畢業(yè)論文 數(shù)控車床刀架的安裝與調(diào)試

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1、畢業(yè)論文畢業(yè)論文 數(shù)控車床刀架的安裝與調(diào)試前言當(dāng)前，高度發(fā)達(dá)的制造業(yè)和先進(jìn)的制造技術(shù)已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科技水平的重要標(biāo)志之一，成為一個(gè)國家在競爭激烈的國際市場上獲勝的關(guān)鍵因素。如今，中國已成為制造業(yè)大國，但還不是制造業(yè)強(qiáng)國。我們要從制造業(yè)大國走向制造業(yè)強(qiáng)國，必須大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為主的先進(jìn)制造技術(shù)?，F(xiàn)在大多數(shù)企業(yè)為了經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，將企業(yè)里普通機(jī)床該裝為經(jīng)濟(jì)的數(shù)控機(jī)床如普通車床該為經(jīng)濟(jì)數(shù)控車床。然而操作者就需要具備一定的數(shù)控技術(shù)知識(shí)。經(jīng)濟(jì)數(shù)控車床主要采用回轉(zhuǎn)刀架。在操作過程中需了解刀架的安裝、調(diào)試的基本知識(shí)，以便在出現(xiàn)故障后有一定解決故障的能力。所以（1）以CK6140數(shù)控車床為例分

2、析了它的電氣控制，著重分析四方刀架的電氣控制原理圖；（2）以LDB4系列電動(dòng)刀架為例分析了刀架的安裝、調(diào)試；（3）例舉了一些常見刀架故障的排除方法；對(duì)操作者在操作過程中遇見的刀架故障有所幫助，他們?cè)谟鲆姽收虾笥屑皶r(shí)解決現(xiàn)場問題的能力。這種主要由一般(普通)出發(fā)進(jìn)行研究討論,從而推出特殊的思路。目錄第一章 引言 1第二章 數(shù)控車床刀架的分類及作用 22.1概述. 22.2刀架的分類 22.3 數(shù)控車床刀架的作用 3第三章 回轉(zhuǎn)刀架.33.1 回轉(zhuǎn)刀架實(shí)物圖 133.2回轉(zhuǎn)刀架結(jié)構(gòu)要求 133.3回轉(zhuǎn)刀架的采用的轉(zhuǎn)位、定位機(jī)構(gòu) 143.3.1回轉(zhuǎn)刀架采用液壓缸轉(zhuǎn)位和定位銷定位的方式 14 3. 3

3、 .2回轉(zhuǎn)刀架采用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)離合器定位 15 3.3.2區(qū)別. 15 3.4四方刀架結(jié)構(gòu). 16 3.5四方刀架工作原理 16 3.6四方刀架換刀過程 17 3.7四方刀架換刀動(dòng)作順序 18 3.8刀架邏輯控制 18.3.9刀架電氣控制. 193.9.1CK6140數(shù)控車床主回路分析 203.9.2CK6140數(shù)控車床電源電路分析 213.9.3CK6140數(shù)控車床控制電路 233.931主軸電動(dòng)機(jī)的控制 233.9.3.2刀架電動(dòng)機(jī)的控制 243.9.3.3冷卻泵電動(dòng)機(jī)控制. 25 3.10四方刀架的安裝、調(diào)試 28 第四章LDB4系列電動(dòng)刀架 31 41概述. 314.2實(shí)物圖. 3143

4、工作原理. 314.4刀架動(dòng)作順序. 324.5 LDB系列刀架技術(shù)參數(shù) 324.6 LDB系列刀架技術(shù)指標(biāo) 334.7 LDB系列刀架安裝. 354.7.1 四方刀架結(jié)構(gòu)組成 354.7.2 刀架結(jié)構(gòu)零件實(shí)物圖 35 4.7.3拆裝順序及結(jié)構(gòu)圖 3747.4裝配順序. 384.7.5 安裝尺寸參數(shù) 384.7.6 電動(dòng)刀架的電氣控制 404.8 刀架調(diào)試. 434.9 數(shù)控車床刀架常見故障排除及方法分析 444.9.1 概述 44.4.9.2 基礎(chǔ)知識(shí). 444.9.3 故 障 舉 例 45總 結(jié). 49參考文獻(xiàn). 51一、引言數(shù)控刀架的發(fā)展趨勢(shì)是：隨著數(shù)控車床的發(fā)展，數(shù)控刀架開始向快速換刀

5、、電液組合驅(qū)動(dòng)和伺服驅(qū)動(dòng)方向發(fā)展。目前國內(nèi)數(shù)控刀架以電動(dòng)為主，分為立式和臥式兩種。立式刀架有四、六工位兩種形式，主要用于簡易數(shù)控車床；臥式刀架有八、十、十二等工位，可正、反方向旋轉(zhuǎn)，就近選刀，用于全功能數(shù)控車床。另外臥式刀架還有液動(dòng)刀架和伺服驅(qū)動(dòng)刀架。數(shù)控刀架的市場分析：國產(chǎn)數(shù)控車床今后將向中高檔發(fā)展，中檔采用普及型數(shù)控刀架配套，高檔采用動(dòng)力型刀架，兼有液壓刀架、伺服刀架、立式刀架等品種，近年來需要量可達(dá)10001500臺(tái)。煙臺(tái)機(jī)床附件公司是我國生產(chǎn)數(shù)控刀架的主要廠家之一。他們生產(chǎn)的AK31系列全功能型數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架，主要規(guī)格有，中心高為63、80、100、125、160及200mm；AK21系

6、列經(jīng)濟(jì)型數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架主要規(guī)格有：刀臺(tái)方尺寸為80、100、137、150、160、190、200、240、300、340mm。煙臺(tái)機(jī)床附件公司生產(chǎn)的AK31系列數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架是引進(jìn)意大利技術(shù)生產(chǎn)的高性能機(jī)床附件，特別適宜全功能數(shù)控車床，可多刀夾持，變向轉(zhuǎn)位和任意刀位就近選刀，實(shí)現(xiàn)了加工程序的自動(dòng)化、高效化。目前，該公司數(shù)控刀架的國內(nèi)市場占有率達(dá)到了40左右，受到一大批機(jī)床主機(jī)廠的稱贊。有關(guān)人士指出，數(shù)控機(jī)床附件及其配套功能部件是我國機(jī)床工具制造業(yè)“十五”計(jì)劃重點(diǎn)發(fā)展的產(chǎn)品。雖然我國數(shù)控機(jī)床附件的研制由無到有，取得了顯著成績，但與國外先進(jìn)水平相比還是有一定差距的。為確保國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的大發(fā)展，就必須

7、把數(shù)控機(jī)床附件盡快搞上去。為此他們建議國家有關(guān)部門，盡快制定有關(guān)鼓勵(lì)、扶持國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床附件發(fā)展的相關(guān)政策，加大對(duì)數(shù)控機(jī)床附件行業(yè)科研和技改投入，使國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床附件行業(yè)有一個(gè)大發(fā)展。國外數(shù)控車床的發(fā)展目的在于提高加工精度和縮短制造周期。實(shí)現(xiàn)上述目的之手段是實(shí)現(xiàn)機(jī)床多功能化和工序工種集成，開發(fā)多種多樣復(fù)合化加工的機(jī)種，如增添銑削功能的復(fù)合加工車削中心、雙主軸多刀塔(雙刀塔或四刀塔)數(shù)控車床和車削中心、雙主軸同步驅(qū)動(dòng)，雙刀塔同時(shí)進(jìn)行加工車削中心、五軸聯(lián)動(dòng)車銑復(fù)合中心、車磨復(fù)合加工機(jī)床、具有車、銑、鏜、磨和激光熱處理多種功能的高度復(fù)合化的復(fù)合加工中心等等。我國數(shù)控車床經(jīng)過多年的發(fā)展，特別是近幾年迅速的

