一、加工中心自動換刀功能是通過機(jī)械手（自動換刀機(jī)構(gòu)）和數(shù)控系統(tǒng)的有關(guān)控制指令來完成的。
換刀過程：裝刀，選刀，換刀
1.換刀過程
（1）裝刀：刀具裝入刀庫
任選刀座裝刀方式。刀具安置在任意的刀座內(nèi)，需將該刀具所在刀座號記下來。
固定刀座裝刀方式。刀具安置在設(shè)定的刀座內(nèi)。
（2）選刀
從刀庫中選出刀具的操作。
1）順序選刀：選刀方式要求按工藝過程的順序（即刀具使用順序）將刀具安置在刀座中，使用時(shí)按刀具的安置順序逐一取用，用后放回原刀座中。
2）隨意選刀：
①刀座編碼選刀： 對刀庫各刀座編碼，把與刀座編碼對應(yīng)的刀具一一放入的刀座中，編程時(shí)用地址t指出刀具所在刀座編碼。
②計(jì)算機(jī)記憶選刀
刀具號和存刀位置或刀座號對應(yīng)地記憶在計(jì)算機(jī)的存儲器或可編程控制器的存儲器內(nèi)，刀具存放地址改變，計(jì)算機(jī)記憶也隨之改變。在刀庫裝有位置檢測裝置，刀具可以任意取出，任意送回。
（3）換刀
1）主軸上的刀具和刀庫中的待換刀具都是任選刀座。
刀庫→選刀→到換刀位→機(jī)械手取出刀具→裝入主軸，同時(shí)將主軸取下的刀具裝入待換刀具的刀座。
2）主軸上的刀具放在固定的刀座中，待換刀 具是任選刀座或固定刀座。
選刀過程同上，換刀時(shí)從主軸取下刀具送回刀庫時(shí)，刀庫應(yīng)事先轉(zhuǎn)動到接收主軸刀具的位置。
3）主軸上的刀具是任選刀座，待換刀具是固定刀座。
選刀同上，從主軸取下的刀具送到zui近的一個(gè)空刀位。
2.自動換刀程序的編制
（1）換刀動作（指令）：選刀（t××）；換刀（m06）
（2）選刀和換刀通常分開進(jìn)行。
（3）為提高機(jī)床利用率，選刀動作與機(jī)床加工動作重合。
（4）換刀指令m06必須在用新刀具進(jìn)行切削加工的程序段之前，而下一個(gè)選刀指令t常緊跟在這次換刀指令之后。
（5）換刀點(diǎn)：多數(shù)加工中心規(guī)定在機(jī)床z軸零點(diǎn)（z0），要求在換刀前用準(zhǔn)備功能指令（g28）使主軸自動返回z0點(diǎn)。
（6）換刀過程:接到t××指令后立即自動選刀，并使選中的刀具處于換刀位置，接到m06指令后機(jī)械手動作，一方面將主軸上的刀具取下送回刀庫，另一方面又將換刀位置的刀具取出裝到主軸上，實(shí)現(xiàn)換刀。
（7）換刀程序編制方法
1）主軸返回參考點(diǎn)和刀庫選刀同時(shí)進(jìn)行，選好刀具后進(jìn)行換刀。
…
n02 g28 z0 t02 z軸回零，選t02號刀；
n03 m06 換上t02號刀
…
缺點(diǎn)：選刀時(shí)間大于回零時(shí)間時(shí)，需要占機(jī)選刀。
2）在z軸回零換刀前就選好刀
…
n10 g01 x_ y_ z_ f_ t02 直線插補(bǔ)，選t02號刀
n11 g28 z0 m06 z軸回零，換t02號刀
…
n20 g01 z_ f_ t03 直線插補(bǔ)，選t03號刀
n30 g02 x_ y_ i_ j_ f_ 順圓弧插補(bǔ)
3）有的加工中心（th5632）換刀程序與上略不同
…
n10 g01 x_ y_ z_ f_ t02 直線插補(bǔ)，選t02號刀
…
n30 g28 z0 t03 m06 z軸回零，換t02號刀，選t03號刀
n40 g00 z1
n50 g02 x_ y_ i_ j_ f_ 圓弧插補(bǔ)
…
注：對臥式加工中心，上面程序的g28 z0應(yīng)為g28 y0 。
