數(shù)控車(chē)床刀架的安裝與調(diào)試畢業(yè)論文

1、<p>　　學(xué) 院 機(jī) 電 學(xué) 院 </p><p>　　專 業(yè) 機(jī)電一體化技術(shù) </p><p>　　班 級(jí) 機(jī)電201308班 </p><p>　　姓 名 王 義 燃 </p><p>　　學(xué)

2、 號(hào) 201303013725 </p><p>　　指導(dǎo)教師 馬 中 秋 </p><p><b>　　畢業(yè)論文</b></p><p>　　華中數(shù)控車(chē)床刀架的安裝與調(diào)試</p><p><b>　

3、　前言</b></p><p>　　當(dāng)前，高度發(fā)達(dá)的制造業(yè)和先進(jìn)的制造技術(shù)已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科技水平的重要標(biāo)志之一，成為一個(gè)國(guó)家在競(jìng)爭(zhēng)激烈的國(guó)際市場(chǎng)上獲勝的關(guān)鍵因素。</p><p>　　如今，中國(guó)已成為制造業(yè)大國(guó)，但還不是制造業(yè)強(qiáng)國(guó)。我們要從制造業(yè)大國(guó)走向制造業(yè)強(qiáng)國(guó)，必須大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為主的先進(jìn)制造技術(shù)?，F(xiàn)在大多數(shù)企業(yè)為了經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，將企業(yè)里普通機(jī)床該裝為經(jīng)

4、濟(jì)的數(shù)控機(jī)床如普通車(chē)床該為經(jīng)濟(jì)數(shù)控車(chē)床。然而操作者就需要具備一定的數(shù)控技術(shù)知識(shí)。</p><p>　　經(jīng)濟(jì)數(shù)控車(chē)床主要采用回轉(zhuǎn)刀架。在操作過(guò)程中需了解刀架的安裝、調(diào)試的基本知識(shí)，以便在出現(xiàn)故障后有一定解決故障的能力。所以（1）以CK6140數(shù)控車(chē)床為例分析了它的電氣控制，著重分析四方刀架的電氣控制原理圖；（2）以LDB4系列電動(dòng)刀架為例分析了刀架的安裝、調(diào)試；（3）例舉了一些常見(jiàn)刀架故障的排除方法；對(duì)操作者在操作

5、過(guò)程中遇見(jiàn)的刀架故障有所幫助，他們?cè)谟鲆?jiàn)故障后有及時(shí)解決現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題的能力。</p><p>　　這種主要由一般(普通)出發(fā)進(jìn)行研究討論,從而推出特殊的思路。</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　引言…………………………………………………………………… 1</p><p>　　數(shù)控車(chē)床刀架的

6、分類及作用…………………………………… 2</p><p>　　2.1概述…………………………………………………………………………. 2</p><p>　　2.2刀架的分類……………………………………………………………………… 2</p><p>　　2.3 數(shù)控車(chē)床刀架的作用…………………………………………………

7、 3</p><p>　　第三章 回轉(zhuǎn)刀架………………………………………………………………………….3</p><p>　　3.1 回轉(zhuǎn)刀架實(shí)物圖…………………………………………………………………… 13</p><p>　　3.2回轉(zhuǎn)刀架結(jié)構(gòu)要求…………………………………………………………………… 13<

8、;/p><p>　　3.3回轉(zhuǎn)刀架的采用的轉(zhuǎn)位、定位機(jī)構(gòu)…………………………………………… 14</p><p>　　3.3.1回轉(zhuǎn)刀架采用液壓缸轉(zhuǎn)位和定位銷(xiāo)定位的方式……………………………… 14</p><p>　　3. 3 .2回轉(zhuǎn)刀架采用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)離合器定位………………………………………… 1

9、5</p><p>　　3.3.2區(qū)別…………………………………………………………………………. ……… 15</p><p>　　3.4四方刀架結(jié)構(gòu)…………………………………………………………………………. 16</p><p>　　3.5四方刀架工作原理……………………………………………………………………

10、 16</p><p>　　3.6四方刀架換刀過(guò)程………………………………………………………………… 17</p><p>　　3.7四方刀架換刀動(dòng)作順序…………………………………………………………… 18</p><p>　　3.8刀架邏輯控制…………………………………………………………………………

11、 18.</p><p>　　3.9刀架電氣控制…………………………………………………………………………. 19</p><p>　　3.9.1CK6140數(shù)控車(chē)床主回路分析……………………………………………………… 20</p><p>　　3.9.2CK6140數(shù)控車(chē)床電源電路分析……………………………

12、……………………… 21</p><p>　　3.9.3CK6140數(shù)控車(chē)床控制電路………………………………………………………… 23</p><p>　　3.9．3．1主軸電動(dòng)機(jī)的控制…………………………………………………………… 23</p><p>　　3.9.3.2刀架電動(dòng)機(jī)的控制………………………………………………

13、………… 24</p><p>　　3.9.3.3冷卻泵電動(dòng)機(jī)控制…………………………………………………….… 25</p><p>　　3.10四方刀架的安裝、調(diào)試…………………………………………………………… 28</p><p>　　第四章LDB4系列電動(dòng)刀架………………………………………………………… 3

14、1</p><p>　　4．1概述…………………………………………………………………………. 31</p><p>　　4.2實(shí)物圖…………………………………………………………………………. 31</p><p>　　4．3工作原理…………………………………………………………………………. 31</p>

15、;<p>　　4.4刀架動(dòng)作順序…………………………………………………………………………. 32</p><p>　　4.5 LDB系列刀架技術(shù)參數(shù)…………………………………………………………… 32</p><p>　　4.6 LDB系列刀架技術(shù)指標(biāo)…………………………………………………………… 33</p><p&g

16、t;　　4.7 LDB系列刀架安裝……………………………….………………………………… 35</p><p>　　4.7.1 四方刀架結(jié)構(gòu)組成……………………………………………………………… 35</p><p>　　4.7.2 刀架結(jié)構(gòu)零件實(shí)物圖…………………………………………………………… 35 </p><p>

17、;　　4.7.3拆裝順序及結(jié)構(gòu)圖……………………………………………………………… 37</p><p>　　4．7.4裝配順序…………………………………………………………………………. 38</p><p>　　4.7.5 安裝尺寸參數(shù)…………………………………………………………………… 38</p><p>　　4.7

18、.6 電動(dòng)刀架的電氣控制…………………………………………………………… 40</p><p>　　4.8 刀架調(diào)試…………………………………………………………………………. 43</p><p>　　4.9 數(shù)控車(chē)床刀架常見(jiàn)故障排除及方法分析……………………………………… 44</p><p>

19、　　4.9.1 概述………………………………………………………………………… 44.</p><p>　　4.9.2 基礎(chǔ)知識(shí)…………………………………………………………………………. 44</p><p>　　4.9.3 故 障 舉 例………………………………………………………………………… 45</p&

20、gt;<p>　　總 結(jié)…………………………………………………………………………. 49</p><p><b>　　一、引言</b></p><p>　　數(shù)控刀架的發(fā)展趨勢(shì)是：隨著數(shù)控車(chē)床的發(fā)展，數(shù)控刀架開(kāi)始向快速換刀、電液組合驅(qū)動(dòng)和伺服驅(qū)動(dòng)方向發(fā)展。</p><p>　　目前國(guó)內(nèi)數(shù)控刀架以電動(dòng)為主，分為立式

21、和臥式兩種。立式刀架有四、六工位兩種形式，主要用于簡(jiǎn)易數(shù)控車(chē)床；臥式刀架有八、十、十二等工位，可正、反方向旋轉(zhuǎn)，就近選刀，用于全功能數(shù)控車(chē)床。另外臥式刀架還有液動(dòng)刀架和伺服驅(qū)動(dòng)刀架。數(shù)控刀架的市場(chǎng)分析：國(guó)產(chǎn)數(shù)控車(chē)床今后將向中高檔發(fā)展，中檔采用普及型數(shù)控刀架配套，高檔采用動(dòng)力型刀架，兼有液壓刀架、伺服刀架、立式刀架等品種，近年來(lái)需要量可達(dá)1000～1500臺(tái)。 煙臺(tái)機(jī)床附件公司是我國(guó)生產(chǎn)數(shù)控刀架的主要廠家之一。他們生產(chǎn)的AK31

22、系列全功能型數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架，主要規(guī)格有，中心高為63、80、100、125、160及200mm；AK21系列經(jīng)濟(jì)型數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架主要規(guī)格有：刀臺(tái)方尺寸為80、100、137、150、160、190、200、240、300、340mm。煙臺(tái)機(jī)床附件公司生產(chǎn)的AK31系列數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架是引進(jìn)意大利技術(shù)生產(chǎn)的高性能機(jī)床附件，特別適宜全功能數(shù)控車(chē)床，可多刀夾持，變向轉(zhuǎn)位和任意刀位就近選刀，實(shí)現(xiàn)了加工程序的自動(dòng)化、高效化。目前，該公司數(shù)控刀架的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)

