情境一数控设备的安装与调试.doc

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1、情境五自动换刀装置的故障诊断与维修一．任务导入任务9数控车床刀架定位不准的故障诊断与维修任务10加工中心换刀臂平移夹住刀柄，无拔刀动作的故障诊断与维修学习目标1．了解数控车电动回转刀架的结构组成2．掌握回转刀架的工作原理与换刀动作过程3．掌握回转刀架常见故障的诊断与排除4．掌握回转刀架维护内容5.掌握刀库与机械手换刀装置维护要点6.掌握刀库与机械手换刀装置常见故障及其维修方法7.掌握PMC顺序动作控制的诊断故障方法8.了解PMC故障特点9．在故障诊断、检测及更换器件中能严格执行相关技术标准规范和安全操作规程，吃苦耐劳，有纪律观念和团队意识，并具备环境保护和文明生产的基本素质。10．能撰写

2、维修工作报告，总结、反思、改进工作过程。应知应会应知1．数控车床刀架的分类2．数控车回转刀架的机械结构与工作原理3．数控车电气PMC选刀控制过程4．数控容易发生故障点及预防措施5.刀库与机械手换刀装置的结构与组成6.加工中心主轴刀具夹紧与松开原理7.加工中心换刀动作过程8.加工中心选刀的PLC控制过程应会1．能看懂电动刀架机械结构图2．会沟画独立单元系统框图3．能看懂刀具松开液压工作原理图4．能看懂换刀电气控制原理图5．会运用信号追踪法、原理分析法、PLC法查找故障二．学习内容２．1回转刀架的机械结构数控机床使用的回转刀架是比较简单的自动换刀装置，常用的类型有四方刀架、六角刀架，即在其上

3、装有四把、六把或更多的刀具。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。下面我们结合一台四工位的四方刀架了解一下其换刀过程及原理。并结合换刀原理分析一下四方刀架的常见故障现象及原因。常见机床四方刀架如图5-1（左）。图5-1 WZD4型刀架结构1-电动机 2-联轴器 3-蜗杠轴 4-蜗轮丝杠 5-刀架底座 6-粗定位盘 7-刀架体  8-球头销 9-转位套 10-电刷座 11-发信体 12-螺母 13、14-电刷 15、粗定位盘 16、中心螺母2．２电动回转刀架工作过程电动刀架一般有四工位或六工位，由电动机、机械换刀机构、发讯盘等组

4、成，如图5-1所示。当系统发出换刀信号，刀架电机正转，通过联轴器2带动蜗杆3旋转，蜗轮丝杠随之旋转，由于刀架体7与刀架底座5端齿啮合，刀架体7在蜗轮丝杠旋转带动下，开始上升，当端齿刚脱开时，离合盘起作用，带动上刀体旋转到所选择刀位，发讯盘发出刀位到位信号，刀架电机反转，完成初定位后上刀体下降，齿牙盘啮合，完成精确定位，并通过升降机构锁紧刀架。图5-2刀架控制的电气设计２．３电动刀架选刀与换刀电气控制过程数控机床刀架或刀库是由机床PLC来进行控制，对于普通的四工位刀架来说，控制比较简单。一般用于普通的车床。我们分析车床刀架的控制原理其实就是指刀架的整个换刀过程，刀架的换刀过程其实是通过PL

5、C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，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。下面我们分析PLC控制下的换刀过程。在分析之前，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5-2所示。图5-2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。图中各器件的作用如下：序号名称含义1M2刀架电动

6、机2QF3刀架电动机带过载保护的电源空开3KM5、KM6刀架电动机正、反转控制交流接触器4KA1由急停控制的中间继电器5KA6、KA7刀架电动机正、反转控制中间继电器6S1～S4刀位检测霍尔开关7SB11手动刀位选择按钮8SB12手动换刀启动按钮9RC3三相灭弧器10RC9、RC10单相灭弧器图5-3发讯盘自动刀架控制涉及到的I/O信号如下：PLC输入信号：X2.7：刀架电动机过热报警输入；X3.0～X3.3：1～4号刀到位信号输入；X30.6：手动刀位选择按钮信号输入；X30.7：手动换刀启动按钮信号输入；PLC：输出信号：Y0.6：刀架正转继电器控制输出；Y0.7：刀架反转继电器控制

7、输出数控电动刀架换刀有两种模式，一种是手动换刀，一种是通过T指令进行自动换刀。我们以手动状态为例，介绍一下换刀过程及常见故障。1．首先我们将机床调至手动状态，通过刀位选择按键进行目的刀位选择，有的系统是利用波段开关的形式进行实现，有的系统是利用记数的形式来实现，比如说通过检测刀位选择信号（X30.6）的状态，如果按下刀位选择按键，X30.6的状态应该会改变一次，计数器的数值会发生改变，系统选择的目的刀具也会发生相应的改变。2．选择目