刀架换刀过程

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1、北京市工业及时学院数控应用技术系数控设备维修教研组数控车床刀架故障的判断与排除数控车床刀架的典型结构数控车床使用的是回转刀架，它是最简单的自动换刀装置，有排刀式刀架、方刀架、转塔回转刀架、液压驱动回转刀架、车削中心的动力刀具等。我院所目前使用的刀架形式有：方刀架、转塔回转刀架、液压驱动回转刀架、车削中心的动力刀具方刀架回转式刀架车削液压中心的驱动动刀力架刀具数控车床刀架的机械原理回转刀架必须具有良好的强度和刚度，以承受粗加工的切削力：同时要保证回转刀架在每次转位的重复定位精度。下面我们以六工位鼠齿盘电动刀架为例了解

2、一下其换刀过程中的机械原理。系统发出换刀信号，控制继电器动作，电动机正转，通过蜗轮、蜗杆，蜗杆将鼠齿盘上升到一定高度时，离合削进入离合盘槽，离合盘带动离合销，离合销带动销盘，销盘带动上刀体1北京市工业及时学院数控应用技术系数控设备维修教研组转位，当刀体转到所须刀位时，霍尔元件电路发出到位信号，电动机反转，反靠销进入反靠盘槽，离合销从离合盘槽中爬出，刀架完成粗定位，同时销盘下降，端齿啮合，完成精定位，刀架锁紧。数控车床刀架的换刀方式数控车床刀架换刀也分为固定换刀和随机换刀。固定换刀1——刀架2、3——端面齿盘4——刀

3、号和刀座号永远一致，随机换滑块5——蜗轮6——轴7——蜗刀数控系统记忆刀号，刀号与刀杆8、9、10——传动齿轮11——电座不一定对应。动机12——微动开关13——小轴14——圆环15——压板16——楔铁数控车床刀架刀号的识别方数控车床刀架刀号识别有两种方法：①霍尔元件状态组合识别刀号1#刀位2#刀位3#刀位4#刀位5#刀位6#刀位0PRS2121010101PRS2220110012PRS232000111刀号No.123456霍尔元件识别刀号如上图所示，在刀塔下部安装档块，当刀号转到位时，档铁满足某种组合，三个霍

4、尔元件读出信号，如上表所示。2北京市工业及时学院数控应用技术系数控设备维修教研组②脉冲编码器识别脉冲编码器输出A相B相和一转信号Z相，A相和B相信号相差90度作为鉴相信号。编码器每转的信号除以刀号，也即每转n个脉冲代表一个刀位。比如编码器转一周发出360个脉冲，则可认为60个脉冲为一刀号。CNC数编码器转过了几个脉冲，就可判断出到几号位了。并切CNC会记住刀位号，再换刀时，CNC会从这个已记的刀号脉冲，继续数脉冲。90°第一个刀位第二个刀位第三个刀位第四个刀位③开关识别学院大连数控车床刀架结构为：刀架转轴上有一“档

5、铁”（图中蓝色矩形条），相当于刀位“0”位，刀架共有6个刀位，每30度的上安装一个感应开关，如下图所示，每当“档铁”接近某一个感应开关时，感应开关（NPN结输出）输出一个低电平信号，并送到PMC诊断地址X9.2~X9.7，（低电平有效）PMCVccX9.2RVOUTX9.3RVX9.4RVX9.5RVRV3北京市工业及时学院数控应用技术系数控设备维修教研组PMC诊断画面：刀具到位信号地址从地址X9中可查看各刀号的霍尔元件有没有传入信号。数控车床刀架换刀的电气控制数控机床刀架是由机床PLC来进行控制，分析车床刀架的控

6、制原理是指刀架的整个换刀过程，刀架的换刀过程实质就是通过PLC对控制刀架的所有I/O信号进行逻辑处理及计算。实现刀架的顺序控制。另外为了保证换刀能够正确进行，数控系统一般还要设置一些相应的系统参数来对换刀过程进行调整。CNC指令送入PMC生成二进制中间互锁输出Y3.4电如T03译码码R54.n处理机正转CNC向PMC等待到位信输出Y3.5电刀盘锁紧向CNC输出输出确认信号号X9.n机反转X8.3确认TFIN信号F7.3FIN地址G4.34北京市工业及时学院数控应用技术系数控设备维修教研组在分析之前PLC控制下的换刀

7、过程，我们首先了解刀架控制的电气部分。刀架电气控制部分如图二所示。图二中的a是刀架控制的强电部分，主要是控制刀架电机的正转和反转，来控制刀架的正转和反转；图b是刀架控制的交流控制回路，主要是控制两个交流接触器的导通和关闭来实现a中的强电控制；图c部分是刀架控制的继电器控制回路及PLC的输入及输出回路，整个过程的控制最终是由这个模块来完成的。5北京市工业及时学院数控应用技术系数控设备维修教研组6北京市工业及时学院数控应用技术系数控设备维修教研组图中各器件的作用如下：序号名称含义1M2刀架电动机2QM2刀架电动机带过载

8、保护的电源空开3KM2、KM6刀架电动机正、反转控制交流接触器4Q20刀架锁紧开关5KA4、KA5刀架电动机正、反转控制中间继电器6SQ1~SQ6刀位检测霍尔开关7FV2三相灭弧器8FV11、FV12单相灭弧器自动刀架控制涉及到的I/O信号如下：PLC输入信号：X8.3刀架锁紧信号输入X9.2～X9.7：1～6号刀到位信号输入；PLC输出信号：Y3.4：刀架