的數量，來提高可靠性。通過硬體功能軟體化，以適應各種
控制功能的要求，同時採用硬體結構機床本體的模塊化、標准化和通用化及系列
化，使得既提高硬體生產批量，又便於組織生產和質量把關。還通過自動運行啟
動診斷、在線診斷、離線診斷等多種診斷程序，實現對系統內硬體、軟體和各種
外部設備進行故障診斷和報警。利用報警提示，及時排除故障；利用容錯技術，
對重要部件採用「冗餘」設計，以實現故障自恢復；利用各種測試、監控技術，
當生產超程、刀損、干擾、斷電等各種意外時，自動進行相應的保護。
6．控制系統小型化。數控系統小型化便於將機、電裝置結合為一體。目前
主要採用超大規模集成元件、多層印刷電路板，採用三維安裝方法，使電子元器
件得以高密度安裝，較大規模縮小系統的佔有空間。而利用新型的彩色液晶薄型
顯示器替代傳統的陰極射線管，將使數控操作系統進一步小型化。這樣可以方便
地將它安裝在機床設備上，更便於對數控機床的操作使用。

9. 快速自動換刀技術的產生背景

高速加工中心是高速機床的典型產品，高速功能部件如電主軸、高速絲杠和直線電動機的發展應用極大地提高了切削效率。為了配合機床的高效率，作為加工中心的重要部件之一的自動換刀裝置（ATC）的高速化也相應成為高速加工中心的重要技術內容。
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步提高，換刀的速度已成為高水平加工中心的一項重要指標。
由於加工中心的自動換刀要求可靠准確，而且結構相對比較復雜，提高換刀速度技術難度大。目前國外機床先進企業生產的高速加工中心為了適應高速加工，大都配備了快速自動換刀裝置，很多採用了新技術、新方法。本文將介紹一些提高換刀速度的技術方法和國外先進高速加工中心的快速自動換刀技術，希望對我國高速加工中心的發展有些幫助。