8、發(fā)展，與國際先進(jìn)水平的差距在逐年縮小。對(duì)于某些依賴于進(jìn)口的高檔數(shù)控車床，如高精度數(shù)控車床和車削中心(主軸徑跳軸跳0.001mm)、適用耐熱合金和鈦合金零件加工的大功率、高扭矩?cái)?shù)控車床和車削中心等等要加強(qiáng)產(chǎn)品開發(fā)研究攻關(guān)，突破其核心技術(shù)。數(shù)控刀架的高、中、低檔產(chǎn)品市場數(shù)控刀架作為數(shù)控機(jī)床必需的功能部件，直接影響機(jī)床的性能和可靠性，是機(jī)床的故障高發(fā)點(diǎn)。這就要求設(shè)計(jì)的刀架具有具有轉(zhuǎn)位快，定位精度高，切向扭矩大的特點(diǎn)。它的原理采用蝸桿傳動(dòng)，上下齒盤嚙合，螺桿夾緊的工作原理。2、 數(shù)控車床刀架的作用及分類1. 概述數(shù)控機(jī)床為了能在工件一次裝夾中完成多種甚至所有加工工序，以縮短輔助時(shí)間和減少多次安裝工件所

9、引起的誤差，必須帶有自動(dòng)換刀裝置。而對(duì)自動(dòng)換刀裝置的基本要求是：換刀時(shí)間短，刀具重復(fù)定位精度高，有足夠的刀具存儲(chǔ)量，刀庫占地面積小及安全可靠等。其中數(shù)控車床上的回轉(zhuǎn)刀架就是一種簡單的自動(dòng)換刀裝置，常用于數(shù)控車床?？梢栽O(shè)計(jì)成四方刀架、六角刀架或圓盤式軸向裝刀刀架等多種形式?；剞D(zhuǎn)刀架上分別安裝著四把、六把或更多的刀具，并按數(shù)控裝置的指令換刀。數(shù)控車床使用的刀架是最簡單的自動(dòng)換刀裝置，有四方刀架、六角刀架等，即在其上裝有四把刀、六把或更多的刀具。數(shù)控車床的刀架必須具有良好的強(qiáng)度和剛度，以承受粗加工的切削力，同時(shí)要保證回轉(zhuǎn)刀架在每次轉(zhuǎn)位的重復(fù)定位精度。刀架作為數(shù)控車床的重要部件。目前數(shù)控車床刀架基本為

10、電動(dòng)刀架，其特點(diǎn)是定位更準(zhǔn)確、迅速。老式傳統(tǒng)車床刀架多為手動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)或少部分的電動(dòng)。2. 數(shù)控車床刀架的分類a分立式和臥式兩大類刀架分立式刀架和臥式刀架，其中刀架有四方刀架、轉(zhuǎn)塔刀架、分度臺(tái)刀架、電動(dòng)刀架、回轉(zhuǎn)刀架、排刀架等。其中四方刀架是數(shù)控車床上最長用的刀架之一。立式刀架大多用在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床上，多為四工位.而臥式刀架一般用在中高檔數(shù)控機(jī)床上，多為斜軌。b分電機(jī)帶動(dòng)和液壓驅(qū)動(dòng)兩種(液壓驅(qū)動(dòng)的一般是臥式的)如電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)的轉(zhuǎn)塔刀架、液壓驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)塔刀架；兩者的區(qū)別在于采用的定位方式和驅(qū)動(dòng)方式不同。c各大類中以可裝刀數(shù)不同而分型號(hào)如可裝四把刀的叫立式四工位的.以此類推.數(shù)控車床四方刀架、數(shù)控車床

11、六角回轉(zhuǎn)刀架、盤形自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架、車削中心用動(dòng)力刀架。3.刀架的作用刀架作為數(shù)控車床的重要配置，在機(jī)床運(yùn)行工作中起著至關(guān)重要的作用，一旦出現(xiàn)故障很可能造成工件報(bào)廢，甚至造成卡盤與刀架碰撞的事故。它是車床的支撐部件之一，其中起支撐、刀具裝夾作用；同時(shí)它也是進(jìn)給系統(tǒng)的一部分。最重要的是在工件加工過程中還提供切削力、定位精度。三、回轉(zhuǎn)刀架1、立式回轉(zhuǎn)刀架（四工位）如圖所示2、回轉(zhuǎn)刀架的結(jié)構(gòu)要求回轉(zhuǎn)刀架在結(jié)構(gòu)上必須具有良好的強(qiáng)度和剛度，以承受粗加工時(shí)的切削抗力。由于車削加工精度在很大程度上取決于刀尖位置，對(duì)于數(shù)控車床來說，加工過程中刀具位置不進(jìn)行人工調(diào)整，因此更有必要選擇可靠的定位方案和合理的定位結(jié)構(gòu)，

12、以保證回轉(zhuǎn)刀架在每次轉(zhuǎn)位之后，具有盡可能高的重復(fù)定位精度（一般為0.0010.005mm）。3、回轉(zhuǎn)刀架的采用的轉(zhuǎn)位、定位機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)刀架除采用液壓缸轉(zhuǎn)位和定位銷定位以外，還可采用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)離合器定位，以及其他轉(zhuǎn)位和定位機(jī)構(gòu)。數(shù)控機(jī)床使用的回轉(zhuǎn)刀架是最簡單的自動(dòng)換刀裝置，有四方刀架、六角刀架，即在其上裝有四把、六把或更多的刀具。 回轉(zhuǎn)刀架必須具有良好的強(qiáng)度和剛度，以承受粗加工的切削力：同時(shí)要保證回轉(zhuǎn)刀架在每次轉(zhuǎn)位的重復(fù)定位精度。1、回轉(zhuǎn)刀架采用液壓缸轉(zhuǎn)位和定位銷定位的方式圖8-17為數(shù)控車床六角回轉(zhuǎn)刀架，它適用于盤類零件的加工。在加工軸類零件時(shí)，可以用四方回轉(zhuǎn)刀架。由于兩者底部安裝尺寸相同，更換刀

13、架十分方便。圖8-17數(shù)控車床六角回轉(zhuǎn)刀架1活塞 2刀架體 3、7齒輪 4齒圈 5空套齒輪6活塞 8齒條 9固定插銷 10、11推桿 12觸頭回轉(zhuǎn)刀架的全部動(dòng)作由液壓系統(tǒng)通過電磁換向閥和順序閥進(jìn)行控制，它的動(dòng)作分為4個(gè)步驟：(1)刀架抬起 當(dāng)數(shù)控裝置發(fā)出換刀指令后，壓力油由a孔進(jìn)入壓緊液壓缸的下腔，活塞1上升，刀架體2抬起，使定位用的活動(dòng)插銷10與固定插銷9脫開。同時(shí)，活塞桿下端的端齒離合器與空套齒輪5結(jié)合。(2)刀架轉(zhuǎn)位 當(dāng)?shù)都芴鸷?，壓力油從c孔進(jìn)入轉(zhuǎn)位液壓缸左腔，活塞6向右移動(dòng)，通過聯(lián)接板帶動(dòng)齒條8移動(dòng)，使空套齒輪5作逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。通過端齒離合器使刀架轉(zhuǎn)過60?；钊男谐虘?yīng)等于齒輪5分