23、占有率達(dá)到了40％左右，受到一大批機(jī)床主機(jī)廠的稱贊。</p><p>　　有關(guān)人士指出，數(shù)控機(jī)床附件及其配套功能部件是我國(guó)機(jī)床工具制造業(yè)“十五”計(jì)劃重點(diǎn)發(fā)展的產(chǎn)品。雖然我國(guó)數(shù)控機(jī)床附件的研制由無(wú)到有，取得了顯著成績(jī)，但與國(guó)外先進(jìn)水平相比還是有一定差距的。為確保國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的大發(fā)展，就必須把數(shù)控機(jī)床附件盡快搞上去。為此他們建議國(guó)家有關(guān)部門(mén)，盡快制定有關(guān)鼓勵(lì)、扶持國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床附件發(fā)展的相關(guān)政策，加大對(duì)數(shù)控機(jī)床附件行業(yè)

24、科研和技改投入，使國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床附件行業(yè)有一個(gè)大發(fā)展。</p><p>　　國(guó)外數(shù)控車(chē)床的發(fā)展目的在于提高加工精度和縮短制造周期。實(shí)現(xiàn)上述目的之手段是實(shí)現(xiàn)機(jī)床多功能化和工序工種集成，開(kāi)發(fā)多種多樣復(fù)合化加工的機(jī)種，如增添銑削功能的復(fù)合加工車(chē)削中心、雙主軸多刀塔(雙刀塔或四刀塔)數(shù)控車(chē)床和車(chē)削中心、雙主軸同步驅(qū)動(dòng)，雙刀塔同時(shí)進(jìn)行加工車(chē)削中心、五軸聯(lián)動(dòng)車(chē)銑復(fù)合中心、車(chē)磨復(fù)合加工機(jī)床、具有車(chē)、銑、鏜、磨和激光熱處理多種功能

25、的高度復(fù)合化的復(fù)合加工中心等等。我國(guó)數(shù)控車(chē)床經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，特別是近幾年迅速的發(fā)展，與國(guó)際先進(jìn)水平的差距在逐年縮小。對(duì)于某些依賴于進(jìn)口的高檔數(shù)控車(chē)床，如高精度數(shù)控車(chē)床和車(chē)削中心(主軸徑跳軸跳≤0.001mm)、適用耐熱合金和鈦合金零件加工的大功率、高扭矩?cái)?shù)控車(chē)床和車(chē)削中心等等要加強(qiáng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)研究攻關(guān)，突破其核心技術(shù)。數(shù)控刀架的高、中、低檔產(chǎn)品市場(chǎng)數(shù)控刀架作為數(shù)控機(jī)床必需的功能部件，直接影響機(jī)床的性能和可靠性，是機(jī)床的故障高發(fā)點(diǎn)。這就要求

26、設(shè)計(jì)的刀架具有具有轉(zhuǎn)位快，定位精度高，切向扭矩大的特點(diǎn)。它的原理采用蝸桿傳動(dòng)，上下齒盤(pán)嚙合，螺桿夾緊的工作原理。</p><p>　　數(shù)控車(chē)床刀架的作用及分類</p><p><b>　　概述</b></p><p>　　數(shù)控機(jī)床為了能在工件一次裝夾中完成多種甚至所有加工工序，以縮短輔助時(shí)間和減少多次安裝工件所引起的誤差，必須帶有自動(dòng)換刀裝置。

27、而對(duì)自動(dòng)換刀裝置的基本要求是：換刀時(shí)間短，刀具重復(fù)定位精度高，有足夠的刀具存儲(chǔ)量，刀庫(kù)占地面積小及安全可靠等。</p><p>　　其中數(shù)控車(chē)床上的回轉(zhuǎn)刀架就是一種簡(jiǎn)單的自動(dòng)換刀裝置，常用于數(shù)控車(chē)床?？梢栽O(shè)計(jì)成四方刀架、六角刀架或圓盤(pán)式軸向裝刀刀架等多種形式。回轉(zhuǎn)刀架上分別安裝著四把、六把或更多的刀具，并按數(shù)控裝置的指令換刀。</p><p>　　數(shù)控車(chē)床使用的刀架是最簡(jiǎn)單的自動(dòng)換刀裝置，

28、有四方刀架、六角刀架等，即在其上裝有四把刀、六把或更多的刀具。數(shù)控車(chē)床的刀架必須具有良好的強(qiáng)度和剛度，以承受粗加工的切削力，同時(shí)要保證回轉(zhuǎn)刀架在每次轉(zhuǎn)位的重復(fù)定位精度。刀架作為數(shù)控車(chē)床的重要部件。</p><p>　　目前數(shù)控車(chē)床刀架基本為電動(dòng)刀架，其特點(diǎn)是定位更準(zhǔn)確、迅速。老式傳統(tǒng)車(chē)床刀架多為手動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)或少部分的電動(dòng)。</p><p><b>　　數(shù)控車(chē)床刀架的分類<

29、/b></p><p>　　a分立式和臥式兩大類</p><p>　　刀架分立式刀架和臥式刀架，其中刀架有四方刀架、轉(zhuǎn)塔刀架、分度臺(tái)刀架、電動(dòng)刀架、回轉(zhuǎn)刀架、排刀架等。其中四方刀架是數(shù)控車(chē)床上最長(zhǎng)用的刀架之一。立式刀架大多用在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床上，多為四工位.而臥式刀架一般用在中高檔數(shù)控機(jī)床上，多為斜軌。</p><p>　　b分電機(jī)帶動(dòng)和液壓驅(qū)動(dòng)兩種(液壓驅(qū)動(dòng)的

30、一般是臥式的)</p><p>　　如電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)的轉(zhuǎn)塔刀架、液壓驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)塔刀架；兩者的區(qū)別在于采用的定位方式和驅(qū)動(dòng)方式不同。</p><p>　　c各大類中以可裝刀數(shù)不同而分型號(hào)</p><p>　　如可裝四把刀的叫立式四工位的.以此類推.</p><p>　　數(shù)控車(chē)床四方刀架、數(shù)控車(chē)床六角回轉(zhuǎn)刀架、盤(pán)形自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架、車(chē)削中心用動(dòng)力刀架。&l

31、t;/p><p><b>　　3.刀架的作用</b></p><p>　　刀架作為數(shù)控車(chē)床的重要配置，在機(jī)床運(yùn)行工作中起著至關(guān)重要的作用，一旦出現(xiàn)故障很可能造成工件報(bào)廢，甚至造成卡盤(pán)與刀架碰撞的事故。它是車(chē)床的支撐部件之一，其中起支撐、刀具裝夾作用；同時(shí)它也是進(jìn)給系統(tǒng)的一部分。最重要的是在工件加工過(guò)程中還提供切削力、定位精度。</p><p>&l

32、t;b>　　三、回轉(zhuǎn)刀架</b></p><p>　　1、立式回轉(zhuǎn)刀架（四工位）如圖所示</p><p>　　2、回轉(zhuǎn)刀架的結(jié)構(gòu)要求</p><p>　　回轉(zhuǎn)刀架在結(jié)構(gòu)上必須具有良好的強(qiáng)度和剛度，以承受粗加工時(shí)的切削抗力。由于車(chē)削加工精度在很大程度上取決于刀尖位置，對(duì)于數(shù)控車(chē)床來(lái)說(shuō)，加工過(guò)程中刀具位置不進(jìn)行人工調(diào)整，因此更有必要選擇可靠的定位方案和

33、合理的定位結(jié)構(gòu)，以保證回轉(zhuǎn)刀架在每次轉(zhuǎn)位之后，具有盡可能高的重復(fù)定位精度（一般為0.001～0.005mm）。</p><p>　　3、回轉(zhuǎn)刀架的采用的轉(zhuǎn)位、定位機(jī)構(gòu)</p><p>　　回轉(zhuǎn)刀架除采用液壓缸轉(zhuǎn)位和定位銷(xiāo)定位以外，還可采用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)離合器定位，以及其他轉(zhuǎn)位和定位機(jī)構(gòu)。</p><p>　　數(shù)控機(jī)床使用的回轉(zhuǎn)刀架是最簡(jiǎn)單的自動(dòng)換刀裝置，有四方刀架、六角

34、刀架，即在其上裝有四把、六把或更多的刀具。  </p><p>　　回轉(zhuǎn)刀架必須具有良好的強(qiáng)度和剛度，以承受粗加工的切削力：同時(shí)要保證回轉(zhuǎn)刀架在每次轉(zhuǎn)位的重復(fù)定位精度。</p><p>　　1、回轉(zhuǎn)刀架采用液壓缸轉(zhuǎn)位和定位銷(xiāo)定位的方式</p><p>　　圖8-17為數(shù)控車(chē)床六角回轉(zhuǎn)刀架，它適用于盤(pán)類零件的加工。在加工軸類零件時(shí)，可以用四方回轉(zhuǎn)刀架。由于兩

