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数控车床电动刀架换刀异常故障诊断与维修

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[v_notice]刀架的作用、结构及工作原理[/v_notice]

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。为此,及时排除刀架故障,懂得部分维修手段是必要的。

[v_notice]1、刀架的作用及结构[/v_notice]

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

图片[2]|数控车床电动刀架换刀异常故障诊断与维修|共享屋

[v_notice]电动刀架的工作原理[/v_notice]

(1)松开:

刀架电动机与刀架内一蜗杆相连,刀架电动机转动时带动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;

定位:在刀架的每一个刀位上有一个用永磁铁的感应器,当转到系统所需的刀位时,磁感应发出信号,刀架电动机开始反转;锁紧:刀架是用类似于棘轮的机构装的只能沿个方向旋转,当丝杠反转时刀架不能动作,丝就带着压板向下运动将刀架锁紧,换刀完成。动机的反转时间是系统参数设定的,设置时间能太长也不能太短,反转锁紧时间过长损坏电机;反转锁紧时间过短刀架可能锁不紧。检验架是否锁紧的方法为:用百分表靠紧刀架,人的扳动刀架,百分表指针浮动不应超出 0. 01m.

[v_notice]换刀相关控制信号[/v_notice]

T01~T04:1~4号刀刀位信号,机床 → CNC;T05~T08 5~8 →CNC: 号刀刀位信号,机床
T05 T08T05 SPEN、 信号共用同一接口, 与标准PLC程序定义的 ~ 信号接口为复用口, 与 信号共用同一接口, T07与M411 WQPJ信号共用同一接口;复用接口同时T08M421.NQPJ能一个功能有效;
TCP:刀架锁紧信号,标准 PLC程序定义的
TCP PRES
TCP检测信号)信号共用同一接口;信号接口为复用接口, 与 (压力
TL+、TL一:刀架正转、反转信号。

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:
(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一),刀架反转信号(TL一)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一),换刀结束。

2)换刃方式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。

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№085设定的时间后输出刀架反转信号(TL一).然后检查锁紧信号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(T一),换刀结束;
②当系统输出刀架反转信号后,在数据参数№083设定时间内,如果系统没有接收到TCP信号,系统将产生报并关闭刀架反转信号;
③若刀架无刀架锁紧信号,可把状态参数№01 1的Bit0(TCPS)设定为0,此时刀架锁紧信号一直有效(一直与+24 V断开).

(4)换刀方式B(带到位检测).换刀过程本和换刀方式B相同,仅增加了刀位确认一环节:CNC停止输出刀架反转信号TL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,符不一致,CNC出“换刀未完成”报警。

广州GSK980TD数控系统可支持各种刀架,具体参数定由机床的说明书为准;如该刀架是4~8工位电动刀架
刀位信号直接输入,正向旋转选刀,反向旋转锁紧。首次上电进行换刀时,如果刀架不转动,可能是由于架电动机的三相电源的相序连接不正确,此时应立即按位键,切断电源并检查接线,如为三相电源的相序连接正确造成,可调换三相电源中的任意两相。刀架到位信号高/低电平选择由状态参数№01 1的B位(TSGN)
设置,诊断信息No. 005的Bit7(TL一)和Bit6(TL+)检查刀架的正/反转输出信号是否有效,诊断息No.000的Bit0~BIT3位(T01~T04)检查T01~T04刀信号是否有效。


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