14、度圓周長的1/6，并由限位開關(guān)控制。 (3)刀架壓緊 刀架轉(zhuǎn)位之后，壓力油從b孔進(jìn)入壓緊液壓缸上腔，活塞1帶動(dòng)刀架體2下降。齒輪3的底盤上精確地安裝有6個(gè)帶斜楔的圓柱固定插銷9，利用活動(dòng)插銷10消除定位銷與孔之間的間隙，實(shí)現(xiàn)反靠定位。刀架體2下降時(shí)，定位活動(dòng)插銷10與另一個(gè)固定插銷9卡緊，同時(shí)齒輪3與齒圈4的錐面接觸，刀架在新的位置定位并夾緊。這時(shí)，端齒離合器與空套齒輪5脫開。(4)轉(zhuǎn)位液壓缸復(fù)位 刀架壓緊之后，壓力油從d孔進(jìn)入轉(zhuǎn)位液壓缸的右腔，活塞6帶動(dòng)齒條復(fù)位，由于此時(shí)端齒離合器已脫開，齒條帶動(dòng)齒輪3在軸上空轉(zhuǎn)。如果定位和夾緊動(dòng)作正常，推桿11與相應(yīng)的觸頭12接觸，發(fā)出信號(hào)表示換刀過程已經(jīng)

15、結(jié)束，可以繼續(xù)進(jìn)行切削加工。2、回轉(zhuǎn)刀架采用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)離合器定位如下圖（a）所示為螺母升降轉(zhuǎn)位刀架，電動(dòng)機(jī)經(jīng)彈簧安全離合器到蝸輪副帶動(dòng)螺母旋轉(zhuǎn)，螺母舉起刀架使上齒盤與下齒盤分離，隨即帶動(dòng)刀架旋轉(zhuǎn)到位，然后給系統(tǒng)發(fā)信號(hào)螺母反轉(zhuǎn)鎖緊。3、區(qū)別離合器是應(yīng)用電磁效應(yīng)接通或切斷運(yùn)動(dòng)的元件，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作。它是通過若干個(gè)安裝在各傳動(dòng)軸上的離合器的吸合和分離的不同組合來改變齒輪的傳動(dòng)路線，實(shí)現(xiàn)主軸的變速。液壓缸是通過改變不同的通油方式可以使三聯(lián)齒輪獲得三個(gè)不同的變速位置。它必須在主軸停車之后才能進(jìn)行，但停車時(shí)撥動(dòng)滑移齒輪嚙合又可能出現(xiàn)“頂齒”現(xiàn)象。它增加了數(shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)的復(fù)雜性，而且必須將數(shù)控裝置送來的

16、信號(hào)先轉(zhuǎn)換成電磁閥的機(jī)械動(dòng)作，然后再將壓力油分配到相應(yīng)的液壓缸，因而增加了變速的中間環(huán)節(jié)，帶來了更多的不可靠因素。4、四方刀架結(jié)構(gòu)四方刀架是回轉(zhuǎn)刀架的一種，它的外形是四方形的，同時(shí)具有四個(gè)刀位。在加工零件時(shí)可以根據(jù)加工要求的不同可以同時(shí)一次性裝四把刀，所以叫它四方刀架。如下圖8-1所示立式四方刀架結(jié)構(gòu)。它是采用蝸輪蝸桿傳動(dòng)，三齒盤嚙合螺桿鎖緊的工作原理。具體工作程序；當(dāng)主機(jī)系統(tǒng)發(fā)出轉(zhuǎn)位信號(hào)后，刀架電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)帶動(dòng)蝸桿19轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸桿19帶動(dòng)蝸輪2轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸輪2與蝸桿19用鍵聯(lián)接，螺桿9的轉(zhuǎn)動(dòng)把夾緊輪14往上抬，從而使三齒圈（內(nèi)齒圈、外齒圈和夾緊齒圈）都松開，這時(shí)離合銷進(jìn)入離合盤16的槽內(nèi)，反靠銷

17、26同時(shí)脫離反靠盤10的槽子，上刀體15開始轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)?shù)扼w15轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)的刀位時(shí)，磁鋼22與發(fā)訊盤24上的霍爾元件相對(duì)應(yīng)，發(fā)出到位信號(hào)。系統(tǒng)收到信號(hào)后發(fā)出電機(jī)反轉(zhuǎn)延時(shí)信號(hào)，電機(jī)反轉(zhuǎn)，上刀體15稍有反轉(zhuǎn)，反靠銷26進(jìn)入反靠盤10的槽子實(shí)行初定位，離合銷25脫離離合盤16的槽子，夾緊輪14往下壓緊內(nèi)外齒圈直至鎖緊，延時(shí)結(jié)束。主機(jī)系統(tǒng)指令下一道程序。5、四方刀架工作原理如下圖（a）所示為回轉(zhuǎn)刀架的工作原理為機(jī)械螺母升降轉(zhuǎn)位式刀架，電動(dòng)機(jī)經(jīng)彈簧安全離合器到蝸輪副帶動(dòng)螺母旋轉(zhuǎn)，螺母舉起刀架使上齒盤與下齒盤分離，隨即帶動(dòng)刀架旋轉(zhuǎn)到位，然后給系統(tǒng)發(fā)信號(hào)螺母反轉(zhuǎn)鎖緊。工作過程可分為刀架抬起、刀架轉(zhuǎn)位、刀架定位并壓

18、緊等幾個(gè)步驟。圖2.1為螺旋升降式四方刀架，其工作過程如下：刀架抬起當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出換刀指令后, 通過接口電路使電機(jī)正轉(zhuǎn), 經(jīng)傳動(dòng)裝置2、驅(qū)動(dòng)蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)1、蝸輪帶動(dòng)絲桿螺母機(jī)構(gòu)8逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) ,此時(shí)由于齒盤4、5處于嚙合狀態(tài)，在絲桿螺母機(jī)構(gòu)8轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，使上刀架體產(chǎn)生向上的軸向力將齒盤松開并抬起,直至兩定位齒盤4、5 脫離嚙合狀態(tài),從而帶動(dòng)上刀架和齒盤產(chǎn)生“上臺(tái)”動(dòng)作。刀架轉(zhuǎn)位當(dāng)圓套9逆時(shí)針轉(zhuǎn)過150時(shí)，齒盤4、5完全脫開，此時(shí)銷釘準(zhǔn)確進(jìn)入圓套9中的凹槽中，帶動(dòng)刀架體轉(zhuǎn)位。刀架定位當(dāng)上刀架轉(zhuǎn)到需要到位后（旋轉(zhuǎn)90、180或270），數(shù)控裝置發(fā)出的換刀指令使霍爾開關(guān)10 中的某一個(gè)選通,當(dāng)磁性板11

