数控刀架范文

数控刀架范文第1篇

【关键词】数控；检测；故障现象

1 刀架与刀架内部检测感应开关简介

该刀架采用液压马达驱动方式，有静音、扭力大、高速、换刀速度快、换刀精确等特点；并通过刀架内部6只感应开关来实现换刀定位动作（图1）。

图1

（1）Sensor A、SensorB、SensorC、SensorD：刀位检测感应开关，只供刀位检测，不做任何动作的启动信号。

（2）SensorE：为刀架停止转动与锁紧感应开关，有刀位检测的功能，当每换一把刀就感应一次，并且传递给PMC程序中一个数刀信号；当SensorE感应到刀架已旋转至所需刀位时，便控制刀架旋转电磁阀断电，使刀架停止旋转，并启动刀架锁紧电磁阀，以确保刀架锁紧。

（3）SensorF：为刀架松开/锁紧检测感应开关，对刀架松开/锁紧电磁阀控制的刀架松开/锁紧动作进行感应，没有感应时，即刀架已松开脱离，此时才可启动刀架旋转；SensorF感应时，即刀架已锁紧，此时完成换刀动作。

在该机床PMC程序中，有记忆每一刀位信号组合的控制程序，通过刀架内的6只感应接近开关的检测反馈，实现选刀时控制刀架正反转电磁阀的就近选刀动作。

2 刀架动作原理

例如，由1号刀换至4号刀。

步骤1：松开电磁阀通电动作，刀架松开。

步骤2：确认SensorF没有感应，刀架正反转电磁阀通电动作，油压马达旋转。

步骤3：开始检测刀位信号（注意：SensorE于1，2，3号刀位均会感应，但未到达4号刀位时，不做锁紧动作），在到达4号刀位时，SensorE一感应即控制刀架正反转电磁阀断电，刀架停止旋转同时刀架锁紧电磁阀通电动作，使刀架锁紧。

步骤4：SensorF感应到后即完成换刀动作。

3 故障实例

（1）故障现象：换刀后，刀架连续运动，不停止。

故障分析：首先检查刀位检测感应开关位置是否松动偏出，其次是检查刀位检测感应开关与挡块距离是否在检测的范围内，最后检查刀位检测感应开关是否有感应反应。

故障排除：在打开刀架外罩后，仔细观察刀位检测感应开关并试车查看所犯故障现象，经过检查发现是刀架频繁换刀和其他外在振动因素造成刀位检测感应开关有些松动且偏出与挡块所对应的位置，引起此故障的发生，在多次调整并试车后，故障排除。

（2）故障现象：换刀后，刀架转至选到后，不锁定。

故障分析：通过此故障现象要先检查并确定刀位检测感应开关和刀架松开/锁紧检测感应开关是否都在正确的位置距离上，然后再检查刀架推出是否顺畅及定位电磁阀线圈是否良好，定位电磁阀线圈电压DC24V是否正常。

故障排除：检查刀位检测感应开关和刀架松开/锁紧检测感应开关的位置距离，未发现有窜动；用金属片去接触各检测感应开关，各检测感应开关上部的指示灯都有亮光，并通过查看PMC，也都有信号反馈。排除了各检测感应开关有故障的可能性后，就怀疑到了电磁阀线圈，测量电磁阀线圈电阻值正常，再次试车，测量电磁阀线圈电压，发现DC24V电压不稳定，查阅机床电气原理图时，发现其前端有一个继电器控制，检查发现继电器内部触点不良，在换了一个新的继电器后，故障排除。

（3）故障现象：换刀时刀架转动不是就近选刀。

故障分析：在发出换刀指令时，由SensorE刀位检测感应开关在通过检测相应刀位后计算并控制马达正转电磁阀和反转电磁阀，实现就近选刀，所以要从SensorE刀位检测感应开关检查；其次再检查马达正转电磁阀和反转电磁阀的控制电路，如果电磁阀控制电路接法错误也能造成此故障发生。

故障排除： 在判断SensorE刀位检测感应开关完好的情况下，就重点检查控制马达的电磁阀，通过现场的机床操作人员叙述，知道了设备保养人员刚刚对机床做过保养维护，并且动过控制马达正反转的电磁阀，经检查发现，是电磁阀线路接错，导致此故障的发生，在恢复好线路后，故障排除。

（4）故障现象：换刀时，刀架转动不顺或中途停止。

故障分析：在确定各检测感应开关和控制电路都正常的情况下，多数情况下是液压和机械这部分有故障；所以侧重点是先检查机械，确定机械各个部分配合是否完好，有无干涉之处；其次检查液压系统，确认液压站油箱里的液压油是否在规定的容量范围内；在试车时，注意压力表的压力指针是否平稳；清洗相应的液压换向阀，检查是否由于流量不畅通造成的刀架转动不顺或中途停止。