35、者底部安裝尺寸相同，更換刀架十分方便。</p><p>　　圖8-17  數(shù)控車(chē)床六角回轉(zhuǎn)刀架</p><p>　　1－活塞  2－刀架體  3、7－齒輪  4－齒圈  5－空套齒輪</p><p>　　6－活塞  8－齒條  9－固定插銷(xiāo)  10、11－推桿  12

36、－觸頭</p><p>　　回轉(zhuǎn)刀架的全部動(dòng)作由液壓系統(tǒng)通過(guò)電磁換向閥和順序閥進(jìn)行控制，它的動(dòng)作分為4個(gè)步驟：</p><p>　　(1)刀架抬起  當(dāng)數(shù)控裝置發(fā)出換刀指令后，壓力油由a孔進(jìn)入壓緊液壓缸的下腔，活塞1上升，刀架體2抬起，使定位用的活動(dòng)插銷(xiāo)10與固定插銷(xiāo)9脫開(kāi)。同時(shí)，活塞桿下端的端齒離合器與空套齒輪5結(jié)合。</p><p>　　(2)刀架轉(zhuǎn)位

37、  當(dāng)?shù)都芴鸷?，壓力油從c孔進(jìn)入轉(zhuǎn)位液壓缸左腔，活塞6向右移動(dòng)，通過(guò)聯(lián)接板帶動(dòng)齒條8移動(dòng)，使空套齒輪5作逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)端齒離合器使刀架轉(zhuǎn)過(guò)60º?；钊男谐虘?yīng)等于齒輪5分度圓周長(zhǎng)的1/6，并由限位開(kāi)關(guān)控制。  </p><p>　　(3)刀架壓緊  刀架轉(zhuǎn)位之后，壓力油從b孔進(jìn)入壓緊液壓缸上腔，活塞1帶動(dòng)刀架體2下降。齒輪3的底盤(pán)上精確地安裝有6個(gè)帶斜楔的圓柱固定插

38、銷(xiāo)9，利用活動(dòng)插銷(xiāo)10消除定位銷(xiāo)與孔之間的間隙，實(shí)現(xiàn)反靠定位。刀架體2下降時(shí)，定位活動(dòng)插銷(xiāo)10與另一個(gè)固定插銷(xiāo)9卡緊，同時(shí)齒輪3與齒圈4的錐面接觸，刀架在新的位置定位并夾緊。這時(shí)，端齒離合器與空套齒輪5脫開(kāi)。</p><p>　　(4)轉(zhuǎn)位液壓缸復(fù)位  刀架壓緊之后，壓力油從d孔進(jìn)入轉(zhuǎn)位液壓缸的右腔，活塞6帶動(dòng)齒條復(fù)位，由于此時(shí)端齒離合器已脫開(kāi)，齒條帶動(dòng)齒輪3在軸上空轉(zhuǎn)。</p><

39、p>　　如果定位和夾緊動(dòng)作正常，推桿11與相應(yīng)的觸頭12接觸，發(fā)出信號(hào)表示換刀過(guò)程已經(jīng)結(jié)束，可以繼續(xù)進(jìn)行切削加工。</p><p>　　2、回轉(zhuǎn)刀架采用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)離合器定位</p><p>　　如下圖（a）所示為螺母升降轉(zhuǎn)位刀架，電動(dòng)機(jī)經(jīng)彈簧安全離合器到蝸輪副帶動(dòng)螺母旋轉(zhuǎn)，螺母舉起刀架使上齒盤(pán)與下齒盤(pán)分離，隨即帶動(dòng)刀架旋轉(zhuǎn)到位，然后給系統(tǒng)發(fā)信號(hào)螺母反轉(zhuǎn)鎖緊。</p>&

40、lt;p><b>　　3、區(qū)別</b></p><p>　　離合器是應(yīng)用電磁效應(yīng)接通或切斷運(yùn)動(dòng)的元件，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作。它是通過(guò)若干個(gè)安裝在各傳動(dòng)軸上的離合器的吸合和分離的不同組合來(lái)改變齒輪的傳動(dòng)路線，實(shí)現(xiàn)主軸的變速。</p><p>　　液壓缸是通過(guò)改變不同的通油方式可以使三聯(lián)齒輪獲得三個(gè)不同的變速位置。它必須在主軸停車(chē)之后才能進(jìn)行，但停車(chē)時(shí)撥動(dòng)滑移齒輪嚙合又

41、可能出現(xiàn)“頂齒”現(xiàn)象。它增加了數(shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)的復(fù)雜性，而且必須將數(shù)控裝置送來(lái)的信號(hào)先轉(zhuǎn)換成電磁閥的機(jī)械動(dòng)作，然后再將壓力油分配到相應(yīng)的液壓缸，因而增加了變速的中間環(huán)節(jié)，帶來(lái)了更多的不可靠因素。</p><p><b>　　4、四方刀架結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　四方刀架是回轉(zhuǎn)刀架的一種，它的外形是四方形的，同時(shí)具有四個(gè)刀位。在加工零件時(shí)可以根據(jù)加工要求的不同可

42、以同時(shí)一次性裝四把刀，所以叫它四方刀架。</p><p>　　如下圖8-1所示立式四方刀架結(jié)構(gòu)。它是采用蝸輪蝸桿傳動(dòng)，三齒盤(pán)嚙合螺桿鎖緊的工作原理。具體工作程序；當(dāng)主機(jī)系統(tǒng)發(fā)出轉(zhuǎn)位信號(hào)后，刀架電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)帶動(dòng)蝸桿19轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸桿19帶動(dòng)蝸輪2轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸輪2與蝸桿19用鍵聯(lián)接，螺桿9的轉(zhuǎn)動(dòng)把夾緊輪14往上抬，從而使三齒圈（內(nèi)齒圈、外齒圈和夾緊齒圈）都松開(kāi)，這時(shí)離合銷(xiāo)進(jìn)入離合盤(pán)16的槽內(nèi)，反靠銷(xiāo)26同時(shí)脫離反靠盤(pán)10的

43、槽子，上刀體15開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)?shù)扼w15轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)的刀位時(shí)，磁鋼22與發(fā)訊盤(pán)24上的霍爾元件相對(duì)應(yīng)，發(fā)出到位信號(hào)。系統(tǒng)收到信號(hào)后發(fā)出電機(jī)反轉(zhuǎn)延時(shí)信號(hào)，電機(jī)反轉(zhuǎn)，上刀體15稍有反轉(zhuǎn)，反靠銷(xiāo)26進(jìn)入反靠盤(pán)10的槽子實(shí)行初定位，離合銷(xiāo)25脫離離合盤(pán)16的槽子，夾緊輪14往下壓緊內(nèi)外齒圈直至鎖緊，延時(shí)結(jié)束。主機(jī)系統(tǒng)指令下一道程序。</p><p>　　5、四方刀架工作原理</p><p>　　如下圖（a

44、）所示為回轉(zhuǎn)刀架的工作原理為機(jī)械螺母升降轉(zhuǎn)位式刀架，電動(dòng)機(jī)經(jīng)彈簧安全離合器到蝸輪副帶動(dòng)螺母旋轉(zhuǎn)，螺母舉起刀架使上齒盤(pán)與下齒盤(pán)分離，隨即帶動(dòng)刀架旋轉(zhuǎn)到位，然后給系統(tǒng)發(fā)信號(hào)螺母反轉(zhuǎn)鎖緊。工作過(guò)程可分為刀架抬起、刀架轉(zhuǎn)位、刀架定位并壓緊等幾個(gè)步驟。圖2.1為螺旋升降式四方刀架，其工作過(guò)程如下：①    刀架抬起  當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出換刀指令后, 通過(guò)接口電路使電機(jī)正轉(zhuǎn), 經(jīng)傳動(dòng)裝置2、

45、驅(qū)動(dòng)蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)1、蝸輪帶動(dòng)絲桿螺母機(jī)構(gòu)8逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) ,此時(shí)由于齒盤(pán)4、5處于嚙合狀態(tài)，在絲桿螺母機(jī)構(gòu)8轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，使上刀架體產(chǎn)生向上的軸向力將齒盤(pán)松開(kāi)并抬起,直至兩定位齒盤(pán)4、5 脫離嚙合狀態(tài),從而帶動(dòng)上刀架和齒盤(pán)產(chǎn)生“上臺(tái)”動(dòng)作。②    刀架轉(zhuǎn)位  當(dāng)圓套9逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)150°時(shí)，齒盤(pán)4、5完全脫開(kāi)，此時(shí)銷(xiāo)釘準(zhǔn)確進(jìn)入圓套9中的凹槽中，帶動(dòng)刀架體轉(zhuǎn)位。③ 