19、與被選通的霍爾開關(guān)對(duì)齊后,霍爾開關(guān)反饋信號(hào)使電機(jī)反轉(zhuǎn),插銷7在彈簧力作用下進(jìn)入反靠盤 6地槽中進(jìn)行粗定位，上刀架體停止轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)繼續(xù)反轉(zhuǎn)，使其在該位置落下，通過螺母絲桿機(jī)構(gòu)8使上刀架移到齒盤4、5 重新嚙合, 實(shí)現(xiàn)精確定位。刀架壓緊刀架精確定位后，電機(jī)及許反轉(zhuǎn)，夾緊刀架，當(dāng)兩齒盤增加到一定夾緊力時(shí)， 電機(jī)由數(shù)控裝置停止反轉(zhuǎn)，防止電機(jī)不停反轉(zhuǎn)而過載毀壞，從而完成一次換刀過程。 經(jīng)傳動(dòng)裝置2驅(qū)動(dòng)蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)1螺母機(jī)構(gòu)8齒盤4、56、換刀過程a. 刀架抬起當(dāng)數(shù)控裝置發(fā)出換刀指令后，電動(dòng)機(jī)23正轉(zhuǎn)，并經(jīng)聯(lián)軸套16軸17，由滑鍵(或花鍵)帶動(dòng)蝸桿19、蝸輪2、軸1、軸套10轉(zhuǎn)動(dòng)。軸套10的外圓上有兩處凸

20、起，可在套筒9內(nèi)孔中的螺旋槽內(nèi)滑動(dòng)，從而舉起與9相連的刀架8及上端齒盤6，使齒盤6與下端齒盤5分開，完成刀架抬起動(dòng)作。b. 刀架轉(zhuǎn)位刀架轉(zhuǎn)位 刀架抬起后，軸套10仍在繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)刀架8轉(zhuǎn)過90(如不到位，刀架還可繼續(xù)轉(zhuǎn)位180、270、360)，并由微動(dòng)開關(guān)發(fā)出信號(hào)給數(shù)控裝置。c. 刀架壓緊刀架轉(zhuǎn)位后，由微動(dòng)開關(guān)發(fā)出的信號(hào)使電動(dòng)機(jī)23反轉(zhuǎn)，銷13使刀架8定住而不隨軸套10回轉(zhuǎn)，于是刀架8向下位移，上下端齒盤合攏壓緊。蝸桿19繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)則產(chǎn)生軸向位移，壓縮彈簧22，套筒2l的外圓曲面壓縮開關(guān)20使電動(dòng)機(jī)23停止旋轉(zhuǎn)，從而完成一次轉(zhuǎn)位7、換刀動(dòng)作順序系統(tǒng)發(fā)出換刀信號(hào) 電機(jī)正轉(zhuǎn) 上刀體轉(zhuǎn)位 到位

21、信號(hào) 電機(jī)反轉(zhuǎn)粗定位 精定位夾緊 電機(jī)反轉(zhuǎn) 回答信號(hào) 加工順序進(jìn)行8、刀架邏輯控制圖如下圖所示，當(dāng)微機(jī)發(fā)出要刀信號(hào)時(shí)，首先要判斷刀位所處的位置是否是所要換刀位的位置。如果當(dāng)前刀位正是數(shù)控系統(tǒng)所要的刀位，那么就繼續(xù)執(zhí)行下一道指令。如果當(dāng)前刀位不是數(shù)控系統(tǒng)所要的刀位，那么通過刀架電機(jī)正轉(zhuǎn)將刀架進(jìn)行轉(zhuǎn)位，轉(zhuǎn)位信號(hào)是通過霍爾元件電路來檢測刀位轉(zhuǎn)位是否到位，刀位轉(zhuǎn)位信號(hào)到位刀架電機(jī)立即進(jìn)行發(fā)轉(zhuǎn)將刀架鎖緊，然后再執(zhí)行下一道指令。9、刀架電氣控制數(shù)控的電氣控制線路與普通機(jī)床電路有所不同，除了常用的電器控制線路外，它還有數(shù)控裝置。數(shù)控機(jī)床的組成結(jié)構(gòu)圖如圖81所示。普通機(jī)床與數(shù)控機(jī)床的主要區(qū)別是數(shù)控機(jī)床的主軸調(diào)

22、速和刀架的進(jìn)給全部自動(dòng)完成，即根據(jù)編程指令按要求執(zhí)行。數(shù)控裝置是整個(gè)數(shù)控機(jī)床的核心，機(jī)床的操作均由此發(fā)出。驅(qū)動(dòng)裝置位于數(shù)控裝置和機(jī)床之間，包括進(jìn)給驅(qū)動(dòng)和主軸驅(qū)動(dòng)裝置。驅(qū)動(dòng)裝置根據(jù)控制電機(jī)不同，其控制電路形式也不同。步進(jìn)電機(jī)有步進(jìn)驅(qū)動(dòng)裝置，直流伺服電機(jī)有直流伺服驅(qū)動(dòng)裝置，交流伺服電機(jī)有交流伺服驅(qū)動(dòng)裝置。機(jī)床電器控制裝置位于數(shù)控裝置與機(jī)床本體之間，它主要接收數(shù)控裝置發(fā)出的開關(guān)命令控制機(jī)床主軸的啟停、正反轉(zhuǎn)、換刀、冷卻、潤滑、液壓、氣壓等相關(guān)信號(hào)?，F(xiàn)以經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車為例介紹數(shù)控機(jī)床的電氣控制線路。輸入輸出裝置數(shù)控裝置驅(qū)動(dòng)控制裝 置機(jī)床電器控制裝置機(jī)床本體圖81數(shù)控機(jī)床的組成結(jié)構(gòu)圖電氣控制電路一般由主回

23、路、控制電路和輔助電路等部分組成。了解電氣控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)、電動(dòng)機(jī)和電器元件的分布狀況及控制要求等內(nèi)容之后,便可以閱讀分析電氣原理圖。按照先從主回路入手,根據(jù)伺服電動(dòng)機(jī)、輔助機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)和電磁閥等執(zhí)行電器的控制要求,分析它們的啟動(dòng)控制、方向控制、調(diào)速和制動(dòng)；再根據(jù)主回路中各伺服電動(dòng)機(jī)、輔助機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)和電磁閥等執(zhí)行電器的控制要求,逐一找出控制電路中的控制環(huán)節(jié)；最后分析電源顯示、工作狀態(tài)顯示、照明和故障報(bào)警等輔助電路部分。數(shù)控機(jī)床對(duì)于安全性和可靠性有很高的要求，因此，控制線路中設(shè)置了一系列電氣保護(hù)環(huán)節(jié)。數(shù)控車床的機(jī)械部分比規(guī)格的普通車床更為緊湊和簡潔。主軸傳動(dòng)為一級(jí)傳動(dòng)，去掉了主軸的變速齒輪箱，采

24、用了變頻器實(shí)現(xiàn)主軸無級(jí)變速。進(jìn)給移動(dòng)裝置采用滾珠絲桿，傳動(dòng)效率高、精度高、摩擦小。一般經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床的進(jìn)給采用步進(jìn)電機(jī)，進(jìn)給電機(jī)的運(yùn)動(dòng)由NC裝置實(shí)現(xiàn)信號(hào)控制。數(shù)控車床的刀架能自動(dòng)轉(zhuǎn)位。換刀電機(jī)有步進(jìn)、直流和異步電機(jī)之分，這些電動(dòng)刀架的旋轉(zhuǎn)、定位由NC裝置發(fā)出信號(hào)，控制其動(dòng)作。而其他的冷卻、液壓等電氣控制和普通機(jī)床的控制基本相同。以CK6140數(shù)控車床電氣控制電路為例數(shù)控機(jī)床刀架是由機(jī)床PLC來進(jìn)行控制，對(duì)于普通的四工位刀架來說，控制比較簡單，一般用于普通的車床。我們分析車床刀架的控制原理其實(shí)就是指刀架的整個(gè)換刀過程，刀架的換刀過程其實(shí)是通過PLC對(duì)控制刀架的所有I/O信號(hào)進(jìn)行邏輯處理及計(jì)算。實(shí)

