1、刀庫系統(tǒng)現(xiàn)況與發(fā)展 2009年04月16日12:12生意社生意社044月16日訊訊 文/吳家進進（臺灣灣）精密密機械研研發(fā)中心心 工具機機產(chǎn)業(yè)發(fā)發(fā)展組刀庫系系統(tǒng)是提提供自動動化加工工過程中中所需之之儲刀及及換刀需需求的一一種裝置置；其自自動換刀刀機構(gòu)及及可以儲儲放多把把刀具的的刀庫；改變了了傳統(tǒng)以以人為主主的生產(chǎn)產(chǎn)方式。藉藉由電腦腦程式的的控制，可可以完成成各種不不同的加加工需求求，如銑銑削、鉆鉆孔、搪搪孔、攻攻牙等。大大幅縮短短加工時時程，降降低生產(chǎn)產(chǎn)成本；這是刀刀庫系統(tǒng)統(tǒng)的最大大特點。1. 刀庫系系統(tǒng)的主主要構(gòu)件件刀庫主主要是提提供儲刀刀位置，并并能依程程式的控控制，正正確選擇擇刀具加加以

2、定位位，以進進行刀具具交換；換刀機機構(gòu)則是是執(zhí)行刀刀具交換換的動作作。刀庫庫必須與與換刀機機構(gòu)同時時存在，若若無刀庫庫則加工工所需刀刀具無法法事先儲儲備；若若無換刀刀機構(gòu)，則則加工所所需刀具具無法自自刀庫依依序更換換，而失失去降低低非切削削時間的的目的。此此二者在在功能及及運用上上相輔相相成缺一一不可。1-11 刀庫庫近年來來刀庫的的發(fā)展已已超越其其為工具具機配件件的角色色，在其其特有的的技術(shù)領(lǐng)領(lǐng)域中發(fā)發(fā)展出符符合工具具機高精精度、高高效能、高高可靠度度及多工工復(fù)合等等概念之之產(chǎn)品。其其產(chǎn)品品品質(zhì)的優(yōu)優(yōu)劣，關(guān)關(guān)系到工工具機的的整體效效能表現(xiàn)現(xiàn)。刀庫的的容量、布布局，針針對不同同的工具具機，其其

3、形式也也有所不不同，根根據(jù)刀庫庫的容量量、外型型和取刀刀方式可可概分為為以下幾幾種：1-11-1 斗笠式式刀庫一般只只能存116224把刀刀具，斗斗笠式刀刀庫在換換刀時整整個刀庫庫向主軸軸移動。當(dāng)當(dāng)主軸上上的刀具具進入刀刀庫的卡卡槽時，主主軸向上上移動脫脫離刀具具，這時時刀庫轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動。當(dāng)當(dāng)要換的的刀具對對正主軸軸正下方方時主軸軸下移，使使刀具進進入主軸軸錐孔內(nèi)內(nèi)，夾緊緊刀具后后，刀庫庫退回原原來的位位置。1-11-2 圓盤式式刀庫圓盤式式刀庫通通常應(yīng)用用在小型型立式綜綜合加工工機上。圓盤刀庫一般俗稱盤式刀庫，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

4、刀機構(gòu)ATC(Auto Tools Change)進行刀具交換。1-11-3 鏈條式式刀庫鏈條式式刀庫的的特點是是可儲放放較多數(shù)數(shù)量之刀刀具，一一般都在在20把以以上，有有些可儲儲放1220把以以上。它它是藉由由鏈條將將要換的的刀具傳傳到指定定位置，由由機械手手將刀具具裝到主主軸上。換換刀動作作均采用用馬達加加機械凸凸輪的結(jié)結(jié)構(gòu)，此此設(shè)計之之結(jié)構(gòu)簡簡單、動動作快速速、確實實、可靠靠，但是是價格較較高，通通常為客客制化產(chǎn)產(chǎn)品。1-22 自動動換刀系系統(tǒng)自動換換刀系統(tǒng)統(tǒng)是CNNC工具具機的重重要組成成部分，主主要是將將加工所所需刀具具，從刀刀庫中傳傳送到主主軸夾持持機構(gòu)上上。刀具具夾持元元件的結(jié)結(jié)