46、   刀架定位  當(dāng)上刀架轉(zhuǎn)到需要到位后（旋轉(zhuǎn)90°、180°或270°），數(shù)控裝置發(fā)出的換刀指令使霍爾開(kāi)關(guān)10 中的某一個(gè)選通,當(dāng)磁性板11 與被選通的霍爾開(kāi)關(guān)對(duì)齊后,霍爾開(kāi)關(guān)反饋信號(hào)使電機(jī)反轉(zhuǎn),插銷(xiāo)7在彈簧力作用下進(jìn)入反靠盤(pán) 6地槽中進(jìn)行粗定位，</p><p>　　經(jīng)傳動(dòng)裝置2驅(qū)動(dòng)蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)1螺母機(jī)構(gòu)8齒盤(pán)4、5</p&

47、gt;<p><b>　　6、換刀過(guò)程</b></p><p><b>　　刀架抬起</b></p><p>　　當(dāng)數(shù)控裝置發(fā)出換刀指令后，電動(dòng)機(jī)23正轉(zhuǎn)，并經(jīng)聯(lián)軸套16軸17，</p><p>　　由滑鍵(或花鍵)帶動(dòng)蝸桿19、蝸輪2、軸1、軸套10轉(zhuǎn)動(dòng)。軸套10的</p><p>

48、　　外圓上有兩處凸起，可在套筒9內(nèi)孔中的螺旋槽內(nèi)滑動(dòng)，從而舉起</p><p>　　與9相連的刀架8及上端齒盤(pán)6，使齒盤(pán)6與下端齒盤(pán)5分開(kāi)，完成刀</p><p><b>　　架抬起動(dòng)作。</b></p><p><b>　　刀架轉(zhuǎn)位</b></p><p>　　刀架轉(zhuǎn)位 刀架抬起后，軸套10仍在繼

49、續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)刀架8轉(zhuǎn)過(guò)90°(如不到位，刀架還可繼續(xù)轉(zhuǎn)位180°、270°、360°)，并由微動(dòng)開(kāi)關(guān)發(fā)出信號(hào)給數(shù)控裝置。</p><p><b>　　刀架壓緊</b></p><p>　　刀架轉(zhuǎn)位后，由微動(dòng)開(kāi)關(guān)發(fā)出的信號(hào)使電動(dòng)機(jī)23反轉(zhuǎn)，銷(xiāo)13使</p><p>　　刀架8定住而不隨軸套10回轉(zhuǎn)，于是

50、刀架8向下位移，上下端齒</p><p>　　盤(pán)合攏壓緊。蝸桿19繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)則產(chǎn)生軸向位移，壓縮彈簧22，</p><p>　　套筒2l的外圓曲面壓縮開(kāi)關(guān)20使電動(dòng)機(jī)23停止旋轉(zhuǎn)，從而完成一</p><p><b>　　次轉(zhuǎn)位</b></p><p><b>　　7、換刀動(dòng)作順序</b></p&

51、gt;<p>　　系統(tǒng)發(fā)出換刀信號(hào) → 電機(jī)正轉(zhuǎn) → 上刀體轉(zhuǎn)位 → 到位信號(hào) → 電機(jī)反轉(zhuǎn)→</p><p>　　粗定位 → 精定位夾緊 → 電機(jī)反轉(zhuǎn) → 回答信號(hào) → 加工順序進(jìn)行</p><p><b>　　8、刀架邏輯控制圖</b></p><p>　　如下圖所示，當(dāng)微機(jī)發(fā)出要刀信號(hào)時(shí)，首先

52、要判斷刀位所處的位置是否是所要換刀位的位置。如果當(dāng)前刀位正是數(shù)控系統(tǒng)所要的刀位，那么就繼續(xù)執(zhí)行下一道指令。如果當(dāng)前刀位不是數(shù)控系統(tǒng)所要的刀位，那么通過(guò)刀架電機(jī)正轉(zhuǎn)將刀架進(jìn)行轉(zhuǎn)位，轉(zhuǎn)位信號(hào)是通過(guò)霍爾元件電路來(lái)檢測(cè)刀位轉(zhuǎn)位是否到位，刀位轉(zhuǎn)位信號(hào)到位刀架電機(jī)立即進(jìn)行發(fā)轉(zhuǎn)將刀架鎖緊，然后再執(zhí)行下一道指令。</p><p><b>　　9、刀架電氣控制</b></p><p>

53、　　數(shù)控的電氣控制線路與普通機(jī)床電路有所不同，除了常用的電器控制線路外，它還有數(shù)控裝置。數(shù)控機(jī)床的組成結(jié)構(gòu)圖如圖8．1所示。普通機(jī)床與數(shù)控機(jī)床的主要區(qū)別是數(shù)控機(jī)床的主軸調(diào)速和刀架的進(jìn)給全部自動(dòng)完成，即根據(jù)編程指令按要求執(zhí)行。數(shù)控裝置是整個(gè)數(shù)控機(jī)床的核心，機(jī)床的操作均由此發(fā)出。驅(qū)動(dòng)裝置位于數(shù)控裝置和機(jī)床之間，包括進(jìn)給驅(qū)動(dòng)和主軸驅(qū)動(dòng)裝置。驅(qū)動(dòng)裝置根據(jù)控制電機(jī)不同，其控制電路形式也不同。步進(jìn)電機(jī)有步進(jìn)驅(qū)動(dòng)裝置，直流伺服電機(jī)有直流伺服驅(qū)動(dòng)裝置，

54、交流伺服電機(jī)有交流伺服驅(qū)動(dòng)裝置。機(jī)床電器控制裝置位于數(shù)控裝置與機(jī)床本體之間，它主要接收數(shù)控裝置發(fā)出的開(kāi)關(guān)命令控制機(jī)床主軸的啟停、正反轉(zhuǎn)、換刀、冷卻、潤(rùn)滑、液壓、氣壓等相關(guān)信號(hào)?，F(xiàn)以經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)為例介紹數(shù)控機(jī)床的電氣控制線路。</p><p>　　圖8．1數(shù)控機(jī)床的組成結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　電氣控制電路一般由主回路、控制電路和輔助電路等部分組成。了解電氣控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)、電動(dòng)機(jī)和電器

55、元件的分布狀況及控制要求等內(nèi)容之后,便可以閱讀分析電氣原理圖。按照先從主回路入手,根據(jù)伺服電動(dòng)機(jī)、輔助機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)和電磁閥等執(zhí)行電器的控制要求,分析它們的啟動(dòng)控制、方向控制、調(diào)速和制動(dòng)；再根據(jù)主回路中各伺服電動(dòng)機(jī)、輔助機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)和電磁閥等執(zhí)行電器的控制要求,逐一找出控制電路中的控制環(huán)節(jié)；最后分析電源顯示、工作狀態(tài)顯示、照明和故障報(bào)警等輔助電路部分。數(shù)控機(jī)床對(duì)于安全性和可靠性有很高的要求，因此，控制線路中設(shè)置了一系列電氣保護(hù)環(huán)節(jié)。</

56、p><p>　　數(shù)控車(chē)床的機(jī)械部分比規(guī)格的普通車(chē)床更為緊湊和簡(jiǎn)潔。主軸傳動(dòng)為一級(jí)傳動(dòng)，去掉了主軸的變速齒輪箱，采用了變頻器實(shí)現(xiàn)主軸無(wú)級(jí)變速。進(jìn)給移動(dòng)裝置采用滾珠絲桿，傳動(dòng)效率高、精度高、摩擦小。一般經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床的進(jìn)給采用步進(jìn)電機(jī)，進(jìn)給電機(jī)的運(yùn)動(dòng)由NC裝置實(shí)現(xiàn)信號(hào)控制。</p><p>　　數(shù)控車(chē)床的刀架能自動(dòng)轉(zhuǎn)位。換刀電機(jī)有步進(jìn)、直流和異步電機(jī)之分，這些電動(dòng)刀架的旋轉(zhuǎn)、定位由NC裝置發(fā)出信號(hào)

57、，控制其動(dòng)作。而其他的冷卻、液壓等電氣控制和普通機(jī)床的控制基本相同。以CK6140數(shù)控車(chē)床電氣控制電路為例</p><p>　　數(shù)控機(jī)床刀架是由機(jī)床PLC來(lái)進(jìn)行控制，對(duì)于普通的四工位刀架來(lái)說(shuō)，控制比較簡(jiǎn)單，一般用于普通的車(chē)床。我們分析車(chē)床刀架的控制原理其實(shí)就是指刀架的整個(gè)換刀過(guò)程，刀架的換刀過(guò)程其實(shí)是通過(guò)PLC對(duì)控制刀架的所有I/O信號(hào)進(jìn)行邏輯處理及計(jì)算。實(shí)現(xiàn)刀架的順序控制。另外為了保證換刀能夠正確進(jìn)行，系統(tǒng)一般