25、現(xiàn)刀架的順序控制。另外為了保證換刀能夠正確進(jìn)行，系統(tǒng)一般還要設(shè)置一些相應(yīng)的系統(tǒng)參數(shù)來對(duì)換刀過程進(jìn)行調(diào)整。下面我們分析PLC控制下的換刀過程。在分析之前，我們首先了解刀架控制的電氣部分。刀架電氣控制部分如圖二所示。圖二中的a是刀架控制的強(qiáng)電部分，主要是控制刀架電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，來控制刀架的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)；圖b是刀架控制的交流控制回路，主要是控制兩個(gè)交流接觸器的導(dǎo)通和關(guān)閉來實(shí)現(xiàn)a中的強(qiáng)電控制；圖c部分是刀架控制的繼電器控制回路及PLC的輸入及輸出回路，整個(gè)過程的控制最終是由這個(gè)模塊來完成的。1 主回路分析圖82是CK6140數(shù)控車床電氣控制中的380V強(qiáng)電回路。 圖8.2 圖82中QFl為電源總開關(guān)。

26、QF3、QF2、QF4、QF5分別為主軸強(qiáng)電、伺服強(qiáng)電、冷卻電動(dòng)機(jī)、刀架電動(dòng)機(jī)的空氣開關(guān),它們的作用是接通電源及短路、過流時(shí)起保護(hù)作用；其中QF4、QF5帶輔助觸頭,該觸點(diǎn)輸入到PLC,作為QF4、QF5的狀態(tài)信號(hào),并且這兩個(gè)空開的保護(hù)電流為可調(diào)的,可根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定電流來調(diào)節(jié)空開的設(shè)定值,起到過流保護(hù)作用。KM3、KM1、KM6分別為主軸電動(dòng)機(jī)、伺服電動(dòng)機(jī)、冷卻電動(dòng)機(jī)交流接觸器,由它們的主觸點(diǎn)控制相應(yīng)電動(dòng)機(jī)；KM4、KM5為刀架正反轉(zhuǎn)交流接觸器,用于控制刀架的正反轉(zhuǎn)。TCl為三相伺服變壓器,將交流380V變?yōu)榻涣?00V,供給伺服電源模塊。RC1、RC3、RC4為阻容吸收,當(dāng)相應(yīng)的電路斷開后

27、,吸收伺服電源模塊、冷卻電動(dòng)機(jī)、刀架電動(dòng)機(jī)中的能量,避免產(chǎn)生過電壓而損壞器件。2電源電路分析圖83為CK6140數(shù)控車床電氣控制中的電源回路圖。 圖8.3圖83中TC2為控制變壓器,初級(jí)為AC380V,次級(jí)為ACllOV、AC220V、AC24V,其中ACIlOV給交流接觸器線圈和強(qiáng)電柜風(fēng)扇提供電源；AC24V給電柜門指示燈、工作燈提供電源；AC220V通過低通濾波器濾波給伺服模塊、電源模塊、DC24V電源提供電源；VCl為24V電源,將AC220V轉(zhuǎn)換為DC24V電源,給世紀(jì)星數(shù)控系統(tǒng)、PLC輸入/輸出、24V繼電器線圈、伺服模塊、電源模塊、吊掛風(fēng)扇提供電源；QF6、QF7、QF8、QF9、

28、QFlO空氣開關(guān)為電路的短路保護(hù)。3.控制電路分析。（1） 主軸電動(dòng)機(jī)的控制圖84、圖8.5分別為交流控制回路圖。在圖82中,先將QF2、QF3空氣開關(guān)合上,在圖85中,當(dāng)機(jī)床未壓限位開關(guān)、伺服未報(bào)警、急停未壓下、主軸未報(bào)警時(shí),KA2、KA3繼電器線圈通電,繼電器觸點(diǎn)吸合,并且PLC 輸出點(diǎn)YOO發(fā)出伺服允許信號(hào),KAl繼電器線圈通電,繼電器觸點(diǎn)吸合,在圖84中,KMl交流接觸器線圈通電,交流接觸器觸點(diǎn)吸合,KM3主軸交流接觸器線圈通電,在圖8-1中交流接觸器主觸點(diǎn)吸合,主軸變頻器加上AC380V電壓；若有主軸正轉(zhuǎn)或主軸反轉(zhuǎn)及主軸轉(zhuǎn)速指令時(shí)(手動(dòng)或自動(dòng)),在圖85中,PLC輸出主軸正轉(zhuǎn)YlO或

29、主軸反轉(zhuǎn)Y11有效、主軸轉(zhuǎn)速指令輸出對(duì)應(yīng)于主軸轉(zhuǎn)速的直流電壓值(OlOV)至主軸變頻器上,主軸按指令值的轉(zhuǎn)速正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)；當(dāng)主軸速度到達(dá)指令值時(shí),主軸變頻器輸出主軸速度到達(dá)信號(hào)給PLC,主軸轉(zhuǎn)動(dòng)指令完成。主軸的啟動(dòng)時(shí)間、制動(dòng)時(shí)間由主軸變頻器內(nèi)部參數(shù)設(shè)定。（2）刀架電動(dòng)機(jī)的控制。當(dāng)有手動(dòng)換刀或自動(dòng)換刀指令時(shí),經(jīng)過系統(tǒng)處理轉(zhuǎn)變?yōu)榈段恍盘?hào),這時(shí)在圖85中,PLC輸出Y06有效,KA6繼電器線圈通電,繼電器觸點(diǎn)閉合,在圖84中,KM4交流接觸器線圈通電,交流接觸器主觸點(diǎn)吸合,刀架電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)PLC 輸入點(diǎn)檢測到指令刀具所對(duì)應(yīng)的刀位信號(hào)時(shí),PLC輸出Y06有效撤銷,刀架電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)停止；接著PLC輸出Y0

30、7有效,KA7繼電器線圈通電,繼電器觸點(diǎn)閉合,在圖84中KM5交流接觸器線圈通電,交流接觸器主觸點(diǎn)吸合,刀架電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn),延時(shí)一定時(shí)間后（該時(shí)間由參數(shù)設(shè)定,并根據(jù)現(xiàn)場情況作調(diào)整,PLC輸出Y07有效銷,KM5交流接觸器主觸點(diǎn)斷開,刀架電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)停止,換刀過程完成。為了防止電源短路和電氣互鎖,在刀架電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)繼電器線圈、接觸器線圈回路中串入了反轉(zhuǎn)繼電器、接觸器常閉觸點(diǎn),反轉(zhuǎn)繼電器、接觸器線圈回路中串入了正轉(zhuǎn)繼電器、接觸器常閉觸點(diǎn)。請(qǐng)注意,刀架轉(zhuǎn)位選刀只能一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng),取刀架電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)。刀架電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí),刀架鎖緊定位。（3） 冷卻泵電動(dòng)機(jī)控制當(dāng)有手動(dòng)或自動(dòng)冷卻指令時(shí),這時(shí)在圖84中PLC輸出Y05有