故障排除：检查各检测感应开关和控制电路，确定了没有故障，这样电气故障就可以排除了；基本确定是由机械或液压系统所引起的故障，由于刀架机械结构比较复杂，在维修之前，先查阅和掌握机床说明书中的机械结构及组成，在维修过程中，经反复试车检查机械动作，拆卸并测量刀架旋转轴与轴套的尺寸配合正常，通过目测未发现有机械干涉和机械配合不当之处，机械故障也排除了；最终怀疑到了是液压系统出现了问题导致刀架转动不顺或有时中途停止，按照机床说明书中的液压原理图，一步一步检修液压原件和液压油路，最终发现在换刀马达前端的液压油管接头处堆积了一些异物导致液压油路不畅通，在清理异物后，故障排除。

4 结语

通过以上的介绍，当数控机床刀架出现故障时，首先要先弄清工作原理，确定动作的条件及顺序，然后根据故障现象，要对症维修，这样就能少走弯路，减少故障发生率，确保设备正常运转，不耽误生产任务。

参考文献：

数控刀架范文第2篇

关键词：数控车床；刀架；故障分析及排除

数控机床是一种具有高精度、高柔韧性、高效率、高自动化机床设备，由于其成本投入要远远大于普通机床，因而减少机床故障发生率、延长机床使用寿命是其日常管理的重要内容。通常情况下，因为数控机床程序技术高度复杂，对于维修人员的素质和专业能力要求较高，以致其故障检测和排除相对效率较低。作为机床故障的主要类型，刀架故障的排除就显得更为重要。因此，加强有关数控机床刀架故障的分析和排除措施的探讨，对于提高数控机床检修质量、改善数控机床使用效率具有重要现实意义。

1.数控机床电动刀架工作原理

数控机床电动刀架的一般工作原理为：工作人员将指令输入到机床中，在指令传输给计算机后，计算机输出换刀指令，此时控制刀架继电器开始工作；当继电器合闸后，刀架电动机开始动作，在经过涡轮、蜗杆、螺杆过程后使刀架销盘上升到固定高度，此时离合销嵌入到离合盘槽内，两者循环带动；销盘同时引起上刀架体转动，当上刀架体旋转到恰当位置时，电动机反转，此时反靠销嵌入到反靠盘中，离合销退出离合盘，以此刀架实现粗定位；销盘的下降端齿啮合，在经过精确定位后刀架便锁紧；刀架反转完成一个周期后，继电器会自动切断，电动机继而停止运行；当延时继电器开始动作后，中断电源、电动机停止动作，向计算机输入返回指令，加工过程便开始2.数控机床刀架典型故障分析及排除

2.1.换刀指令失效

故障原因分析：刀架电动机的三相电源缺相进行输出造成转矩较小；接触线圈发生不同程度的老化或损坏；电动机不同相采用了错误的接线顺序，从而导致电动机通电后发生逆时针旋转，而其内部的离合销、弹簧、反靠销等机械结构智能进行单向运动，造成电动机非正常制动；控制刀架继电器出现故障；刀架电动机出现损坏；主触点发生短路或断路；接线端子接触不牢或滑落。

排除措施：关闭电源检查器件有无松动；检查刀架机械结构是否正常；检查机床控制和强电回路是否完整；检查电机的QF4是否出现跳闸；采用更换法检查电机是否正常运转。

2.2.刀架转位不停

故障原因：刀架体内的磁极和磁钢方向相反，发信盘与磁钢位置不一致、高度不精确；连接发信盘的电源发生断路，没有正常的电源供应，发信盘便不能开始运行；发信盘霍尔元件出现断路或短路，作为发信盘的重要元件之一，每个霍尔元件都有一个固定的刀位，如果其中的一个霍尔元件出现问题，就会造成刀架转位不停的故障；当刀架体内发信盘的接地线出现短路或断路时，刀架停止信号不能及时传输到系统中，也会造成刀架体转位不停。

排除措施：对于线路故障问题应当拆除刀架体上盖，检查发信盘的接地线路或电源是否出现断路，若是断路问题及时更换线路；对于磁钢磁极方向故障应当将刀架体的磁钢磁极方向调整一致，并仔细检查发信盘与磁钢位置是否平行，并做适当调整；对于霍尔元件的问题，因为霍尔元件与发信盘通常是固定在一个整体的密封装置内，所以先用三用表对发信盘两侧的接线柱电阻进行检测，如果两侧电阻值不一致则表示发信盘发生损坏，此时更换新的发信盘即可。