58、還要設(shè)置一些相應(yīng)的系統(tǒng)參數(shù)來(lái)對(duì)換刀過(guò)程進(jìn)行調(diào)整。下面我們分析PLC控制下的換刀過(guò)程。在分析之前，我們首先了解刀架控制的電氣部分。刀架電氣控制部分如圖二所示。圖二中的a是刀架控制的強(qiáng)電部分，主要是控制刀架電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，來(lái)控制刀架的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)；圖b是刀架控制的交流控制回路，主要是控制兩個(gè)交流接觸器的導(dǎo)通和關(guān)閉來(lái)實(shí)現(xiàn)a中的強(qiáng)電控制；圖c部分是刀架控制的繼電器控制回路及PLC的輸入及輸出回路，整個(gè)過(guò)程的控制最終是由這個(gè)模塊來(lái)完成的。<

59、/p><p><b>　　主回路分析</b></p><p>　　圖8．2是CK6140數(shù)控車(chē)床電氣控制中的380V強(qiáng)電回路。</p><p><b>　　圖8.2</b></p><p>　　圖8．2中QFl為電源總開(kāi)關(guān)。QF3、QF2、QF4、QF5分別為主軸強(qiáng)電、伺服強(qiáng)電、冷卻電動(dòng)機(jī)、刀架電動(dòng)機(jī)的

60、空氣開(kāi)關(guān),它們的作用是接通電源及短路、過(guò)流時(shí)起保護(hù)作用；其中QF4、QF5帶輔助觸頭,該觸點(diǎn)輸入到PLC,作為QF4、QF5的狀態(tài)信號(hào),并且這兩個(gè)空開(kāi)的保護(hù)電流為可調(diào)的,可根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定電流來(lái)調(diào)節(jié)空開(kāi)的設(shè)定值,起到過(guò)流保護(hù)作用。KM3、KM1、KM6分別為主軸電動(dòng)機(jī)、伺服電動(dòng)機(jī)、冷卻電動(dòng)機(jī)交流接觸器,由它們的主觸點(diǎn)控制相應(yīng)電動(dòng)機(jī)；KM4、KM5為刀架正反轉(zhuǎn)交流接觸器,用于控制刀架的正反轉(zhuǎn)。TCl為三相伺服變壓器,將交流380V變?yōu)榻涣?/p>

61、200V,供給伺服電源模塊。RC1、RC3、RC4為阻容吸收,當(dāng)相應(yīng)的電路斷開(kāi)后,吸收伺服電源模塊、冷卻電動(dòng)機(jī)、刀架電動(dòng)機(jī)中的能量,避免產(chǎn)生過(guò)電壓而損壞器件。</p><p><b>　　2．電源電路分析</b></p><p>　　圖8．3為CK6140數(shù)控車(chē)床電氣控制中的電源回路圖。</p><p><b>　　圖8.3</

62、b></p><p>　　圖8．3中TC2為控制變壓器,初級(jí)為AC380V,次級(jí)為ACllOV、AC220V、AC24V,其中ACIlOV給交流接觸器線圈和強(qiáng)電柜風(fēng)扇提供電源；AC24V給電柜門(mén)指示燈、工作燈提供電源；AC220V通過(guò)低通濾波器濾波給伺服模塊、電源模塊、DC24V電源提供電源；VCl為24V電源,將AC220V轉(zhuǎn)換為DC24V電源,給世紀(jì)星數(shù)控系統(tǒng)、PLC輸入/輸出、24V繼電器線圈、伺服模

63、塊、電源模塊、吊掛風(fēng)扇提供電源；QF6、QF7、QF8、QF9、QFlO空氣開(kāi)關(guān)為電路的短路保護(hù)。</p><p><b>　　3.控制電路分析。</b></p><p><b>　　主軸電動(dòng)機(jī)的控制</b></p><p>　　圖8．4、圖8.5分別為交流控制回路圖。</p><p>　　在圖8．

64、2中,先將QF2、QF3空氣開(kāi)關(guān)合上,在圖8．5中,當(dāng)機(jī)床未壓限位開(kāi)關(guān)、伺服未報(bào)警、急停未壓下、主軸未報(bào)警時(shí),KA2、KA3繼電器線圈通電,繼電器觸點(diǎn)吸合,并且PLC 輸出點(diǎn)YOO發(fā)出伺服允許信號(hào),KAl繼電器線圈通電,繼電器觸點(diǎn)吸合,在圖8．4中,KMl交流接觸器線圈通電,交流接觸器觸點(diǎn)吸合,KM3主軸交流接觸器線圈通電,在圖8-1中交流接觸器主觸點(diǎn)吸合,主軸變頻器加上AC380V電壓；若有主軸正轉(zhuǎn)或主軸反轉(zhuǎn)及主軸轉(zhuǎn)速指令時(shí)(手動(dòng)或自

65、動(dòng)),在圖8．5中,PLC輸出主軸正轉(zhuǎn)YlO或主軸反轉(zhuǎn)Y11有效、主軸轉(zhuǎn)速指令輸出對(duì)應(yīng)于主軸轉(zhuǎn)速的直流電壓值(O～lOV)至主軸變頻器上,主軸按指令值的轉(zhuǎn)速正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)；當(dāng)主軸速度到達(dá)指令值時(shí),主軸變頻器輸出主軸速度到達(dá)信號(hào)給PLC,主軸轉(zhuǎn)動(dòng)指令完成。主軸的啟動(dòng)時(shí)間、制動(dòng)時(shí)間由主軸變頻器內(nèi)部參數(shù)設(shè)定。</p><p>　?。?）刀架電動(dòng)機(jī)的控制。當(dāng)有手動(dòng)換刀或自動(dòng)換刀指令時(shí),經(jīng)過(guò)系統(tǒng)處理轉(zhuǎn)變?yōu)榈段恍盘?hào),這時(shí)在圖8．

66、5中,PLC輸出Y06有效,KA6繼電器線圈通電,繼電器觸點(diǎn)閉合,在圖8．4中,KM4交流接觸器線圈通電,交流接觸器主觸點(diǎn)吸合,刀架電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)PLC 輸入點(diǎn)檢測(cè)到指令刀具所對(duì)應(yīng)的刀位信號(hào)時(shí),PLC輸出Y06有效撤銷(xiāo),刀架電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)停止；接著PLC輸出Y07有效,KA7繼電器線圈通電,繼電器觸點(diǎn)閉合,在圖8．4中KM5交流接觸器線圈通電,交流接觸器主觸點(diǎn)吸合,刀架電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn),延時(shí)一定時(shí)間后（該時(shí)間由參數(shù)設(shè)定,并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況作調(diào)整,PL

67、C輸出Y07有效銷(xiāo),KM5交流接觸器主觸點(diǎn)斷開(kāi),刀架電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)停止,換刀過(guò)程完成。為了防止電源短路和電氣互鎖,在刀架電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)繼電器線圈、接觸器線圈回路中串入了反轉(zhuǎn)繼電器、接觸器常閉觸點(diǎn),反轉(zhuǎn)繼電器、接觸器線圈回路中串入了正轉(zhuǎn)繼電器、接觸器常閉觸點(diǎn)。請(qǐng)注意,刀架轉(zhuǎn)位選刀只能一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng),取刀架電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)。刀架電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí),刀架鎖緊定位。</p><p><b>　　冷卻泵電動(dòng)機(jī)控制</b>&

68、lt;/p><p>　　當(dāng)有手動(dòng)或自動(dòng)冷卻指令時(shí),這時(shí)在圖8．4中PLC輸出Y05有效,KA8繼電器線圈通電,繼電器觸點(diǎn)閉合,在圖8．4中KM6交流接觸器線圈通電,交流接觸器主觸點(diǎn)吸合,冷卻電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)冷卻泵工作。</p><p>　　圖8．4交流控制電路</p><p>　　8．5直流控制電路（PLC輸出）</p><p>　　圖中各器件的

69、作用如下：</p><p>　　序 號(hào) 名 稱 含 義</p><p>　　1 M3 刀架電動(dòng)機(jī)</p><p>　　2 QF

70、5 刀架電動(dòng)機(jī)帶過(guò)載保護(hù)的電源空開(kāi)</p><p>　　3 KM4、KM5 刀架電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制交流接觸器</p><p>　　4 KA1 由急?？刂频闹虚g繼電器</p><p>　　

71、5 KA6、KA7 刀架電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制中間繼電器</p><p>　　6 S1~S4 刀位檢測(cè)霍爾開(kāi)關(guān)</p><p>　　7 SB11 手動(dòng)刀位選擇按鈕&