31、效,KA8繼電器線圈通電,繼電器觸點(diǎn)閉合,在圖84中KM6交流接觸器線圈通電,交流接觸器主觸點(diǎn)吸合,冷卻電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)冷卻泵工作。圖84交流控制電路85直流控制電路（PLC輸出）圖中各器件的作用如下：序 號(hào) 名 稱 含 義 1 M3 刀架電動(dòng)機(jī) 2 QF5 刀架電動(dòng)機(jī)帶過載保護(hù)的電源空開 3 KM4、KM5 刀架電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制交流接觸器 4 KA1 由急?？刂频闹虚g繼電器 5 KA6、KA7 刀架電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制中間繼電器 6 S1S4 刀位檢測霍爾開關(guān) 7 SB11 手動(dòng)刀位選擇按鈕 8 SB12 手動(dòng)換刀啟動(dòng)按鈕 9 RC4 三相滅弧器10 RC7、RC8 單相滅弧器 自動(dòng)刀架控制

32、涉及到的I/O信號(hào)如下：PLC輸入信號(hào)：X2.7：刀架電動(dòng)機(jī)過熱報(bào)警輸入；X3.0X3.3：14號(hào)刀到位信號(hào)輸入；X30.6：手動(dòng)刀位選擇按鈕信號(hào)輸入；X30.7：手動(dòng)換刀啟動(dòng)按鈕信號(hào)輸入；PLC輸出信號(hào)：Y0.6：刀架正轉(zhuǎn)繼電器控制輸出；Y0.7：刀架反轉(zhuǎn)繼電器控制輸出。我們現(xiàn)在已經(jīng)清楚了刀架控制的I/O信號(hào)，下面我們結(jié)合這些信號(hào)來分析一下?lián)Q刀過程，刀架換刀有兩種模式，一種是手動(dòng)換刀，一種是通過T指令進(jìn)行自動(dòng)換刀。1、 首先我們將機(jī)床調(diào)至手動(dòng)狀態(tài)，通過刀位選擇按鍵進(jìn)行目的刀位選擇，有的系統(tǒng)是利用波段開關(guān)的形式進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，有的系統(tǒng)是利用記數(shù)的形式來實(shí)現(xiàn)，比如說通過檢測刀位選擇信號(hào)（X30.6）的

33、狀態(tài)，如果按下刀位選擇按鍵，X30.6的狀態(tài)應(yīng)該會(huì)改變一次，計(jì)數(shù)器的數(shù)值會(huì)發(fā)生改變，系統(tǒng)選擇的目的刀具也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變。2、 選擇目的刀具完成以后，下面就是將機(jī)床刀架的當(dāng)前刀位轉(zhuǎn)換到目的刀位。我們按下刀位轉(zhuǎn)換按鍵X30.7以后。這時(shí)系統(tǒng)PLC輸出一個(gè)刀架正轉(zhuǎn)信號(hào)Y0.6，KA6吸合；KM5吸合，這是刀架電機(jī)開始正向旋轉(zhuǎn)，刀架開始正轉(zhuǎn)。3、刀架在正向旋轉(zhuǎn)的過程中不停的對(duì)刀位輸入信號(hào)進(jìn)行檢測，如圖3所示，每把刀具各有一個(gè)霍爾位置檢測開關(guān)。各刀具按順序依次經(jīng)過發(fā)磁體位置產(chǎn)生相應(yīng)的刀位信號(hào)。（4）車床刀架過程分析以四工位自動(dòng)刀架為例，刀架電動(dòng)機(jī)采用三相交流380V供電，正轉(zhuǎn)時(shí)驅(qū)動(dòng)刀架正向旋轉(zhuǎn)，各刀具

34、按順序依次經(jīng)過加工位置（如圖6-20所示），刀架電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，刀架自動(dòng)鎖死，保證刀具能夠承受切削力。每把刀具各有一個(gè)霍爾位置檢測開關(guān)。換刀動(dòng)作由T指令或手動(dòng)換刀按鈕起動(dòng)，換刀過程如下：（a）刀架電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；（b）檢測到所選刀位的有效信號(hào)后，停止刀架電動(dòng)機(jī)，并延時(shí)（100ms）；（c）延時(shí)結(jié)束后刀架電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)鎖死刀架，并延時(shí)（500ms）；（d）延時(shí)結(jié)束后停止刀架電動(dòng)機(jī)，換刀完成。車床刀架不存在刀具交換的問題，刀具選好后即可以開始加工，因此，車床的換刀由T指令（選刀指令）完成，而不需要換刀指令（M06指令）的參與。2. 安全互鎖（a）刀架電動(dòng)機(jī)長時(shí)間旋轉(zhuǎn)（如20秒），而檢測不到刀位信號(hào)，則認(rèn)為刀

35、架出現(xiàn)故障，立即停止刀架電動(dòng)機(jī)，以防止將其損壞并報(bào)警提示；（b）刀架電動(dòng)機(jī)過熱報(bào)警時(shí)，停止換刀過程，并禁止自動(dòng)加工；1.刀架轉(zhuǎn)動(dòng)不到位刀架計(jì)數(shù)檢測開關(guān)，卡緊檢測開關(guān)，定位檢測開關(guān)出現(xiàn)故障刀具伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不良檢測信號(hào)輸入板不良故障現(xiàn)象一：電動(dòng)刀架的每個(gè)刀位都轉(zhuǎn)動(dòng)不停 故障現(xiàn)象二：電動(dòng)刀架不轉(zhuǎn) 刀架控制原理間圖及工作流程簡述如下：手動(dòng)狀態(tài)按面板刀架按鈕或在錄入狀態(tài)輸入T1指令 CNC根據(jù)接受到的相應(yīng)指令，輸出正轉(zhuǎn)信號(hào)，輸出接口D7（1腳）=1（1高電平，0低電平），KA10線圈得電吸合 KA10觸頭吸合使KM4Z線圈得電吸合，刀架電機(jī)M4得電正轉(zhuǎn) 刀架到位后，碼盤傳感器SQ1閉合，信號(hào)進(jìn)入C

36、NC，輸入接口D3(1腳）收到信號(hào)后，經(jīng)CNC內(nèi)部出理后，輸出接口D7（1腳）=0，KA10KM4Z線圈斷電釋放，電機(jī)停；同時(shí)輸出接口D6（9腳）=1，KA11線圈得電吸合 KA11觸頭吸合使KM4F線圈得電吸合，刀架電機(jī)M4得電反轉(zhuǎn)，經(jīng)CNC內(nèi)部時(shí)間繼電器延時(shí)后，輸出接口D6（9腳）=0，KA11KM4F線圈斷電釋放，電機(jī)停，刀架鎖緊； 完成10.刀架安裝、調(diào)試刀架的電氣部分分強(qiáng)電和弱電兩部分， 強(qiáng)電部分由三相電源驅(qū)動(dòng)三相交流異步電動(dòng)機(jī)正反旋轉(zhuǎn)從而實(shí)現(xiàn)刀架的松開、轉(zhuǎn)位、鎖緊等動(dòng)作；弱電部分主要由位置傳感器發(fā)訊盤采用霍爾傳感器發(fā)訊。電動(dòng)刀架一般有四工位或六工位，由電動(dòng)機(jī)、機(jī)械換刀機(jī)構(gòu)、發(fā)訊盤等

