Для обеспечения возможности программирования автоматической смены инструмента производится кодирование гнезд магазина или самих инструментальных оправок. При кодировании гнезд, каждому из них присваивается определенный постоянный номер, который вводится в программу работы станка. Инструмент, извлеченный из определенного гнезда магазина, должен после использования быть возвращен обязательно в то же самое гнездо.
При втором способе кодирования каждая инструментальная оправка снабжается особыми сменными кольцами 3, см. рис. 1, штифтами или другими средствами, устанавливаемыми на шейке 2, 6 и позволяющими задавать код, присваиваемый данному инструменту. При кодировании инструментальных оправок существенно упрощается операция смены, т. к. при возврате использованного инструмента из шпинделя в магазин не обязательно помещать его в свое гнездо, а можно установить в любое свободное. Однако при этом следует учитывать значительное усложнение конструкции оправки, ее изготовления и эксплуатации из-за потребности в установке кодирующих элементов. Существенным неудобством также является невозможность установки в инструментальный магазин станков инструмента значительных диаметральных размеров, когда этому препятствуют инструменты, размещенные в соседних гнездах.
Рис. 1. Конструкция стандартной оправки
При кодировании гнезд магазина усложняется цикл смены инструментов, т. к. при каждой смене необходимо дважды выполнять поиск нужного гнезда - один раз для извлечения требуемого инструмента, а второй - для возвращения его на место после использования. Но при этом конструкция оправок становится проще, появляется также возможность при использовании крупногабаритного инструмента оставлять свободными соседние гнезда магазина. По указанным причинам обрабатывающие центры с ЧПУ оснащаются кодированием гнезд магазина.
Для автоматического поиска необходимого инструмента используют различные методы кодирования непосредственно инструментальной оправки или гнезда магазина (рис. 2). Кодирование самих инструментов осуществляют с помощью набора колец, закрепляемых на специальном цилиндрическом пояске оправки (рис. 2, а). Считывающее устройство 3 контактного или бесконтактного типа формирует двоично-кодированные сигналы при движении относительно него инструментального магазина. В момент совпадения кода инструмента, заданного управляющей программой, с кодовым сигналом считывающего устройства подается команда на останов и фиксацию магазина инструментов. Данный способ кодирования позволяет располагать инструменты в произвольном порядке, что упрощает обслуживание станка с ЧПУ. Однако при этом усложняется конструкция инструментальной оправки, снижается ее жесткость, увеличивается масса магазина и время поиска инструмента.
Рис. 2. Устройства для кодирования инструментов
Кодирование гнезд магазина выполняют либо кодовыми ключами 4 (рис. 2, б), устанавливаемыми в специальные замки рядом с соответствующим инструментом, либо кодовым барабаном с набором кулачков, который установлен в хвостовой части вала магазина (рис. 2, б) или механически связан с его приводом. Ключи, выполненные в виде пластин с различными комбинациями проточек (например, по двоично-десятичному коду) или соответствующие каждой позиции магазина комбинации выступов кулачков на барабане, воздействуют на контактные или бесконтактные микро-переключатели считывающего устройства. Кодирование гнезд магазина получило широкое применение в станках с ЧПУ главным образом из-за сокращения времени поиска инструмента в связи с возможностью выбора кратчайшего пути для вращения инструментального магазина. Однако автоматическая смена инструмента на станках происходит дольше, т.к. цикл работы механизма и устройство его управления в этом случае усложняются.
Для кодирования инструмента в определенном месте нерабочего участка инструментальной оправки прикрепляют небольшую этикетку, например, с ферромагнитным слоем или штриховой шкалой, в котором записаны кодовый номер и параметры (геометрические, технологические и др.) данного инструмента.
