《魏成军毕业论文1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《魏成军毕业论文1（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、贵州航天职业技术学院毕 业 论 文题 目 数控车床刀架选刀不到位故障诊断与维修 系 别： 机械工程系专 业： 机电设备维修与管理班 级： 09机修（一）班学生姓名： 魏成军学 号： A093GZ021070155指导教师： 侯毅目录目录1摘要2第一章 数控车床刀架概述3一、刀架的基本结构3二、刀架的工作原理4三、刀架动作顺序4第二章 数控车床刀架的电气控制系统5一、数控车床刀架的电气控制5第三章 数控车床PMC换刀程序步骤7 一、PMC程序换刀过程7第四章 数控车床刀架故障诊断及维修实例9一、数控车床换刀时上刀体转不到位故障分析及排除方法9参考文献11结束语12 摘要：数控机床中为了提高加工效
2、率和换刀精度，广泛采用自动换刀装置。各类数控机床的自动换刀装置的结构取决于机床的形式、工艺范围以及刀具的种类和数量，自动换刀装置应该满足换刀时间短、刀具重复定位精度高、面积（刀具体积）小以及安装可靠等基本要求。刀架作为数控车床的重要配置，在机床运行中起着至关重要的作用，一旦出现故障很可能造成工件报废，甚至造成卡盘与刀架碰撞的事故。在数控机床的故障维修中，电气控制部分线路复杂，故障现象多变，有些故障现象不太明显，查找难度比较大，而机械部分与普通机床比较类似，故障相对容易排除。本文论述了FANUC系统数控机床换刀装置常见故障分析，最后排除故障的过程，对数控机床维修过程中易于误导维修人员的一些客观原
3、因进行了分析关键词：刀架 电动机 换刀霍尔元件 磁钢 PMC程序第一章 数控车床刀架的概述一、数控车床刀架基本结构数控车床一般使用的回转刀架是一种最简单的自动换刀装置。根据不同的加工对象，回转刀架可以设计成为四方、六方、八方或十二等更多的形式。回转刀架上可以安装四把、六把、八把等更多的刀具，并按照数控装置的指令进行换刀。回转刀架在结构上必须具备良好的强度和刚性，以承受粗加工时的切削抗力。由于车削加工精度在很大程度上取决于刀尖的位置，对于数控车床而言，加工过程中刀尖位置不进行人为调整，因此更有必要选择可靠的定位方案和合理的定位结构，以保证回转刀架在每次转位后，具有尽可能高的重复定位精度（一般在0
4、.001-0.005mm之间）。下图（图1所示）为某数控车床电动四方刀架结构图。图1数控车床电动四方刀架结构图1-初定位销 2-磁销 3-触头 4-初定位发信开发 5-编码开关 6-开关座内表面7-凹轮 8-拔块 9-丝杆 10-螺母 11-方刀架 12-初定位体 13-中轴 14-立杆15-端面齿轮 16-斜齿轮 17-底盘 18-电线插座 19-底座 20-蜗杆轴21-蜗杆22-压紧发信开关 23-弹簧 24-大齿轮 25-小齿轮 26-电机刀架 27-电动机二、刀架的工作原理（以数控车床四工位电动刀架为例）电动刀架采用由插销，内端齿，外端齿盘组合而成的三端齿定位机构。采用涡轮蜗杆式传动，
5、齿盘啮合，螺杆夹紧的工作原理。当系统没有发出要刀信号时，发讯盘内当前刀位的霍尔元件（如图1）信号处于低电平状态。当系统要求刀架转到某以刀位时，系统输出正转信号，此时继电器得电吸合，使接触器 得电吸合，刀架正转。当刀架转至所需刀位时（如图2所示），该刀位霍尔元件在磁钢作用下，使相应接触器得电吸合，刀架反转，反转到位后，刀架电机停止，完成一次换刀控制过程。注意：换刀过程中两个接触器不能同时动作。 图1霍尔原件实物图 图1刀架选刀示意图 三、刀架动作顺序简图回转刀架的全部动作由刀架电动机正反转通过涡轮蜗杆进行控制，它的动作分为4个主要步骤：1） 刀架抬起。2） 刀架转位。3） 刀架定位。4） 刀架锁
6、紧。换刀信号 电机正转 上刀体转位 到位信号 电机反转 粗定位 精定位夹紧 电机停转 回答信号 加工顺序进行第二章 数控车床刀架电气控制系统一、数控车床刀架的电气控制数控车床的电气控制分强电和弱电两部分，强电部分由三相电源驱动三相交流异步电动机正、反向旋转，从而实现电动刀架的松开、转位、锁紧等动作；弱电部分主要由位置传感器一发讯盘构成。发讯盘采用霍尔传感器发讯。下图（图2-4所示）为数控车床刀架电气控制基本组成。图2-4数控车床刀架电气控制基本组成二、电气控制原理数控机床刀架是机床PMC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
