数控车床电动刀架 PPT课件

数控车床电动刀架 主要内容 1 前言2 结构和工作原理3 常见故障分析 1 一 前言 电动刀架是数控车床进行自动换刀的实现机构 实现刀架上刀盘的转动和刀盘的开定位 定位与夹紧的运动 以实现刀具的自动转换 具有传动机械结构 电气正反转控制 PLC编程控制等数控机床的核心内容 是每一个学习数控机床结构的学生必须掌握的 具有机械 电气的综合特点 同时电动刀架在数控加工过程中容易出现故障 因而对于该刀架的结构和故障的分析 在教学过程中显得尤为重要 而常见的电动刀架中具有典型的结构有TND360刀架和LDB4刀架 这两种刀架采用了不同的传动升降结构 不同定位控制 都实现了刀盘的正向换刀和反向锁紧 刀盘的圆周定位功能 2 二 结构和工作原理 1 TND360刀架的结构与工作原理它属于转塔刀架 是由换刀机构和刀盘组成 刀盘用于刀具的安装 刀盘的背面装有端面齿盘 用于刀盘的定位 转塔刀架的换刀机构是实现刀盘的开定位 转动换刀位 定位和夹紧的传动机构 要实现刀盘的转动换刀 就要使得刀盘的定位机构脱开后 才能行转动 当转动到位后 刀盘要定位并夹紧 才能进行加工 3 转塔刀架的换刀传动是由刀架电动机提供动力 刀盘的抬起是用凸轮机构来实现的 而刀盘在圆周方向上的分度是用槽轮机构来实现的 分度完成后的回复也是在碟形弹簧的作用下进行工作的 刀盘在转动过程中 经1 1的齿轮副将运动传递给圆光栅 由圆光栅将转位信号送可编程控制器进行刀位计数 在加工的过程中 当端面齿盘上的定位销拔出后 切削力过大或撞刀时 刀盘会产生微量转动 这时圆光栅的转动信号就成为刀架过载报警信号 机床就会迅速停机 圆光栅将传动转换成脉冲信号送给数控系统 正常时用于刀盘上刀具刀位的计数 撞刀时用于产生刀架报警信号 刀盘的转动可根据最近找刀原则实现正反向转动 以达到快速找刀的目的 4 2 LDB4电动刀架的结构与工作原理它属于四工位刀架 由电动机 蜗轮和蜗杆结构 丝杠和螺母结构 霍尔元件定位系统等组成 正转时 电动机通过涡轮和蜗杆结构将驱动传给丝杠 螺母和转动的刀架是键槽联结 即螺母和转动的刀架只能做相对上下滑动 而不能相对转动 而螺母与电机底座是通过齿面啮合形成定位机构 在这对啮合齿脱开之前 螺母是不能转动的 也就是转动的刀架也是不能转动 刚刚开始 由于丝杠的顺时针旋转 螺母相对于转动的刀架向上移动 当啮合齿脱开后 通过销钉和止推槽的作用 使得丝杠转动 螺母转动 刀架转动 进行换刀 到指定的工位时 通过霍尔元件定位系统将到位信号传递给数控装置系统 从而停止转动 通过霍尔元件定位系统和辅助定位销钉进行位置的定位 数控装置控制刀架换刀电动机进行一定延时的反转信号 因为止推销钉的作用 螺母系统和刀架系统不能反转 因而螺母系统顺着丝杠向下移动 直到两对啮合齿重新啮合为止 这样完成了整个换刀的过程 5 3 两种结构的比较两种结构的共同点 都实现了刀盘的抬起与锁紧动作 刀盘的圆周定位 实现了同样的功能 两种结构只是机械结构的不同 而在电动机的正转和反转的电气控制上却是完全相同的 6 两者的区别 TND360的刀盘的抬起与锁紧是由凸轮机构和碟形弹簧实现的 刀盘的圆周分度是由槽轮机构实现的 槽轮实现的是8工位的刀盘分度 LDB4电动刀架的抬起与锁紧是由丝杠螺母的系统实现的 而刀架的圆周分度是由霍尔元件定位系统实现的 其实现的是4工位的刀盘分度 结构上是LDB4比较简单 实用 在分度精度上TND360定位精度比较高 同时比较可靠 7 而且TND360存在一定的报警功能 当切削力过大或撞刀时 刀盘产生不是常规的微量转动 这个时候圆光栅就传递出对应的传感器信号 而这个信号就成为刀架的过载报警信号 这样数控系统就会停机 而这个功能LDB4是没有的 8 三 常见的故障分析与诊断 1 LDB4刀架在换刀过程中找不到想要的刀位LDB4刀架的换刀的过程是数控系统控制电动刀架的正转 在正转的过程中 一个小磁块固定不动 4个工位的霍尔元件跟随刀架旋转 当其中一个霍尔元件接近小磁块后 发出对应的高电平或低电平信号 当所需要工位的霍尔元件接近小磁块时 该信号传递回数控系统 这时数控系统停止正转控制 发出延时的反转信号 控制刀架缩紧 当对应的霍尔元件出现故障或信号回传通道出现故障的时候 对应的刀位信号无法反馈回数控系统 就出现了刀位故障 排除方法 检查霍尔元件是否出现故障 检查信号通道是否畅通 9 2 LDB4定位精度出现误差LDB4的定位分为两个层次 定位霍尔元件进行电动机定位 定位卡销与刀座上的卡槽进行精确定位 如果出现定位精度出现误差 主要是定位霍尔元件是否出现移位或位置出现误差 或者弹簧定位卡销出现故障 排除方法 检查定位霍尔元件的位置 检查弹簧定位卡销系统 10 3 LDB4刀位无法锁紧LDB4刀架的锁紧是依靠螺母在丝杠上的下降来实现的 而该下降的运动是由电动机的反转来实现的 如果无法锁紧 就是螺母没有对于丝杠做相对运动 首先是数控系统有无反转信号传到24V继电器 24V继电器是否工作 220V反转控制交流接触器是否工作 刀架正反转控制电动机是否损坏 丝杠螺母机械结构是否卡死 排除方法 24V继电器检查 220V交流接触器检查 电动机检查 丝杠螺母机械结构检查 11 3 LDB4刀位无法锁紧LDB4刀架的锁紧是依靠螺母在丝杠上的下降来实现的 而该下降的运动是由电动机的反转来实现的 如果无法锁紧 就是螺母没有对于丝杠做相对运动 首先是数控系统有无反转信号传到24V继电器 24V继电器是否工作 220V反转控制交流接触器是否工作 刀架正反转控制电动机是否损坏 丝杠螺母机械结构是否卡死 排除方法 24V继电器检查 220V交流接触器检查 电动机检查 丝杠螺母机械结构检查 12 结束语 电动刀架是数控车床实现自动换刀的机构 通过对两种典型的电动刀架的结构进行分析与比较 阐述了刀架的传动升降 刀盘的定位原理 TND360的刀盘的抬起与锁紧是由凸轮