5、構(gòu)特性性及其與與工具機機主軸的的聯(lián)結(jié)方方式，將將直接影影響工具具機的加加工性能能。刀庫庫結(jié)構(gòu)形形式及刀刀具交換換裝置的的工作方方式，則則會影響響工具機機的換刀刀效率。自自動換刀刀系統(tǒng)本本身及相相關(guān)結(jié)構(gòu)構(gòu)的復(fù)雜雜程度，又又會對整整機的成成本產(chǎn)生生直接影影響。數(shù)控工工具機的的自動換換刀系統(tǒng)統(tǒng)大概分分為1.油壓機機構(gòu)2.氣壓機機構(gòu)3.電氣式式凸輪機機構(gòu)。在在不斷追追求速度度及可靠靠性提升升的數(shù)控控工具機機市場，凸凸輪式換換刀機構(gòu)構(gòu)就廣泛泛的被采采用。此此設(shè)計只只用一個個驅(qū)動馬馬達就可可完成復(fù)復(fù)雜的換換刀動作作，快速速確實，除除了換油油外沒有有其他消消耗零件件及保養(yǎng)養(yǎng)需求，故故障率最最少，壽壽命超過過

6、百萬次次以上。一般具具有ATTC裝置置者都有有ATCC臂。換換刀時若若是需要要在刀具具庫與主主軸兩處處更換，則則需要AATC臂臂來補助助。但有有些工具具機并不不需要AATC臂臂即可完完成換刀刀動作。2. 刀庫庫技術(shù)發(fā)發(fā)展趨勢勢未來工工具機產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的發(fā)發(fā)展，均均以追求求高速、高高精度、高高效率為為目標(biāo)。隨隨著切削削速度的的提高，切切削時間間的不斷斷縮短，對對換刀時時間的要要求也在在逐步提提高；換換刀的速速度已成成為高等等級工具具機的一一項重要要指標(biāo)?？焖僮宰詣訐Q刀刀技術(shù)是是以減少少輔助加加工時間間為主要要目的，綜綜合考慮慮工具機機的各方方面因素素，在盡盡可能短短的時間間內(nèi)完成成刀具交交換的技技術(shù)方

7、法法。一般般強調(diào)換換刀速度度快的臥臥式機臺臺，皆有有幾個特特點：11.刀臂臂短 22.刀臂臂不一定定成直線線 3.兩刀可可能互相相垂直 4.凸凸輪箱小小且可移移動。其其主要目目的是要要讓換刀刀時，可可動件之之轉(zhuǎn)動慣慣量小，以以達到快快速換刀刀之目的的。該技技術(shù)包括括刀庫的的設(shè)置、換換刀方式式、換刀刀執(zhí)行機機構(gòu)和適適應(yīng)高速速工具機機的結(jié)構(gòu)構(gòu)特點等等。2-11 換刀刀速度指指標(biāo)衡量換換刀速度度的方法法主要有有二種：1.刀到到刀換刀刀時間(T tto TT) 22.切屑屑到切屑屑換刀時時間(CC too C)。由于于切屑到到切屑換換刀時間間基本上上就是綜綜合加工工機兩次次切削之之間的時時間，反反映了

8、綜綜合加工工機換刀刀所需的的輔助時時間，因因此切屑屑到切屑屑換刀時時間應(yīng)是是衡量綜綜合加工工機效率率高低的的最直接接指標(biāo)。而而刀到刀刀換刀時時間則主主要反映映自動換換刀裝置置本身性性能的好好壞，適適合作為為工具機機自動換換刀裝置置的性能能指標(biāo)，這這兩種方方法通常常用來評評價換刀刀速度。至至于換刀刀時間多多少才算算得上是是高速工工具機，并并沒有確確定的指指標(biāo)，在在技術(shù)條條件可能能的情況況下，應(yīng)應(yīng)盡可能能提高換換刀速度度。2-22 提高高換刀速速度的基基本原則則工具機機的換刀刀裝置，通通常由刀刀庫和換換刀機構(gòu)構(gòu)組成，有有些應(yīng)用用機械手手臂換刀刀，有些些換刀方方式并不不需要機機械手臂臂，刀庫庫的形式

