数控机床故障诊断与维修 第4章课件.ppt

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1、第4章换刀异常故障诊断与维修4.1刀架的结构及控制4.2刀架的具体控制电路4.3数控车床刀架常见故障维修实例4.1刀架的结构及控制4.1.1刀架的作用、结构及工作原理数控机床为了能在工件一次装夹中完成多种加工工序，以缩短辅助时间和减少多次安装工件所引起的误差，必须带有自动换刀装置。数控车床上的回转刀架就是一种简单的自动换刀装置，属于数控车床上的关键功能部件，一旦出现问题，整个设备将无法工作，而且刀架故障在数控车床故障中占有很大比例，虽然各厂家所生产的刀架结构、尺寸各异，不同数控车床生产厂家安装的

2、刀架也有所不同，但无论是哪一类刀架，故障原因大多雷同，维修方法也可以互相参考。下一页返回4.1刀架的结构及控制首先我们要了解刀架的结构，熟悉其机械结构和电气控制原理，才能快速判断故障所在。１刀架的作用及结构刀架主要用来装夹多把不同的车刀，在数控车床零件加工生产过程中，有些零件需要多把车刀来对同一零件加工，数控车床装电动刀架可以实现在零件加工过程中，通过编写加工程序，由数控系统自动控制车床换刀来完成零件加工。如图4-1为立式四方电动刀架结构。上一页下一页返回4.1刀架的结构及控制２电动刀架的工

3、作原理（１）松开：刀架电动机与刀架内一蜗杆相连，刀架电动机转动时与蜗杆配套的蜗轮转动，此蜗轮与一条丝杠为一体的（称为“蜗轮丝杠”），当丝杠转动时会上升（与丝杠旋合的螺母与刀架是一体的，当松开时刀架不动作，所以丝杠会上升），丝杠上升后使位于丝杠上端的压板上升即松开刀架；（２）换刀：刀架松开后，丝杠继续转动刀架在摩擦力的作用下与丝杠一起转动即换刀；上一页下一页返回4.1刀架的结构及控制（３）定位：在刀架的每一个刀位上有一个用永磁铁做的感应器，当转到系统所需的刀位时，磁感应器发出信号，刀架电动机开始反

4、转；（４）锁紧：刀架是用类似于棘轮的机构装的只能沿一个方向旋转，当丝杠反转时刀架不能动作，丝杠就带着压板向下运动将刀架锁紧，换刀完成。电动机的反转时间是系统参数设定的，设置时间不能太长也不能太短，反转锁紧时间过长损坏电动机；反转锁紧时间过短刀架可能锁不紧。检验刀架是否锁紧的方法为：用百分表靠紧刀架，人为的扳动刀架，百分表指针浮动不应超出０.０１ｍｍ。上一页下一页返回4.1刀架的结构及控制4.1.2刀架接口与控制１ＸＳ４０机床输入接口ＧＳＫ９８０ＴＤ数控系统通过ＸＳ４０接口与刀架控制信号连接，接

5、口定义如图4-2所示。２换刀控制相关信号Ｔ０１～Ｔ０４：１～４号刀刀位信号，机床→ＣＮＣ；Ｔ０５～Ｔ０８：５～８号刀刀位信号，机床→ＣＮＣ，标准ＰＬＣ程序定义的Ｔ０５～Ｔ０８信号接口为复用接口，Ｔ０５与ＳＰＥＮ信号共用同一接口，Ｔ０７与Ｍ４１Ｉ、ＷＱＰＪ信号共用同一接口，Ｔ０８与Ｍ４２Ｉ、ＮＱＰＪ信号共用同一接口下一页返回上一页4.1刀架的结构及控制ＴＣＰ：刀架锁紧信号，标准ＰＬＣ程序定义的ＴＣＰ信号接口为复用接口，ＴＣＰ与ＰＲＥＳ（压力检测信号）信号共用同一接口；ＴＬ＋、ＴＬ－：刀架正转、反

6、转信号。３换刀方式换刀的控制时序、控制逻辑由ＰＬＣ程序定义。标准ＰＬＣ程序定义了四种换刀方式，具体如下：下一页返回上一页4.1刀架的结构及控制（１）换刀方式Ａ。在手动、ＭＤＩ或自动方式下，执行换刀，ＣＮＣ输出刀架正转信号（ＴＬ＋），并开始检测刀位信号，在检测到刀位信号后关闭刀架正转信号（ＴＬ＋），并开始检测刀位信号是否有跳变，若有跳变则输出刀架反转信号（ＴＬ－），刀架反转信号（ＴＬ－）输出后开始检测锁紧信号ＴＣＰ，当接收到此信号后，延迟数据参数０８５设置的时间，关闭刀架反转信号（ＴＬ－），换刀

7、结束。（２）换刀方式Ａ（带到位检测）。换刀过程基本同换刀方式Ａ，仅增加了刀位确认这一环节，ＣＮＣ停止输出刀架反转信号的瞬间检测确认刀位信号（即当前的刀位输入信号是否与当前的刀号一致），若一致，换刀过程完成，若不一致，ＣＮＣ出现“换刀未完成”报警。下一页返回上一页4.1刀架的结构及控制（３）换刀方式Ｂ。①执行换刀操作后，系统输出刀架正转信号（ＴＬ＋）并开始检测刀具到位信号，检测到刀具到位信号后，关闭（ＴＬ＋）输出，延迟数据参数№０８２设定的时间后输出刀架反转信号（ＴＬ－）。然后检查锁紧信号ＴＣＰ，

8、当接收到此信号后，延迟数据参数№０８５设置的时间，关闭刀架反转信号（ＴＬ－），换刀结束；②当系统输出刀架反转信号后，在数据参数№０８３设定的时间内，如果系统没有接收到ＴＣＰ信号，系统将产生报警并关闭刀架反转信号；下一页返回上一页4.1刀架的结构及控制③若刀架无刀架锁紧信号，可把状态参数№０１１的Ｂｉｔ０（ＴＣＰＳ）设定为０，此时刀架锁紧信号一直有效（一直与＋２４Ｖ断开）。（４）换刀方式Ｂ（带到位检测）。换刀过程基本和换刀方式Ｂ相同，仅增加了刀位确认这一环节：ＣＮＣ停止输出刀架反转信号ＴＬ－的瞬间