数维课程设计.doc

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1、电动刀架控制系统故障维修数维0801班方嘉龙九江职业技术学院机械工程学院电动刀架控制系统故障维修一、设计内容故障现象：一台配华中数控世纪星系统的数控机床的电动回转刀架，装刀以后旋转不到位。待解决的问题：试分析该问题产生的原因，并拟定解决方案和实施过程。二、过程分析1、根据故障状态进行系统分析，将故障进行分类。2、对数控机床刀架控制系统的机械装置进行分析，列出可能的原因，并拟定解决方案和实施过程。3、对数控机床刀架控制系统的电气装置进行分析，列出可能的原因，并拟定解决方案和实施过程。4、全面了解数控维修的方法和过程，查阅与数控机床进给

2、系统、伺服装置相关的资料，如：数控机床、数控故障诊断、数控维修等。三、设计要求1、设计并绘制数控机床刀架控制系统的电气原理图，选择电器元件及编制元件目录清单。2、对数控机床刀架控制系统机械装置、电气装置分析后列出的故障可能不应少于10项，且每个故障状态必须有解决方法与实施过程。3、查阅、索引资料不少于5本。4、编制设计、使用说明书及设计小结，列出参考资料目录。5、本课题学生可借鉴我系实验设备（如维修实验室）进行现场分析。故障导入我校现代制造中心一台CK6132S型数控车床，配华中数控世纪星（HNC-21T）数控系统、常州市宏达机床数

3、控设备有限公司生产的LD4-CK6132型电动刀架，在手动换刀操作过程中发现刀架旋转不到位（即没有在正确的刀位停下来），没有出现任何报警信息。排故准备1．资料准备（1）数控车床机床操作说明书（机械部分和电气部分）；（2）电动刀架使用说明书；（3）电动刀架的结构图纸和安装连接图纸；（4）历史故障记录；2．工具准备针对此项工作，准备一项备料清单，具体如表1所示。表1备料单工具清单名称规格数量万用表UT33B1块螺丝刀一字、十字2把内六角扳手2-141套材料清单导线1.5mm25米记号管白色2米3．知识准备（1）电动刀架的机械结构四工位电

4、动刀架一般由上刀体、活塞销、反靠盘、定轴、蜗轮、下刀体、蜗杆、离合转盘、霍尔元件和磁钢等组成，如图1所示。图1电动刀架的机械结构图（2）电动刀架的控制原理a.接触器电路b.PLC输入输出图2电动刀架的控制原理图选择目的刀具完成以后，就是将机床刀架的当前刀位转换到目的刀位。我们按下刀位转换按键X30.7以后。这时系统PLC输出一个刀架正转信号Y0.6，KA6常开触点吸合，KM5常开触点吸合，这时刀架电机开始正向旋转，刀架开始正转；刀架在正向旋转的过程中不停的对刀位输入信号进行检测，每把刀具各有一个霍尔位置检测开关,各刀具按顺序依次经过

5、发磁体位置产生相应的刀位信号,当产生的刀位信号和目的刀位寄存器中的刀位相一致的时候，PLC认为所选刀具已经到位；刀具到位以后，刀架仍继续正向旋转一段时间，然后停止正向旋转（Y0.6停止输出），延时一段时间以后，刀架反转控制信号Y0.7有效，此时刀架开始反转，反转过程其实就是刀架锁紧的过程，此过程延续一段时间，直到刀架锁紧到位，但反转时间不宜过长或过短。过长就有可能烧坏电机或造成电机过热空开跳闸，时间过短有可能造成刀架不能够锁紧。刀架锁紧以后，整个换刀过程结束。如图2所示。（3）电动刀架的刀位检测原理图3电动刀架的刀位检测原理图刀架在

6、正向旋转的过程中不停的对刀位输入信号进行检测，如图3所示，每把刀具各有一个霍尔位置检测开关1。各刀具按顺序依次经过发磁体2位置产生相应的刀位信号。当产生的刀位信号和目的刀位寄存器中的刀位相一致的时候，PLC认为所选刀具已经到位。（4）电动刀架的强电回路图4电动刀架的强电回路刀架电机采用三相交流380V供电，换刀开始后，接触器KM5得电闭合，电机带动刀架正转，旋转到对应的刀位后，KM5失电，KM6得电，电机带动刀架反转锁紧，换刀结束。如图4所示。（5）电动刀架的工作过程四工位电动刀架正常情况下可以装四把刀，它是以脉冲电波的形式接受指令

7、的，刀架内部有一端带涡轮的蜗杆，刀架和底座接触面上各有一个端面齿轮，和两个限位块，正常情况下两个端面齿轮时咬合的底座上面装有马达并有连轴蜗杆，当接收到换刀指令时，马达正传，蜗杆带动涡轮同时刀架蜗杆转动使刀架上升，端面齿轮分离，当刀架升高到一定程度时，刀架连同刀架蜗杆一起旋转，旋转90度后遇到限位块阻挡，由于马达受阻力量达到一定时开始反转，自然刀架下降于底座端面齿轮咬合，限位块锁死，完成换刀。具体的换刀过程如图5所示。图5电动刀架的工作过程（6）数控车床的PLC控制知识PLC主要完成与逻辑运算有关的一些动作，辅助控制装置完成机床工件装

8、夹、刀具更换、冷却液开关、主轴转停等开关动作，它既可以接收系统指令，也可以接收机床控制面板的指令，同时还可以将部分指令反馈给系统用于加工过程的控制。①华中数控标准梯形图的操作步骤，如图6所示。图6标准梯形图的操作步骤②刀架手动换刀控制