9、式和擺放放位置也也不一樣樣。為了了適合高高速運動動的需要要，高速速工具機機在結(jié)構(gòu)構(gòu)上已和和傳統(tǒng)的的工具機機不同。以以刀具運運動進給給為主，減減小運動動工件的的質(zhì)量，已已成為高高速工具具機設(shè)計計的主流流。因此此，設(shè)計計換刀裝裝置時，要要充分考考慮到高高速工具具機的結(jié)結(jié)構(gòu)特征征。2-33 提高高換刀速速度的主主要技術(shù)術(shù)方法適合于于工具機機的快速速自動換換刀技術(shù)術(shù)主要有有以下幾幾個方面面：在傳統(tǒng)統(tǒng)自動換換刀裝置置的基礎(chǔ)礎(chǔ)上提高高動作速速度，或或采用動動作速度度更快的的機構(gòu)和和驅(qū)動元元件。例例如，機機械凸輪輪結(jié)構(gòu)的的換刀速速度高于于液壓和和氣動結(jié)結(jié)構(gòu)。根據(jù)高高速工具具機的結(jié)結(jié)構(gòu)特點點設(shè)計刀刀庫和換換刀

10、裝置置的形式式和位置置。例如如，傳統(tǒng)統(tǒng)工具機機的刀庫庫和換刀刀裝置多多裝在立立柱一側(cè)側(cè)，在高高速工具具機則多多為立柱柱移動的的進給方方式，為為減輕運運動件質(zhì)質(zhì)量，刀刀庫和換換刀裝置置不宜再再裝在立立柱上。采用新新方法進進行刀具具快速交交換，不不用刀庫庫和機械械手方式式，而改改用其它它方式換換刀。例例如不用用換刀，用用換主軸軸的方法法。使用適適合于高高速工具具機的刀刀柄。如如HSKK刀柄質(zhì)質(zhì)量輕，裝裝卸刀具具的行程程短，可可以使自自動換刀刀裝置的的速度提提高。快快速自動動換刀裝裝置采用用HSKK空心短短錐柄刀刀是發(fā)展展的趨勢勢。3. 主要要刀庫系系統(tǒng)廠商商簡介刀庫產(chǎn)產(chǎn)業(yè)之生生態(tài)，很很明顯的的是自

11、動動換刀機機構(gòu)(AATC)與(TOOOLSSMAGGAZIINE)為相互互依存之之產(chǎn)業(yè)，分分工細(xì)膩膩且互為為上下游游之產(chǎn)業(yè)業(yè)。雖然然有些刀刀庫廠商商也有生生產(chǎn)自動動換刀機機構(gòu)，但但并不普普遍且量量都不大大。因此此，可將將其區(qū)分分為刀庫庫及自動動換刀機機構(gòu)兩個個產(chǎn)業(yè)。由于臺臺灣工具具機產(chǎn)業(yè)業(yè)近幾年年競爭力力快速提提升，刀刀庫及換換刀機構(gòu)構(gòu)更是蓬蓬勃發(fā)展展。專業(yè)業(yè)刀庫廠廠商如德德大、臻臻賞、吉吉輔等；產(chǎn)品除除了供應(yīng)應(yīng)國內(nèi)需需求外，更更積極拓拓展外銷銷市場，或或?qū)で笈c與國外工工具機大大廠合作作，切入入國際市市場。另另外還有有北鉅、馬馬特、鋼鋼豪、圣圣杰、首首輪等。各各家公司司各有擅擅長，成成果也都都

12、相當(dāng)豐豐碩。換換刀機構(gòu)構(gòu)專業(yè)廠廠商有德德士凸輪輪、歐權(quán)權(quán)、吉徑徑及尚金金等，其其中德士士凸輪有有極高的的市占率率，各家家廠商也也各有特特色。茲茲就各廠廠商特點點及發(fā)展展現(xiàn)況簡簡述如下下。3-11 德大大機械德大機機械主要要產(chǎn)品為為各式樣樣刀庫，產(chǎn)產(chǎn)品行銷銷國內(nèi)及及歐美市市場。德德大機械械將企業(yè)業(yè)市場實實力歸功功于企業(yè)業(yè)文化的的建立，認(rèn)認(rèn)為刀庫庫這個領(lǐng)領(lǐng)域產(chǎn)品品復(fù)雜度度高；競競爭力的的強弱關(guān)關(guān)鍵在于于管理的的優(yōu)劣。認(rèn)認(rèn)為公司司的永續(xù)續(xù)發(fā)展、長長治久安安，必定定要有完完善的管管理制度度。因此此，注重重基礎(chǔ)管管理與企企業(yè)文化化的建立立，以期期提高員員工素養(yǎng)養(yǎng)及建立立自動自自發(fā)、積積極任事事、誠實實、