二、數(shù)控工藝基礎(chǔ)中“加工坐標(biāo)系設(shè)定”的內(nèi)容中，已介紹了通過對刀方式設(shè)置加工坐標(biāo)系的方法，這一方法也適用于加工中心。由于加工中心具有多把刀具，并能實(shí)現(xiàn)自動換刀，因此需要測量所用各把刀具的基本尺寸，并存入數(shù)控系統(tǒng)，以便加工中調(diào)用，即進(jìn)行加工中心的對刀。加工中心通常采用機(jī)外對刀儀實(shí)現(xiàn)對刀
對刀儀平臺7上裝有刀柄夾持軸2，用于安裝被測刀具，如圖5.30所示鉆削刀具。通過快速移動單鍵按鈕4 和微調(diào)旋鈕5或6，可調(diào)整刀柄夾持軸2在對刀儀平臺7上的位置。當(dāng)光源發(fā)射器8發(fā)光，將刀具刀刃放大投影到顯示屏幕1上時(shí)，即可測得刀具在x（徑向尺寸）、z（刀柄基準(zhǔn)面到刀尖的長度尺寸）方向的尺寸。
鉆削刀具的對刀操作過程如下：
1.將被測刀具與刀柄聯(lián)接安裝為一體；
2.將刀柄插入對刀儀上的刀柄夾持軸2，并緊固；
3.打開光源發(fā)射器8，觀察刀刃在顯示屏幕1上的投影；
4.通過快速移動單鍵按鈕4和微調(diào)旋鈕5或6，可調(diào)整刀刃在顯示屏幕1上的投影位置，使刀具的刀尖對準(zhǔn)顯示屏幕1上的十字線中心，如圖5.31；
5. 測得x為20，即刀具直徑為φ20mm，該尺寸可用作刀具半徑補(bǔ)償；
6.測得z為180.002，即刀具長度尺寸為180.002 mm，該尺寸可用作刀具長度補(bǔ)償；
7.將測得尺寸輸入加工中心的刀具補(bǔ)償頁面；
8.將被測刀具從對刀儀上取下后，即可裝上加工中心使用。
三、數(shù)控加工中心換刀程序的方法
由于加工中心的加工特點(diǎn)，在編寫加工程序前，首先要注意換刀程序的應(yīng)用。
不同的加工中心，其換刀過程是不*一樣的，通常選刀和換刀可分開進(jìn)行。換刀完畢啟動主軸后，方可進(jìn)行下面程序段的加工內(nèi)容。選刀動作可與機(jī)床的加工重合起來，即利用切削時(shí)間進(jìn)行選刀。多數(shù)加工中心都規(guī)定了固定的換刀點(diǎn)位置，各運(yùn)動部件只有移動到這個(gè)位置，才能開始換刀動作。
xh714加工中心裝備有盤形刀庫，通過主軸與刀庫的相互運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)換刀。換刀過程用一個(gè)子程序描述，習(xí)慣上取程序號為o9000。換刀子程序如下：
o9000
n10 g90 //選擇方式
n20 g53 z-124.8 //主軸z向移動到換刀點(diǎn)位置（即與刀庫在z方向上相應(yīng)）
n30 m06 //刀庫旋轉(zhuǎn)至其上空刀位對準(zhǔn)主軸，主軸準(zhǔn)停
n40 m28 //刀庫前移，使空刀位上刀夾夾住主軸上刀柄
n50 m11 //主軸放松刀柄
n60 g53 z-9.3 //主軸z向向上，回設(shè)定的安全位置（主軸與刀柄分離）
n70 m32 //刀庫旋轉(zhuǎn)，選擇將要換上的刀具
n80 g53 z-124.8 //主軸z向向下至換刀點(diǎn)位置（刀柄插入主軸孔）
n90 m10 //主軸夾緊刀柄
n100 m29 //刀庫向后退回
n110 m99 //換刀子程序結(jié)束，返回主程序。
需要注意的是，為了使換刀子程序不被隨意更改，以保證換刀安全，設(shè)備管理人員可將該程序隱含。當(dāng)加工程序中需要換刀時(shí)，調(diào)用o9000號子程序即可。調(diào)用程序段可如下編寫：
n～ t～ m98 p9000
其中：n后為程序順序號；t后為刀具號，一般取2位；m98為調(diào)用換刀子程序；p9000為換刀子程序號。