7、刀架的整个换刀过程，刀架的换刀过程其实是通过PMC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，系统一般还设置一些相应的系统参数来对换刀的过程进行调整。下面我们分析PMC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所示，图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PMC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。错误！未指定应用程序。
8、 错误！未指定应用程序。图a强电回路 图b接触器回路错误！未指定应用程序。 图c PMC输入输出回路第三章 数控车床PMC换刀程序步骤一、PMC程序换刀过程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（X4.5）的状态，如果按下刀位选择按键，X4.5的状态应该会改变一次，计数器的数值会发生改变，系统选择的目产生相应的改变。2、系统PMC输出一个刀架正转信号Y0.1，KA10线圈得电，KA10常开触点闭合使KM2线圈得电，KM2常开触点吸合使刀架电机开始正向旋转。3、刀架上每把刀
9、具对应有一个霍尔位置检测开关，如图1所示。刀架在正向旋转的过程中不停的对刀位输入信号（X3.0、X3.1、X3.2、X3.3）进行检测，各刀具按顺序依次经过发磁体位置，产生相应的刀位信号并经过分线盘输入到系统PMC中。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，PMC认为所选刀具已经到位。4、刀具到位以后，刀架仍继续正转一段时间（p4参数值），然后Y0.1停止输出，停止正向旋转，延时一段时间后，刀架反转控制信号Y0.2有效，K11线圈得电，K11常开触点闭合使KM3线圈得电，KM3常开触点吸合使刀架电机开始反转。反转过程其实就是刀架锁紧的过程，此过程延续一段时间（P3参数值），直到刀
10、架锁紧到位，整个过程结束。 第四章 数控车床刀架故障诊断及维修实例一、数控车床换刀时上刀体转不到位故障分析及排除方法1故障现象：一台配套FANUC 0i MC 系统的数控车床，四方位的电动刀架在换刀的过程中，上刀体转位时转不到位。刀架故障情况初步判断方法：听1）接到维修要求时，应仔细聆听操作工反映的现象，对产生疑问的地方，应询问清楚，以便排除人为因素造成的问题。2)现场聆听刀架运转声音，以便观察是否存在异常噪声。看1）看刀架运转过程是否正常。2）观察加工零件的精度以及零件表面切屑痕迹，以便判断刀架是否锁紧，重复定位是否良好。转。对有故障的刀架，不要急于拆卸，可用手工方式转动刀架。对于四工位刀架
11、，其蜗杆部都有一个6mm内六角孔，先拆除该处一颗紧密螺钉，以便可以用六角扳手或螺钉旋具转动蜗杆，使刀架进行转位、锁紧。机械故障的情况可能原因是：由于长时间工作，刀架在机床振动下，霍尔元件相对磁钢在圆周方向产生偏差，至使上刀体转位时不到位或过冲太大。故障分析：1）磁钢在圆周方向相对霍尔元件太前 2）磁钢在圆周方向相对霍尔元件太后 故障排除方法:调整磁钢在圆周方向相对于霍尔元件的位置软件故障的情况可能原因是：1机床换刀动作控制PMC程序中，设置有PMC参数的刀架电机正转停止到刀架电机反转开始这段时间较长也会导致这样的情况。2故障分析：故障排除方法: 修改PMC程序，删除在刀架电机正转停止和刀架电机
12、反转开始之间的延时。正确的调整参数设置，刀架恢复正常换刀，故障解除。参考文献：【1】蒋洪平，数控设备故障诊断与维修，北京：北京理工大学出版社，2006.8【2】严峻，数控机床常见故障快速处理86问，北京：机械工业出版社，2009.4【3】郑小年，杨克冲，数控机床故障诊断与维修，武汉：华中科技大学出版社，2005.9【4】王润孝，秦现生，机床数控原理与系统，第2版，西安：西北工业大学出版社，1997.6 总结通过总结数控车床在现实生产中遇到的刀架故障，依据自己的经验，对各种故障产生的原因进行认真分析，并提出了自己的解决方案，对故障及相应解决方案的总结，极大的缩短了对故障的排除时间。一般地，对于任何故障，首先是根据现象，根据原理来判断故障点，分析每一个可能性，如一个开关，一个线接头，一个螺钉都会是故障的原因，参照之前的操作、维修历史进行分析，能有利于缩小查找范围，有利于提高维修的效率。其次，在分析好问题基本所在时，如果遇到要拆卸刀架的时候，应该养成一个好习惯，每次拆卸一个零件或者接线时，应该做好标记，以避免在安装的时候出现零件或者接线不能正确复位，引起别的故
