鏈式刀庫刀具容量大，但刀庫定位精度低。文章介紹了SDL120數控鏈式刀庫的模擬電子檢控電路及其控制方案，解決了鏈式刀庫快速和精確定位的問題。
鏈式刀庫的鏈條式結構，決定了刀庫自身存在著明顯的缺陷：機械剛性差、傳動間隙大，從而造成刀庫定位精度差，常引起機床故障。我廠開發的SDL120數控鏈式刀庫中，採用了模擬電子檢控電路，很好地解決了鏈式刀庫快速和精確定位的問題。
SDL120數控鏈式刀庫的主要參數：刀具容量為120把：刀具錐度為ISO50：最大刀具直徑為250mm：最大刀具長度為500mm。
SDL120數控鏈式刀庫主要由蝸輪減速箱、鏈式刀具存儲倉、機械手穿梭裝置和機械手等部分組成。該刀庫鏈式存儲倉由伺服電動機經圓柱蝸桿減速箱驅動，位置環開環控制，存儲倉刀座依靠編碼器進行刀具號解碼，由模擬電子檢控電路(圖1)完成精確定位。
各部分功能簡述如下
鏈條及刀座部分鏈條上有120個刀座，用於存放120把刀具，整個鏈條由伺服電動機驅動。
模擬接近開關
輸出電壓(或電流)與物體和接近開關之間的距離為近似線性關係。由於刀具的刀柄是圓形結構，兩個接近開關為平行安裝，所以當移動的刀柄隨著鏈條的轉動從某一方向經過兩個接近開關時，兩個接近開關各輸出一個近似正弦規律變化的電壓信號，兩個信號存在著一個相位差，如圖2所示。
比較電路
把兩個模擬電壓信號進行比較，並做出如下判斷：輸出比較結果先達到正最大值則刀庫鏈正向轉動：輸出比較結果先達到負最大值則刀庫鏈反向轉動：輸出比較結果由正負最大值轉換為「0」，則該刀座位於兩個接近開關正中位置，即刀庫精確定位位置。通過調整零位置窗的閾值大小，可調整刀座的定位精度。窗口值偏大則定位精度低，偏小則導致刀庫鏈抖動，無法完成定位，這正是不採用閉環控制的原因。
邏輯處理電路
邏輯處理電路是刀庫定位控制的核心，主要完成如下功能：計算最佳找刀路徑：控制鏈條正反轉及起停：快速找到要求刀座的精定位區：控制精確定位及輸出定位完成信號。
通信介面電路
用於邏輯處理電路和機床PLC之間進行信息交換。如機床PLC給出的找刀指令、定位指令、抓刀指令、放刀指令、機械手控制指令和要求的刀號等，邏輯單元提供定位完成信號、刀座有刀信號、機械手到位信號等。
手動控制電路
主要用於操作者進行刀具更換、調整以及生產調試和機床維護。
給定電路
完成把來自邏輯控制電路的給定信號和手動控制電路的給定信號轉換成伺服驅動要求的給定信號。
伺服驅動電路及電動機
用於驅動刀庫鏈的轉動。我們選用了SIEMENS611A系列的伺服系統及其相應電動機。
換刀過程式控制制見圖3。
以上控制方案在我廠生產的數控機床MAJOR240中得到應用和驗證，其最長換刀時間(主軸直角銑頭帶刀具換刀)不超過30s，且穩定可靠。極大地縮短了非加工工時，提高了加工效率，滿足了市場的需要，提高了國產加工中心的水平。