13、認(rèn)錯錯、改善善、用心心的共同同價值觀觀。德大機機械擁有有多樣化化的產(chǎn)品品及快速速反應(yīng)能能力，使使得客戶戶可以快快速找到到相近規(guī)規(guī)格產(chǎn)品品，迅速速滿足客客戶需求求。其對對于技術(shù)術(shù)、品質(zhì)質(zhì)的堅持持以及對對于物料料、制程程管理的的能力深深獲客戶戶肯定。3-22 吉輔輔企業(yè)秉持誠信、踏踏實、創(chuàng)創(chuàng)新的的理念，除除了為工工具機產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的發(fā)發(fā)展貢獻獻心力，更更積極投投入各項項社會公公益，促促進社會會福祉。為因應(yīng)應(yīng)三高高市場場需求，吉吉輔研發(fā)發(fā)高速加加工機復(fù)復(fù)合凸輪輪驅(qū)動之之同步打打刀、開開/關(guān)門之之定軸式式高速臥臥式刀庫庫。此新新型刀庫庫搭配高高速主軸軸同步完完成開關(guān)關(guān)門、夾夾松刀及及換刀等等動作，換換刀時間

14、間短。不不僅提升升了工具具機的使使用效能能；更符符合高速速化、高高精度及及高效率率的需求求。吉輔公公司除配配合工具具機業(yè)者者致力于于各式高高階產(chǎn)品品的研發(fā)發(fā)，對于于泛用型型輕量化化低成本本架構(gòu)刀刀庫的發(fā)發(fā)展也著著力至深深；于今今年成功功的推出出配合立立式綜合合切削加加工機的的經(jīng)濟濟型圓盤盤式刀庫庫，提提供客戶戶更經(jīng)濟濟及維修修更方便便容易的的產(chǎn)品。3-33 臻賞賞工業(yè)誠信信、負(fù)責(zé)責(zé)、永續(xù)續(xù)經(jīng)營一直都都是臻賞賞工業(yè)不不變的經(jīng)經(jīng)營信念念。誠信信的與客客戶往來來、負(fù)責(zé)責(zé)到底的的解決客客戶需求求，并持持續(xù)的研研發(fā)成長長。臻賞不不斷的提提升品質(zhì)質(zhì)與技術(shù)術(shù)層次，除除開發(fā)全全系列刀刀庫機種種包含圓圓盤式、鏈

15、鏈條式、斗斗笠式、傘傘型刀庫庫之外，并并與客戶戶合作研研發(fā)各種種特殊機機種，以以滿足客客制化之之需求。如如HF平置置刀庫、50#圓盤升降刀庫、重刀鏈?zhǔn)降稁?、臥式多刀倉刀庫等等，2008年更新開發(fā)了新型的Tapping center專用刀庫。該公司司也是同同業(yè)間最最早導(dǎo)入入ERPP系統(tǒng)的的廠商；能充分分掌握生生產(chǎn)排程程負(fù)荷及及物料需需求落點點，準(zhǔn)確確管控生生產(chǎn)進度度。自220077年起更更致力于于管理層層面，藉藉由部門門與跨部部門會議議，訂定定目標(biāo)與與計畫，加加強基層層員工基基本工作作觀念、各各部門整整體績效效、跨部部門協(xié)調(diào)調(diào)整合，進進而提升升公司競競爭力。3-44 德士士凸輪德士凸凸輪創(chuàng)業(yè)業(yè)至

16、今已已廿十多多年，歷歷經(jīng)各種種艱難困困苦與挑挑戰(zhàn)。在在全體員員工同心心協(xié)力下下，致力力于產(chǎn)品品研發(fā)與與市場開開拓，在在品質(zhì)上上精益求求精，并并追求效效率之提提升，目目前分割割器與凸凸輪ATTC在市市場都有有很高的的占有率率。公司司能有今今日之規(guī)規(guī)模主要要在于理理論與經(jīng)經(jīng)驗之有有效結(jié)合合，加上上創(chuàng)新及及能長期期堅持理理想。德士所所研發(fā)的的ATCC自動換換刀機構(gòu)構(gòu)，主要要是滾子子式凸輪輪結(jié)構(gòu)，該該裝置優(yōu)優(yōu)點在于于輸出軸軸的慣性性矩小、構(gòu)構(gòu)造體積積小、出出力大，可可組合許許多動作作。另外外精度高高、分度度范圍廣廣，配合合機器的的設(shè)計需需求，扣扣刀角度度30900都可可設(shè)計，運運動曲線線可任意意搭配做

