CNC加工中心配備刀庫是其與普通數(shù)控機床的大區(qū)別，它能實現(xiàn)快速自動換刀，省去數(shù)控機床傳統(tǒng)換動刀時每次都需要手動換刀及再次對刀過程，從而大大提高了零件加工的效率及質(zhì)量。CNC加工中心刀庫一般分為斗笠式刀庫和凸輪式刀庫，換刀方式相對應(yīng)為固定換刀和隨機換刀[1]。當(dāng)前CNC加工中心斗笠式換刀過程還存在一些問題待改進，本文重點介紹電氣控制優(yōu)化設(shè)計思路和方法。

1 固定換刀動作過程
根據(jù)主軸有無刀、換刀和取刀功能狀態(tài)，固定換刀動作過程可分為四種情況[2]。
第一種為指令取刀號為主軸上刀號，換刀動作不執(zhí)行，換刀結(jié)束。
第二種為主軸無刀，指令直接取刀。執(zhí)行換刀指令后，Z 軸執(zhí)行機械回零，主軸定向，刀庫前進右位，主軸松刀，刀庫旋轉(zhuǎn)到指令取刀號位，Z 軸下降到第二參考點，夾緊刀具，刀庫回退左位，換刀結(jié)束。
第三種為主軸有刀，指令直接還刀。執(zhí)行還刀指令后， Z 軸直接回到第二參考點， 主軸定向，刀庫前進右位，主軸松刀，Z 軸回第一參考點，主軸緊刀，刀庫回退左位，換刀結(jié)束。
第四種為主軸有刀，指令要取刀庫上的刀。執(zhí)行換刀指令后，Z 軸直接回到第二參考點，主軸定向，刀庫旋轉(zhuǎn)到主軸上刀號位，刀庫前進右位，主軸松刀，Z 軸回第一參考點，刀庫旋轉(zhuǎn)到指令取刀號位， Z 軸回到第二參考點， 主軸緊刀，刀庫回退左位，換刀結(jié)束。
2 換刀過程存在的問題
換刀過程由PMC 控制及刀庫表記錄數(shù)據(jù)，規(guī)范操作及運行情況下，整個斗笠式刀庫換刀過程都能正常運行，但如果有人為操作失誤或外界電源因素干擾，就可能出現(xiàn)換刀混亂故障[3]。例如缺乏主軸上有無刀的判別。如果不對主軸上是否有刀進行判別，此時主軸上已有刀，這時PMC 刀庫表是記錄了該刀號數(shù)據(jù)的，但如果人為取下該刀，會導(dǎo)致PMC 刀庫表數(shù)據(jù)跟實際的對應(yīng)不上，
PMC 還是會認為刀具在主軸上，這就會讓整個換刀過程出現(xiàn)混亂[4]；但如果是取下主軸上刀后又手動換上其他刀具，會導(dǎo)致現(xiàn)在的刀具跟原來PMC 刀庫表記錄的數(shù)據(jù)對應(yīng)不上，嚴(yán)重時可能出現(xiàn)主軸上刀柄跟刀庫上刀柄相碰撞的嚴(yán)重事故，造成主軸、刀具、刀庫和機械卡手損壞。