37、組成，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)出換刀信號(hào)，刀架電機(jī)正轉(zhuǎn)，通過減速機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)將上刀體上升至一定位置，離合盤起作用，帶動(dòng)上刀體旋轉(zhuǎn)到所選擇刀位，發(fā)訊盤發(fā)出刀位到位信號(hào)，刀架電機(jī)反轉(zhuǎn)，完成初定位后上刀體下降，齒牙盤嚙合，完成精確定位，并通過升降機(jī)構(gòu)鎖緊刀架。1、刀架的控制原理如上圖所示，當(dāng)手動(dòng)或自動(dòng)狀態(tài)下執(zhí)行換刀指令時(shí)，微機(jī)接口輸出一組換刀信號(hào)（+24 V），使刀架控制箱的直流繼電器KA1吸合，把三相正相序交流電送給刀架電機(jī)，電機(jī)正轉(zhuǎn)并通過減速機(jī)構(gòu)帶動(dòng)刀架上升轉(zhuǎn)位，旋轉(zhuǎn)到所選刀位。到位后發(fā)訊盤發(fā)出刀架到位信號(hào)，微機(jī)得到信號(hào)后撤除換刀信號(hào)，KA1失電釋放，電機(jī)停止正轉(zhuǎn)。微機(jī)輸出另一組+24V電壓給刀架控制箱，使另

38、一個(gè)直流繼電器KA1吸合，電機(jī)得到反相序交流電，電機(jī)反轉(zhuǎn)，刀架上刀體下降并固緊，霍爾元件向微機(jī)發(fā)出回答信號(hào)，微機(jī)得到回答信號(hào)后開始執(zhí)行下道工序。2、刀架正反轉(zhuǎn)控制如下圖所示，當(dāng)時(shí)間繼電器KA4線圈得電時(shí)，KA4輔助觸點(diǎn)閉合，電機(jī)正轉(zhuǎn)即刀架正轉(zhuǎn)；當(dāng)時(shí)間繼電器KA5線圈得電時(shí)，KA5輔助觸點(diǎn)閉合，電機(jī)反轉(zhuǎn)即刀架反轉(zhuǎn)。繼電器板KA4+T-KM1刀架正轉(zhuǎn)A2A112繼電器板KA5+T-RC2+T-KM2刀架反轉(zhuǎn)A2A112+T-KM2+T-KM1K7K8K9K10113114220A220B+T-RC13刀架的安裝刀架的安裝一般分為兩部分：1機(jī)械安裝 2電氣安裝（1） 機(jī)械安裝一般機(jī)械安裝是指刀架的上

39、刀體、下刀體、電機(jī)、發(fā)訊盤等組合。它一般在廠家出廠時(shí)就安裝、調(diào)試好的，無需使用者在安裝。使用者只需將其放置平穩(wěn)、安全的地方將其固定即可。（2） 電氣安裝 電氣安裝一般分為：1強(qiáng)電電路 2控制電路（1） 強(qiáng)電電路所謂的強(qiáng)電電路就是采用380V三相制的交流電。它是用來控制電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)。其中用到得一個(gè)重要的電氣元件交流接觸器，它主要是頻繁的接通電路，從而控制電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)。其電路的連接主要是將刀架的電源線與車床的電源相連接。注意：在接電源的時(shí)候，要將相序一一對(duì)應(yīng)。不要將相序接反。（2） 控制電路所謂控制電路就是一個(gè)有順序的邏輯控制。簡單的說就是一種開關(guān)量的控制，它是通過中間繼電器來控制接觸器的線圈

40、，從而控制電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)。其電路的連接需通過具體的電路圖來進(jìn)行電路的連接。四、LDB4系列電動(dòng)刀架一、概述LDB4系列電動(dòng)刀架是繼LD4系列刀架之后的又一新產(chǎn)品。其特點(diǎn)采用了由銷盤、內(nèi)端齒、外端齒盤組合成的三端齒定位機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了上刀體轉(zhuǎn)位時(shí)無需抬起，從而排除了冷卻液及切削對(duì)刀架轉(zhuǎn)位時(shí)的侵?jǐn)_。徹底可靠地解決了刀架的密封問題。三端機(jī)構(gòu)是目前國外流行的機(jī)構(gòu)，由于具有較大的工藝難度而未被普遍推廣。目前在國內(nèi)的常州市新野機(jī)床數(shù)控設(shè)備公司集中技術(shù)優(yōu)勢(shì)，幾經(jīng)探索和攻堅(jiān)，終于獲得成功。并已在立、臥式刀架上成功應(yīng)用，LDB4系列刀架就是該類型的刀架，相信它的應(yīng)用會(huì)給數(shù)控車床錦上添花。二、實(shí)物圖三、工作原理

41、微機(jī)發(fā)出換刀指令信號(hào)后，控制繼電器動(dòng)作，電機(jī)正轉(zhuǎn)，通過蝸輪、蝸桿、螺桿將銷盤上升至一定高度時(shí)，離合銷進(jìn)入離合盤槽，離合盤帶動(dòng)離合銷，離合銷帶動(dòng)銷盤，銷盤帶動(dòng)上刀體轉(zhuǎn)位，當(dāng)上刀體轉(zhuǎn)到所需刀位時(shí)，霍爾元件電路發(fā)出到位信號(hào)，電機(jī)反轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)銷進(jìn)入反靠盤槽，離合銷從離合盤槽中爬出，刀架完成粗定位。同時(shí)銷盤下降端齒嚙合，完成精定位，刀架鎖緊。（15T）反轉(zhuǎn)時(shí)間到，繼電器動(dòng)作，電機(jī)停止。（5/3T）延時(shí)繼電器動(dòng)作，切斷電源，電機(jī)停轉(zhuǎn)，并微機(jī)發(fā)出回答信號(hào)，加工程序開始。四、刀架動(dòng)作順序換刀信號(hào)電機(jī)正轉(zhuǎn)上刀體轉(zhuǎn)位到位信號(hào)電機(jī)反轉(zhuǎn)粗定位精定位夾緊電機(jī)停止加工順序進(jìn)行換刀動(dòng)作：1松開：刀架電動(dòng)機(jī)與刀架內(nèi)一蝸桿相連，

42、刀架電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)與蝸桿配套的渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，此渦輪與一條絲杠為一體的（稱為“渦輪絲杠”）當(dāng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)上升（與絲杠旋合的螺母與刀架是一體的，當(dāng)松開時(shí)刀架不動(dòng)作，所以絲杠會(huì)上升），絲杠上升后使位于絲杠上端的壓板上升即松開刀架。2 換刀：刀架松開后，絲杠繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)刀架在摩擦力的作用下與絲杠一起轉(zhuǎn)動(dòng)即換刀。3定位:在刀架的每一個(gè)刀位上有一個(gè)用永磁鐵做的感應(yīng)器，當(dāng)轉(zhuǎn)到系統(tǒng)所需的刀位時(shí)，磁感應(yīng)器發(fā)出信號(hào)，刀架電動(dòng)機(jī)開始反轉(zhuǎn)。4鎖緊：刀架是用類似于棘輪的機(jī)構(gòu)裝的只能沿一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)絲杠反轉(zhuǎn)時(shí)刀架不能動(dòng)作，絲杠就帶著壓板向下運(yùn)動(dòng)將刀架鎖緊，換刀完成（電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)時(shí)間是系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定的，不能過長不能太短，太短刀架不能