加工中心的編程方法與數(shù)控銑床的編程方法基本相同，加工坐標(biāo)系的設(shè)置方法也一樣。
四、在臥式加工中心上加工特殊不規(guī)則臺階孔的方法及技巧
1 加工深臺階孔
在臥式加工中心上加工如附圖所示帶空刀孔的深臺階孔?0?1d時(shí)，空刀孔部分刀具是快速進(jìn)給的，但如附圖b所示的復(fù)雜鑄件上，空刀孔的位置及大小可能存在偏差，因此空刀孔的孔壁有可能會與快速進(jìn)給的刀具發(fā)生干涉，還會造成鏜刀刀尖損壞，嚴(yán)重時(shí)還會因?yàn)榈毒邌芜叧缘抖斐纱虻?。如果使用的是絞刀，在絞孔過程中必然會因?yàn)榻g刀刀刃部分與空刀孔孔壁發(fā)生干涉而造成讓刀，所加工出來的深臺階孔就不能保證孔的工藝要求。為了解決這個(gè)問題，就得增加一道輔助工序來加工空刀孔， 使空刀孔確實(shí)能起到空刀的作用。
2 常規(guī)方法加工不規(guī)則臺階孔存在的問題
通常我們加工如附圖所示的臺階空刀孔，是采用臥式加工中心的精鏜固定循環(huán)功能來完成。但這僅適用于有規(guī)律的臺階孔，對于上述復(fù)雜鑄件上的臺階空刀孔，由于孔的位置偏差沒有規(guī)律，而且不規(guī)則，這就無法確定鏜刀軸向進(jìn)刀時(shí)刀尖的偏轉(zhuǎn)角度，會造成進(jìn)刀時(shí)打刀，即使進(jìn)刀時(shí)不打刀，也會因?yàn)榭椎奈恢闷钪率圭M孔時(shí)單邊吃刀而使刀具快速損壞，所以使用臥式加工中心上常規(guī)精鏜循環(huán)的功能來加工上述不規(guī)則臺階空刀孔是不適合的。
3 采用新的加工工藝
用半徑小于空刀孔半徑的單刃鏜刀，在主軸刀具旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，采用軟切入螺旋線進(jìn)給方式鏜孔，如附圖c所示，鏜刀刀尖回轉(zhuǎn)半徑為r，主軸鏜刀旋轉(zhuǎn)，沿臺階孔中心線快速進(jìn)給到如附圖b所示空刀孔zui右端，然后鏜刀以（r-r）/2為半徑的半圓為刀具中心運(yùn)動軌跡徑向軟切入如附圖c所示空刀孔右端孔壁，然后鏜刀從zui右端空刀孔壁以（r-r）為半徑的半圓為刀具中心運(yùn)動軌跡，以臺階孔中心線作軸線，作螺旋線插補(bǔ)進(jìn)給鏜孔，也就是在刀具旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，機(jī)床作二軸聯(lián)動，即刀具旋轉(zhuǎn)的同時(shí)作徑向和軸向運(yùn)動，當(dāng)鏜刀螺旋線插補(bǔ)進(jìn)給到如附圖b所示空刀孔zui左端時(shí)，刀具又以（r-r）/2為半徑的半圓為刀具中心運(yùn)動軌跡軟切出空刀孔壁，使刀具中心軸線又回到臺階孔中心軸線，然后軸向快速退刀，這就完成一個(gè)空刀孔的加工過程。這種采用軟切入的方法進(jìn)刀可避免由于孔的位置偏差而造成的打刀現(xiàn)象：而螺旋線插補(bǔ)進(jìn)給鏜孔，既可以避免由于孔的位置偏差造成的單邊吃刀打刀現(xiàn)象，又可以實(shí)現(xiàn)用小回轉(zhuǎn)半徑的鏜刀鏜大孔的功能。
4 結(jié)論
在臥式加工中心上用這種軟切入方式進(jìn)刀，可避免由于鑄件上臺階空刀孔的鑄造偏差沒有規(guī)律而造成進(jìn)刀時(shí)刀具損壞或打刀現(xiàn)象：用螺旋線插補(bǔ)鏜孔，既可以實(shí)現(xiàn)用小回轉(zhuǎn)半徑的鏜刀鏜大孔，也可以避免由于孔的位置偏差造成的單邊吃刀而損壞刀和打刀的現(xiàn)象。實(shí)踐證明，在臥式加工中心上用軟切入螺旋線進(jìn)給方式鏜復(fù)雜不規(guī)則臺階孔，確實(shí)有很大的實(shí)用價(jià)值。