72、lt;/p><p>　　8 SB12 手動(dòng)換刀啟動(dòng)按鈕</p><p>　　9 RC4 三相滅弧器</p><p>　　10 RC7、RC8

73、 單相滅弧器</p><p>　　自動(dòng)刀架控制涉及到的I/O信號(hào)如下：</p><p><b>　　PLC輸入信號(hào)：</b></p><p>　　X2.7：刀架電動(dòng)機(jī)過(guò)熱報(bào)警輸入；</p><p>　　X3.0~X3.3：1~4號(hào)刀到位信號(hào)輸入；</p><p>　　X30.6：手動(dòng)刀位選擇

74、按鈕信號(hào)輸入；</p><p>　　X30.7：手動(dòng)換刀啟動(dòng)按鈕信號(hào)輸入；</p><p><b>　　PLC輸出信號(hào)：</b></p><p>　　Y0.6：刀架正轉(zhuǎn)繼電器控制輸出；</p><p>　　Y0.7：刀架反轉(zhuǎn)繼電器控制輸出。</p><p>　　我們現(xiàn)在已經(jīng)清楚了刀架控制的I/O信

75、號(hào)，下面我們結(jié)合這些信號(hào)來(lái)分析一下?lián)Q刀過(guò)程，刀架換刀有兩種模式，一種是手動(dòng)換刀，一種是通過(guò)T指令進(jìn)行自動(dòng)換刀。</p><p>　　1、 首先我們將機(jī)床調(diào)至手動(dòng)狀態(tài)，通過(guò)刀位選擇按鍵進(jìn)行目的刀位選擇，有的系統(tǒng)是利用波段開(kāi)關(guān)的形式進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，有的系統(tǒng)是利用記數(shù)的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，比如說(shuō)通過(guò)檢測(cè)刀位選擇信號(hào)（X30.6）的狀態(tài)，如果按下刀位選擇按鍵，X30.6的狀態(tài)應(yīng)該會(huì)改變一次，計(jì)數(shù)器的數(shù)值會(huì)發(fā)生改變，系統(tǒng)選擇的目的刀具也

76、會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變。</p><p>　　2、 選擇目的刀具完成以后，下面就是將機(jī)床刀架的當(dāng)前刀位轉(zhuǎn)換到目的刀位。我們按下刀位轉(zhuǎn)換按鍵X30.7以后。這時(shí)系統(tǒng)PLC輸出一個(gè)刀架正轉(zhuǎn)信號(hào)Y0.6，KA6吸合；KM5吸合，這是刀架電機(jī)開(kāi)始正向旋轉(zhuǎn)，刀架開(kāi)始正轉(zhuǎn)。</p><p>　　3、刀架在正向旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中不停的對(duì)刀位輸入信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，如圖3所示，每把刀具各有一個(gè)霍爾位置檢測(cè)開(kāi)關(guān)。各刀具按順序

77、依次經(jīng)過(guò)發(fā)磁體位置產(chǎn)生相應(yīng)的刀位信號(hào)。</p><p>　?。?）車(chē)床刀架過(guò)程分析</p><p>　　以四工位自動(dòng)刀架為例，刀架電動(dòng)機(jī)采用三相交流380V供電，正轉(zhuǎn)時(shí)驅(qū)動(dòng)刀架正向旋轉(zhuǎn)，各刀具按順序依次經(jīng)過(guò)加工位置（如圖6-20所示），刀架電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，刀架自動(dòng)鎖死，保證刀具能夠承受切削力。每把刀具各有一個(gè)霍爾位置檢測(cè)開(kāi)關(guān)。</p><p>　　換刀動(dòng)作由T指令或手

78、動(dòng)換刀按鈕起動(dòng)，換刀過(guò)程如下：</p><p>　?。╝）刀架電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；</p><p>　?。╞）檢測(cè)到所選刀位的有效信號(hào)后，停止刀架電動(dòng)機(jī)，并延時(shí)（100ms）；</p><p>　　（c）延時(shí)結(jié)束后刀架電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)鎖死刀架，并延時(shí)（500ms）；</p><p>　?。╠）延時(shí)結(jié)束后停止刀架電動(dòng)機(jī)，換刀完成。</p>&l

79、t;p>　　車(chē)床刀架不存在刀具交換的問(wèn)題，刀具選好后即可以開(kāi)始加工，因此，車(chē)床的換刀由T指令（選刀指令）完成，而不需要換刀指令（M06指令）的參與。</p><p><b>　　2. 安全互鎖</b></p><p>　　（a）刀架電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間旋轉(zhuǎn)（如20秒），而檢測(cè)不到刀位信號(hào)，則認(rèn)為刀架出現(xiàn)故障，立即停止刀架電動(dòng)機(jī)，以防止將其損壞并報(bào)警提示；</p&g

80、t;<p>　?。╞）刀架電動(dòng)機(jī)過(guò)熱報(bào)警時(shí)，停止換刀過(guò)程，并禁止自動(dòng)加工；</p><p><b>　　1.刀架轉(zhuǎn)動(dòng)不到位</b></p><p>　?、俚都苡?jì)數(shù)檢測(cè)開(kāi)關(guān)，卡緊檢測(cè)開(kāi)關(guān)，定位檢測(cè)開(kāi)關(guān)</p><p><b>　　出現(xiàn)故障</b></p><p>　　②刀具伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)

81、系統(tǒng)不良</p><p>　?、蹤z測(cè)信號(hào)輸入板不良</p><p>　　故障現(xiàn)象一：電動(dòng)刀架的每個(gè)刀位都轉(zhuǎn)動(dòng)不停 </p><p>　　故障現(xiàn)象二：電動(dòng)刀架不轉(zhuǎn) </p><p>　　刀架控制原理間圖及工作流程簡(jiǎn)述如下：</p><p>　　手動(dòng)狀態(tài)按面板刀架按鈕或在錄入狀態(tài)輸入T1指令 </p><

82、;p><b>　　↓</b></p><p>　　CNC根據(jù)接受到的相應(yīng)指令，輸出正轉(zhuǎn)信號(hào)，輸出接口D7（1腳）=1（1＝高電平，0＝低電平），KA10線圈得電吸合 </p><p><b>　　↓</b></p><p>　　KA10觸頭吸合使KM4Z線圈得電吸合，刀架電機(jī)M4得電正轉(zhuǎn) </p>&l

83、t;p><b>　　↓</b></p><p>　　刀架到位后，碼盤(pán)傳感器SQ1閉合，信號(hào)進(jìn)入CNC，輸入接口D3(1腳）收到信號(hào)后，經(jīng)CNC內(nèi)部出理后，輸出接口D7（1腳）=0，KA10→KM4Z線圈斷電釋放，電機(jī)停；</p><p>　　同時(shí)輸出接口D6（9腳）=1，KA11線圈得電吸合</p><p><b>　　↓<

84、;/b></p><p>　　KA11觸頭吸合使KM4F線圈得電吸合，刀架電機(jī)M4得電反轉(zhuǎn)，經(jīng)CNC內(nèi)部時(shí)間繼電器延時(shí)后，輸出接口D6（9腳）=0，KA11→KM4F線圈斷電釋放，電機(jī)停，刀架鎖緊； </p><p><b>　　↓</b></p><p><b>　　完成</b></p><p&

85、gt;　　10.刀架安裝、調(diào)試</p><p>　　刀架的電氣部分分強(qiáng)電和弱電兩部分， 強(qiáng)電部分由三相電源驅(qū)動(dòng)三相交流異步電動(dòng)機(jī)正反旋轉(zhuǎn)從而實(shí)現(xiàn)刀架的松開(kāi)、轉(zhuǎn)位、鎖緊等動(dòng)作；弱電部分主要由位置傳感器——發(fā)訊盤(pán)采用霍爾傳感器發(fā)訊。</p><p>　　電動(dòng)刀架一般有四工位或六工位，由電動(dòng)機(jī)、機(jī)械換刀機(jī)構(gòu)、發(fā)訊盤(pán)等組成，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)出換刀信號(hào)，刀架電機(jī)正轉(zhuǎn)，通過(guò)減速機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)將上刀體上升至一定

86、位置，離合盤(pán)起作用，帶動(dòng)上刀體旋轉(zhuǎn)到所選擇刀位，發(fā)訊盤(pán)發(fā)出刀位到位信號(hào)，刀架電機(jī)反轉(zhuǎn)，完成初定位后上刀體下降，齒牙盤(pán)嚙合，完成精確定位，并通過(guò)升降機(jī)構(gòu)鎖緊刀架。</p><p><b>　　1、刀架的控制原理</b></p><p>　　如上圖所示，當(dāng)手動(dòng)或自動(dòng)狀態(tài)下執(zhí)行換刀指令時(shí)，微機(jī)接口輸出一組換刀信號(hào)（+24 V），使刀架控制箱的直流繼電器KA1吸合，把三相正相