43、鎖緊，太長電動(dòng)機(jī)容易燒壞 。五、LDB系列刀架技術(shù)參數(shù)刀架型號(hào)配車床型號(hào)刀位數(shù)電機(jī)功率電機(jī)轉(zhuǎn)速夾緊力（T)上刀體尺寸下刀體尺寸LDB6-81(6140)C6140490W1400rpm1.2192192LDB6-120(6163)C61634180W1400rpm1.8直徑246200200LDB6120(6163A)C61634250W1400rpm1.8240240LDB4-51(0625)C0625460W1400rpm0.5130130133135LDB4-57(6125)C6125460W1400rpm0.5130130133135LDB4-70(6132A)C61324120W14

44、00rpm1152152161171LDB4-70(6132)C61324120W1400rpm1166166166180LDB4-81(6140)C61404120W1400rpm1.2166166192192LDB4-125(6150)C61504120W1400rpm1.2166166192192LDB4-120(6163)C61634180W1400rpm1.8200200200200LDB4-120(6163A)C61634250W1400rpm1.8240240240240LDB4-157(6172)C61724370W1400rpm2300300300300六、LDB系列刀架技術(shù)

45、指標(biāo)刀架型號(hào)配車床型號(hào)重復(fù)定位精度工作可靠性換刀時(shí)間(S)LDB4-51(0625)C062560000次90180270LDB4-57(6125)C612560000次2.12.63.1LDB4-70(6132)C613260000次2.12.63.1LDB4-70(6132A)C613260000次2.43.13.7LDB4-81(6140)C614060000次2.43.13.7LDB4-125（6150）C615060000次2.43.13.7LDB4-120（6163）C616360000次2.63.34LDB4-120（6163A）C616360000次2.63.34LDB4-15

46、7（6172）C617260000次3.33.94.560度120度180度240度300度LDB6-81（6140）C614060000次2.32.72.73.13.9LDB6-120（6163）C616360000次2.32.82.83.34.3LDB6-120（6163A）C616360000次2.32.82.83.34.3七、LDB系列刀架安裝1、四方刀架結(jié)構(gòu)組成由定位銷、上齒盤、下齒盤、蝸輪、螺桿、螺母等組成。2、刀架結(jié)構(gòu)零件實(shí)物圖 定位銷 上齒盤 將定位銷套進(jìn)定位孔里 下齒盤 發(fā)訊盤 刀架裝配3、拆裝順序及結(jié)構(gòu)圖1上蓋 2發(fā)訊盤 3小螺母 4磁鋼座 5大螺母 6止退圈 7離合盤8離

47、合銷 10反靠銷 11上刀體 12連接座 13下刀體 16外端齒1）拆裝順序A、 使刀架處于松開狀態(tài)，拆下上蓋體1，拆下發(fā)訊盤2上的電線，然后拆下小螺母3、發(fā)訊盤2）磁鋼座4.B、取出大螺母5內(nèi)兩只M4螺釘，卸下大螺母5及止退圈6、平面軸承、離合盤7.C、取下上刀體11，拆下外端齒16、螺釘19、螺母18、離合銷8、反靠銷10（注意外端齒16、螺母18相對(duì)于上刀體11的位置）。D、拆下電機(jī)、聯(lián)接座12端、端蓋22.E、從端蓋22端，向聯(lián)接座12端，敲出蝸桿23及軸承。F、卸下中軸14，取出蝸輪15及平面軸承，卸下反靠盤17.4、裝配順序A、 裝配時(shí)所有零件清洗上油，傳動(dòng)部件上潤滑脂。B、 按拆

48、卸反順序裝配。C、 刀架在嚙合狀態(tài)時(shí)，上刀體11與下刀體13應(yīng)四面平行，反靠銷10應(yīng)在反靠銷17槽中，離合銷8應(yīng)在離合盤7平面上，大約離槽125左右。D、 用內(nèi)六角扳手轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿，使刀架端齒處于松開狀態(tài)，擰緊大螺母5，然后稍稍松開一點(diǎn)大螺母5，使大螺母5上的螺孔與止退圈6上的螺孔對(duì)準(zhǔn)，裝上2-M5防松螺釘，再轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿使刀架鎖緊。E、 使刀架鎖緊，調(diào)整磁鋼21與霍爾元件（發(fā)訊盤3）中的相對(duì)位置，使刀架處于要刀位置。置刀架于機(jī)床中拖板上（改裝的則去掉小拖板），卸下端蓋堵頭，用內(nèi)六角扳手順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿，使上刀體轉(zhuǎn)動(dòng)約45度，配打壓裝孔，清潔安裝表面，配上安裝螺釘，固定刀架即可。8.安裝尺寸參數(shù)LD4型

49、系列立式電動(dòng)刀架采用渦輪蝸桿傳動(dòng)，上下齒盤嚙合，螺桿夾緊的工作原理。具有轉(zhuǎn)位快，定位精度高，切向扭矩大的優(yōu)點(diǎn)。發(fā)信轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)位采用霍爾元件，使用壽命長。外形安裝尺寸圖 最大許用力矩圖型號(hào)尺寸選用表型號(hào)HhABCC1DEE1LL1L2h1h2h3FKLDB4-06255113313610090120151533013022015217.5901529LDB4-61255713313310090120151533013022016217.5901529LDB4-613270161171126126146121235615223818517.5902540LDB4-61408119219215215216

50、8202038617026820320902540LDB4-61508140192192152152168202038617026820320902540LDB4-6150T98231921921521521682020456192266222201202540LDB4-61631252020020015013017725355002003102753612032519.電動(dòng)刀架的電氣控制電動(dòng)刀架的電氣控制分強(qiáng)電和弱電兩部分。強(qiáng)電部分由三相電源驅(qū)動(dòng)三相交流異步電機(jī)正、反向旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)刀架的松開、轉(zhuǎn)位、鎖緊等動(dòng)作；弱電部分主要由位置傳感器、發(fā)訊盤構(gòu)成。發(fā)訊盤采用霍爾傳感器發(fā)訊。根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)

51、的不同，發(fā)訊盤及相應(yīng)控制也不相同。刀架控制電路 刀架控制原理電動(dòng)刀架的控制原理是：當(dāng)手動(dòng)或自動(dòng)狀態(tài)下執(zhí)行換刀指令時(shí)，微機(jī)接口輸出一組換刀信號(hào)（+24 V），使刀架控制箱的直流繼電器KA1吸合，把三相正相序交流電送給刀架電機(jī)，電機(jī)正轉(zhuǎn)并通過減速機(jī)構(gòu)帶動(dòng)刀架上升轉(zhuǎn)位，旋轉(zhuǎn)到所選刀位。到位后發(fā)訊盤發(fā)出刀架到位信號(hào)，微機(jī)得到信號(hào)后撤除換刀信號(hào)，KA1失電釋放，電機(jī)停止正轉(zhuǎn)。微機(jī)輸出另一組+24V電壓給刀架控制箱，使另一個(gè)直流繼電器KA1吸合，電機(jī)得到反相序交流電，電機(jī)反轉(zhuǎn)，刀架上刀體下降并固緊，霍爾元件向微機(jī)發(fā)出回答信號(hào)，微機(jī)得到回答信號(hào)后開始執(zhí)行下道工序。1、5/3T型換刀時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)將相應(yīng)刀位線（T1-T4）接地，然后等待個(gè)、回答信號(hào)，刀架的松開、轉(zhuǎn)位、鎖緊動(dòng)作均由控制箱。 三相電源 W U V數(shù)控微機(jī)T1T2T3T4VCGND到位T1 T2控 T3制 T4 VC箱 GND 到位