17、做高速動動作。抓抓刀速度度穩(wěn)定確確實、低低噪音，扣扣刀、插插刀準(zhǔn)確確，不會會損壞主主軸品質(zhì)質(zhì)，相對對提高主主軸加工工精度及及使用壽壽命。在未來來的經(jīng)營營規(guī)劃上上，德士士也嘗試試往不同同的產(chǎn)品品領(lǐng)域發(fā)發(fā)展，目目前正在在從事其其它產(chǎn)業(yè)業(yè)的自動動化設(shè)備備的開發(fā)發(fā)。在品品質(zhì)穩(wěn)定定的同時時，還朝朝向高速速化努力力，將挑挑戰(zhàn)凸輪輪ATCC，在BTT-400約1秒，BTT-300約0.55秒的水水準(zhǔn)。3-5 吉吉徑科技技吉徑主主要產(chǎn)品品為凸輪輪式換刀刀機構(gòu)，此此產(chǎn)品設(shè)設(shè)計之優(yōu)優(yōu)點為：只用一一個驅(qū)動動馬達就就可完成成復(fù)雜的的換刀動動作，快快速、確確實。除除了換油油外沒有有其他消消耗零件件及保養(yǎng)養(yǎng)需求，故故障率

18、最最少，壽壽命超過過百萬次次以上。過去臺臺灣工具具機普遍遍還采用用較慢速速之凸輪輪機構(gòu)，但但這幾年年來漸漸漸有朝高高速發(fā)展展現(xiàn)象，不不過遭遇遇許多工工具機機機構(gòu)與凸凸輪箱搭搭配間之之技術(shù)瓶瓶頸，急急待突破破。該公公司也替替臺灣客客戶積極極尋求日日本技術(shù)術(shù)協(xié)助，使使能找到到最佳之之組合早早日克服服困難。2年前前該公司司與日本本技術(shù)合合作，開開始研發(fā)發(fā)生產(chǎn)快快速換刀刀凸輪機機構(gòu)，供供銷日本本市場，其其換刀速速度是：BT330(00.5秒秒)，BT440(00.8秒秒)，BT550(11.5秒秒)全部是是依日本本客戶需需求設(shè)計計制造之之產(chǎn)品，速速度快、體體積小、重重量輕，將將來也希希望能夠夠提供給給

19、國內(nèi)工工具機廠廠使用。3-66 歐權(quán)權(quán)科技?xì)W權(quán)公公司成立立至今已已邁入第第5年，公公司技術(shù)術(shù)除自行行研究開開發(fā)外，并并與日本本高廣(TAKKAHIIRO)公司技技術(shù)合作作，開發(fā)發(fā)各項產(chǎn)產(chǎn)品。高高廣公司司每23個月月皆由其其技術(shù)部部長率員員來該公公司技術(shù)術(shù)指導(dǎo)；從設(shè)計計、設(shè)備備、組裝裝等方面面逐項檢檢討并做做改進。使得該該公司產(chǎn)產(chǎn)品除了了具有高高品質(zhì)水水準(zhǔn)外，又又有價格格競爭優(yōu)優(yōu)勢。工具機機廠對AATC換換刀機構(gòu)構(gòu)要求方方向：更更快速、可可靠的換換刀動作作。目前前市場上上大多采采提前前松刀方方式，但但在更快快速的要要求下，仍仍會出現(xiàn)現(xiàn)不可靠靠的盲點點，針對對此問題題，該公公司與高高廣公司司研究開開發(fā)油壓壓同動的的ATCC或使用用機械同同動打刀刀ATCC來滿足足更高的的需求。該公司司同時也也配合客客戶特殊殊需求開開發(fā)ATTC及應(yīng)應(yīng)用滾齒齒凸輪機機構(gòu)原理理的第四四軸、第第五軸、臥臥式綜合合中心