87、序交流電送給刀架電機(jī)，電機(jī)正轉(zhuǎn)并通過(guò)減速機(jī)構(gòu)帶動(dòng)刀架上升轉(zhuǎn)位，旋轉(zhuǎn)到所選刀位。到位后發(fā)訊盤(pán)發(fā)出刀架到位信號(hào)，微機(jī)得到信號(hào)后撤除換刀信號(hào)，KA1失電釋放，電機(jī)停止正轉(zhuǎn)。微機(jī)輸出另一組+24V電壓給刀架控制箱，使另一個(gè)直流繼電器KA1吸合，電機(jī)得到反相序交流電，電機(jī)反轉(zhuǎn)，刀架上刀體下降并固緊，霍爾元件向微機(jī)發(fā)出回答信號(hào)，微機(jī)得到回答信號(hào)后開(kāi)始執(zhí)行下道工序。</p><p><b>　　2、刀架正反轉(zhuǎn)控制&l

88、t;/b></p><p>　　如下圖所示，當(dāng)時(shí)間繼電器KA4線圈得電時(shí)，KA4輔助觸點(diǎn)閉合，電機(jī)正轉(zhuǎn)即刀架正轉(zhuǎn)；當(dāng)時(shí)間繼電器KA5線圈得電時(shí)，KA5輔助觸點(diǎn)閉合，電機(jī)反轉(zhuǎn)即刀架反轉(zhuǎn)。</p><p><b>　　3刀架的安裝</b></p><p>　　刀架的安裝一般分為兩部分：1機(jī)械安裝 2電氣安裝</p><p

89、><b>　　機(jī)械安裝</b></p><p>　　一般機(jī)械安裝是指刀架的上刀體、下刀體、電機(jī)、發(fā)訊盤(pán)等組合。它一般在廠家出廠時(shí)就安裝、調(diào)試好的，無(wú)需使用者在安裝。使用者只需將其放置平穩(wěn)、安全的地方將其固定即可。</p><p><b>　　電氣安裝</b></p><p>　　電氣安裝一般分為：1強(qiáng)電電路 2控制

90、電路</p><p><b>　　強(qiáng)電電路</b></p><p>　　所謂的強(qiáng)電電路就是采用380V三相制的交流電。它是用來(lái)控制電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)。其中用到得一個(gè)重要的電氣元件交流接觸器，它主要是頻繁的接通電路，從而控制電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)。其電路的連接主要是將刀架的電源線與車(chē)床的電源相連接。</p><p>　　注意：在接電源的時(shí)候，要將相序一一對(duì)應(yīng)

91、。不要將相序接反。</p><p><b>　　控制電路</b></p><p>　　所謂控制電路就是一個(gè)有順序的邏輯控制。簡(jiǎn)單的說(shuō)就是一種開(kāi)關(guān)量的控制，它是通過(guò)中間繼電器來(lái)控制接觸器的線圈，從而控制電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)。其電路的連接需通過(guò)具體的電路圖來(lái)進(jìn)行電路的連接。</p><p>　　四、LDB4系列電動(dòng)刀架</p><p&

92、gt;<b>　　一、概述</b></p><p>　　LDB4系列電動(dòng)刀架是繼LD4系列刀架之后的又一新產(chǎn)品。其特點(diǎn)采用了由銷(xiāo)盤(pán)、內(nèi)端齒、外端齒盤(pán)組合成的三端齒定位機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了上刀體轉(zhuǎn)位時(shí)無(wú)需抬起，從而排除了冷卻液及切削對(duì)刀架轉(zhuǎn)位時(shí)的侵?jǐn)_。徹底可靠地解決了刀架的密封問(wèn)題。</p><p>　　三端機(jī)構(gòu)是目前國(guó)外流行的機(jī)構(gòu)，由于具有較大的工藝難度而未被普遍推廣。

93、目前在國(guó)內(nèi)的常州市新野機(jī)床數(shù)控設(shè)備公司集中技術(shù)優(yōu)勢(shì)，幾經(jīng)探索和攻堅(jiān)，終于獲得成功。并已在立、臥式刀架上成功應(yīng)用，LDB4系列刀架就是該類型的刀架，相信它的應(yīng)用會(huì)給數(shù)控車(chē)床錦上添花。</p><p><b>　　二、實(shí)物圖</b></p><p><b>　　三、工作原理</b></p><p>　　微機(jī)發(fā)出換刀指令信號(hào)后，

94、控制繼電器動(dòng)作，電機(jī)正轉(zhuǎn)，通過(guò)蝸輪、蝸桿、螺桿將銷(xiāo)盤(pán)上升至一定高度時(shí)，離合銷(xiāo)進(jìn)入離合盤(pán)槽，離合盤(pán)帶動(dòng)離合銷(xiāo)，離合銷(xiāo)帶動(dòng)銷(xiāo)盤(pán)，銷(xiāo)盤(pán)帶動(dòng)上刀體轉(zhuǎn)位，當(dāng)上刀體轉(zhuǎn)到所需刀位時(shí)，霍爾元件電路發(fā)出到位信號(hào)，電機(jī)反轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)銷(xiāo)進(jìn)入反靠盤(pán)槽，離合銷(xiāo)從離合盤(pán)槽中爬出，刀架完成粗定位。同時(shí)銷(xiāo)盤(pán)下降端齒嚙合，完成精定位，刀架鎖緊。（15T）反轉(zhuǎn)時(shí)間到，繼電器動(dòng)作，電機(jī)停止。（5/3T）延時(shí)繼電器動(dòng)作，切斷電源，電機(jī)停轉(zhuǎn)，并微機(jī)發(fā)出回答信號(hào)，加工程序開(kāi)始。<

95、;/p><p><b>　　四、刀架動(dòng)作順序</b></p><p>　　換刀信號(hào)————電機(jī)正轉(zhuǎn)————上刀體轉(zhuǎn)位————到位信號(hào)————電機(jī)反轉(zhuǎn)————粗定位————精定位夾緊————電機(jī)停止————加工順序進(jìn)行</p><p><b>　　換刀動(dòng)作：</b></p><p>　　1松開(kāi)：刀架電動(dòng)機(jī)

96、與刀架內(nèi)一蝸桿相連，刀架電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)與蝸桿配套的渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，此渦輪與一條絲杠為一體的（稱為“渦輪絲杠”）當(dāng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)上升（與絲杠旋合的螺母與刀架是一體的，當(dāng)松開(kāi)時(shí)刀架不動(dòng)作，所以絲杠會(huì)上升），絲杠上升后使位于絲杠上端的壓板上升即松開(kāi)刀架。2 換刀：刀架松開(kāi)后，絲杠繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)刀架在摩擦力的作用下與絲杠一起轉(zhuǎn)動(dòng)即換刀。3定位:在刀架的每一個(gè)刀位上有一個(gè)用永磁鐵做的感應(yīng)器，當(dāng)轉(zhuǎn)到系統(tǒng)所需的刀位時(shí)，磁感應(yīng)器發(fā)出信號(hào)，刀架電動(dòng)機(jī)開(kāi)始反轉(zhuǎn)。<

97、;/p><p>　　4鎖緊：刀架是用類似于棘輪的機(jī)構(gòu)裝的只能沿一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)絲杠反轉(zhuǎn)時(shí)刀架不能動(dòng)作，絲杠就帶著壓板向下運(yùn)動(dòng)將刀架鎖緊，換刀完成（電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)時(shí)間是系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定的，不能過(guò)長(zhǎng)不能太短，太短刀架不能鎖緊，太長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)容易燒壞 。</p><p>　　五、LDB系列刀架技術(shù)參數(shù)</p><p>　　六、LDB系列刀架技術(shù)指標(biāo)</p><p&

98、gt;　　七、LDB系列刀架安裝</p><p>　　1、四方刀架結(jié)構(gòu)組成</p><p>　　由定位銷(xiāo)、上齒盤(pán)、下齒盤(pán)、蝸輪、螺桿、螺母等組成。</p><p>　　2、刀架結(jié)構(gòu)零件實(shí)物圖 </p><p><b>　　定位銷(xiāo)</b></p><p>　　上齒盤(pán)

99、 將定位銷(xiāo)套進(jìn)定位孔里</p><p>　　下齒盤(pán) 發(fā)訊盤(pán)</p><p><b>　　刀架裝配</b></p><p>　　3、拆裝順序及結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　1上蓋 2發(fā)訊盤(pán) 3小螺母 4磁鋼座 5大螺母 6止

100、退圈 7離合盤(pán)</p><p>　　8離合銷(xiāo) 10反靠銷(xiāo) 11上刀體 12連接座 13下刀體 16外端齒</p><p><b>　　1）拆裝順序</b></p><p>　　使刀架處于松開(kāi)狀態(tài)，拆下上蓋體1，拆下發(fā)訊盤(pán)2上的電線，然后拆下小螺母3、發(fā)訊盤(pán)2）磁鋼座4.</p><p>　　B、取出大螺母5內(nèi)兩只M4螺釘

101、，卸下大螺母5及止退圈6、平面軸承、離合盤(pán)7.</p><p>　　C、取下上刀體11，拆下外端齒16、螺釘19、螺母18、離合銷(xiāo)8、反靠銷(xiāo)10（注意外端齒16、螺母18相對(duì)于上刀體11的位置）。</p><p>　　D、拆下電機(jī)、聯(lián)接座12端、端蓋22.</p><p>　　E、從端蓋22端，向聯(lián)接座12端，敲出蝸桿23及軸承。</p><p&

102、gt;　　F、卸下中軸14，取出蝸輪15及平面軸承，卸下反靠盤(pán)17.</p><p><b>　　4、裝配順序</b></p><p>　　裝配時(shí)所有零件清洗上油，傳動(dòng)部件上潤(rùn)滑脂。</p><p><b>　　按拆卸反順序裝配。</b></p><p>　　刀架在嚙合狀態(tài)時(shí)，上刀體11與下刀體13

103、應(yīng)四面平行，反靠銷(xiāo)10應(yīng)在反靠銷(xiāo)17槽中，離合銷(xiāo)8應(yīng)在離合盤(pán)7平面上，大約離槽125°左右。</p><p>　　用內(nèi)六角扳手轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿，使刀架端齒處于松開(kāi)狀態(tài)，擰緊大螺母5，然后稍稍松開(kāi)一點(diǎn)大螺母5，使大螺母5上的螺孔與止退圈6上的螺孔對(duì)準(zhǔn)，裝上2-M5防松螺釘，再轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿使刀架鎖緊。</p><p>　　使刀架鎖緊，調(diào)整磁鋼21與霍爾元件（發(fā)訊盤(pán)3）中的相對(duì)位置，使刀架處于要刀

104、位置。</p><p>　　置刀架于機(jī)床中拖板上（改裝的則去掉小拖板），卸下端蓋堵頭，用內(nèi)六角扳手順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿，使上刀體轉(zhuǎn)動(dòng)約45度，配打壓裝孔，清潔安裝表面，配上安裝螺釘，固定刀架即可。</p><p><b>　　8.安裝尺寸參數(shù)</b></p><p>　　LD4型系列立式電動(dòng)刀架采用渦輪蝸桿傳動(dòng)，上下齒盤(pán)嚙合，螺桿夾緊的工作原理。具有

105、轉(zhuǎn)位快，定位精度高，切向扭矩大的優(yōu)點(diǎn)。發(fā)信轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)位采用霍爾元件，使用壽命長(zhǎng)。</p><p><b>　　外形安裝尺寸圖</b></p><p><b>　　最大許用力矩圖</b></p><p><b>　　型號(hào)尺寸選用表</b></p><p>　　9.電動(dòng)刀架的電氣控制&l

106、t;/p><p>　　電動(dòng)刀架的電氣控制分強(qiáng)電和弱電兩部分。強(qiáng)電部分由三相電源驅(qū)動(dòng)三相交流異步電機(jī)正、反向旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)刀架的松開(kāi)、轉(zhuǎn)位、鎖緊等動(dòng)作；弱電部分主要由位置傳感器、發(fā)訊盤(pán)構(gòu)成。發(fā)訊盤(pán)采用霍爾傳感器發(fā)訊。根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的不同，發(fā)訊盤(pán)及相應(yīng)控制也不相同。</p><p><b>　　刀架控制電路</b></p><p><b>

107、　　刀架控制原理</b></p><p>　　電動(dòng)刀架的控制原理是：當(dāng)手動(dòng)或自動(dòng)狀態(tài)下執(zhí)行換刀指令時(shí)，微機(jī)接口輸出一組換刀信號(hào)（+24 V），使刀架控制箱的直流繼電器KA1吸合，把三相正相序交流電送給刀架電機(jī)，電機(jī)正轉(zhuǎn)并通過(guò)減速機(jī)構(gòu)帶動(dòng)刀架上升轉(zhuǎn)位，旋轉(zhuǎn)到所選刀位。到位后發(fā)訊盤(pán)發(fā)出刀架到位信號(hào)，微機(jī)得到信號(hào)后撤除換刀信號(hào)，KA1失電釋放，電機(jī)停止正轉(zhuǎn)。微機(jī)輸出另一組+24V電壓給刀架控制箱，使另一個(gè)直

108、流繼電器KA1吸合，電機(jī)得到反相序交流電，電機(jī)反轉(zhuǎn)，刀架上刀體下降并固緊，霍爾元件向微機(jī)發(fā)出回答信號(hào)，微機(jī)得到回答信號(hào)后開(kāi)始執(zhí)行下道工序。</p><p><b>　　1、5/3T型</b></p><p>　　換刀時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)將相應(yīng)刀位線（T1--T4）接地，然后等待個(gè)、回答信號(hào)，刀架的松開(kāi)、轉(zhuǎn)位、鎖緊動(dòng)作均由控制箱。</p><p><

109、;b>　　三相電源</b></p><p><b>　　W U V</b></p><p>　　刀架信號(hào)接口（15芯孔式插頭）</p><p>　　刀架電機(jī)線接口（4芯針式航空插頭）</p><p><b>　　2、15T型</b></p><p>

110、　　換刀時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)將低電平有效的正轉(zhuǎn)信號(hào)送出，然后檢測(cè)相應(yīng)刀位信號(hào)線（T1--T4），當(dāng)所要刀為信號(hào)線有效（低電平）后，撤消正轉(zhuǎn)信號(hào)，同時(shí)給出反轉(zhuǎn)信號(hào)，系統(tǒng)已設(shè)定反轉(zhuǎn)時(shí)間，反轉(zhuǎn)時(shí)間到，撤消反轉(zhuǎn)信號(hào)。該種方式可以代替交流接觸器，用戶可根據(jù)實(shí)際情況選用。</p><p>　　刀架信號(hào)線接口(15芯孔式插頭)</p><p>　　刀架電機(jī)線接口（4芯針式航空插頭）</p><

111、;p>　　A、正位（鎖緊）信號(hào): 有些立式刀架提供正位（鎖緊）信號(hào)，由霍爾傳感器發(fā)訊，低電平有效。（LD4-0625刀架正位信號(hào)由微動(dòng)開(kāi)關(guān)發(fā)信號(hào)，低電平有效）該信號(hào)由一根灰色線在插頭（15芯孔式插頭）外單獨(dú)引出。</p><p>　　B、霍爾發(fā)訊盤(pán):采用開(kāi)關(guān)型、單級(jí)性霍爾傳感器發(fā)訊。其輸出為NPN型常開(kāi)輸出，低電平有效，最大額定輸出電流25mA。使用電源12V/24VDC。</p><

112、p>　　C、有的發(fā)訊盤(pán)設(shè)計(jì)有限流保護(hù)電路。如果發(fā)訊盤(pán)的輸出電流大于額定輸出電流則保護(hù)電路啟動(dòng)，切斷所有刀位信號(hào)輸出電流（刀架連轉(zhuǎn)）。此時(shí)需斷開(kāi)發(fā)訊盤(pán)電源，排除電路故障，重新上電即能正常工作。因此刀架接線時(shí)應(yīng)確認(rèn)發(fā)訊盤(pán)的負(fù)載電流是否符合要求。例如不能用發(fā)訊盤(pán)直接帶繼電器等大負(fù)載器件，另外加上拉電阻時(shí)上拉電阻阻值不可太小。帶保護(hù)的發(fā)訊盤(pán)有12V和24VDC兩種規(guī)格，使用前應(yīng)確認(rèn)所使用發(fā)訊盤(pán)的電源規(guī)格。</p><p

113、>　　D、上拉電阻：有些CNC系統(tǒng)要求刀位輸入信號(hào)高電平有效，此時(shí)應(yīng)加上拉電阻，上拉電阻阻值及功率不可太小。以免損壞發(fā)訊盤(pán)。建議在24V電源下使用1.5千歐姆到2.2千歐姆，1/2W電阻；在12V電源下使用620歐到1500歐，1/2W電阻。</p><p><b>　　八、刀架調(diào)試</b></p><p>　　1、首先檢查電機(jī)接線是否正確。</p>

114、<p>　　2、其次再檢查接地線是否牢靠。</p><p>　　3、再檢查電機(jī)輸入（輸出）電壓、相序是否正確。</p><p>　　4、最后在首次通電后，發(fā)現(xiàn)有異?，F(xiàn)象，如：電機(jī)不轉(zhuǎn)、刀臺(tái)連接轉(zhuǎn)不停、刀架不能鎖緊等現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)立即關(guān)閉電源，并進(jìn)行故障及排除。</p><p>　　5、使用前應(yīng)試運(yùn)轉(zhuǎn)，試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)能靈活、輕松、無(wú)異常聲音，以及不到位或過(guò)沖現(xiàn)象