2.3.刀架电动机无法正常启动

故障原因：在刀架电动机拆卸后重新安装时经常会出现这种问题。这通常是由于安装过程中，没有准确连接刀架电动机相位和电源相位所致。

排除措施：当在电源接通时如果听到刀架电动机出现异常声响，应当立刻切断连接电源，调整电动机相位使其与电源相位相一致；如果调整完成后刀架仍不能正常动作，且向下推进，电动机出现异常声响，则应当重新进行进行接线。

2.4.刀架无法锁紧

故障原因：刀架装配时，可能存在较大的积累误差，导致反靠销、离合销拥有较长的装配尺寸；没有正确设置系统PMC刀具锁紧时间参数；刀架电动机无法接收到反转信号；丝杠螺母副出现卡死。[2]

排除措施：检查反靠销、离合销装配尺寸，如果过长要通过修磨使其长度缩短；重新设定系统PMC刀具锁紧时间参数，通常将其周期设置为1S；查看刀架反转接触器是否正常；对刀架机械结构进行全面检查，调整丝杠螺母副的固定位置。

2.5.上刀体转位不精确

故障原因：反转装置不能正常运行；由于运转周期过长，刀架在机床强烈振动状态下，霍尔元件在圆周方向与磁钢发生不同程度的偏离，造成上刀体转位过大或过小；弹簧片触点与发信盘触点出现不同程度的偏离；在发信盘安装过程中，没有恰当调整鼠牙盘和发信盘的位置，这些都会引起上刀体转位不精确的现象。

排除措施：检查弹簧有无损害或老化，反靠销是否能够进行灵活定位，螺杆连接销和反靠棘轮能否正常连接，检查完成后根据不同情况采取合理措施；调整霍尔元件在圆周方向上的位置，使其与磁钢包保持一致；检查发信盘夹紧螺母是否正常夹紧，如果出现松动现象要对弹簧片触点位置和发信盘触点位置进行调整，最后锁紧螺母。

2.6.上刀架体不能旋转到所需刀位

故障原因：部分霍尔元件与磁钢之间失去作用信号；部分霍尔元件出现短路或断路；发信盘内的霍尔元件没有对应好正确的刀位信号。[3]

排除措施：加强对发信盘的全面检查，如果发信盘出现故障则及时更换发信盘；检修发现盘内部线路连接是否正常，修整出现问题的线路；信号线未对应的情况一般会出现在安装和调整发信盘的过程中，应该根据设计刀位信号重新连接信号线。

3.结束语

数控机床刀架故障能否及时排除直接关系到数控机床的良好稳定运行。因此，相关技术和维修人员应当充分了解刀架系统结构、工作原理和动作过程，加强对故障现象的分析和诊断，在掌握数控机床监控运行状态数据和逻辑关系的基础上合理排除故障，以此不断提高刀架故障检修质量。

参考文献：

[1]袁林，付福起，李海滨.数控车床刀架典型故障分析及排除[J].制造技术与机床. 2010，13（14）：74-75

[2]孙有亮，马晓欣，王新民.数控车床刀架故障机理及排除[J].河北农业大学学报. 2011，05（35）：57-58

数控刀架范文第3篇

[关键词]多工位；液压数控；转塔刀架

中图分类号：TG51 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）34-0170-011 前言

在工业中，数控车床、加工中心必备机床的附件之一就是数控转塔刀架。如今数控机床高速发展，其一朝着高效、高速及高精度的方向发展，并且制造行业中也是不断改造设备数控及系统升级。对于关键附件，高性能数控转塔刀架有效提升了机床运行的稳定性、可靠性以及效率。在这种形势下，研究液压数控转塔的刀架具有现实意义。

2 转塔刀架的设计

2.1 设计要求以及方案

如今，在制造机床及加工机械领域之中，所处领先地位技术即为复合加工技术。也就是通过一台设备同时完成铣、车、铰孔、攻丝等各种加工所需。这种技术的优点就是降低了加工时间及辅助时间，并且提升了生产率，其典型代表就是铣车复合加工技术。要实现这种复合加工，可行的方案比较多，多工位液压数控转塔刀架即为其中一种方案，这种刀架是实现复合加工中较为核心部件，不但能够装上许多普通车刀，还能够通过提供液压动力所驱动的刀具，完成了钻、铣、车等各种加工。采用这种设计方案，有效解决了几个方面的问题：其一缩减了物流长度；其二降低了基准转换；其三降低了工装夹具数量；其四降低了占地面积；其五缩短了试验新产品的周期。这种方案保证了加工质量，增强了生产效率及自动化程度，因此该设计出定位精度较高、故障率较低的刀架是时展所需。而且车床中重要的组成部分就是刀架系统，主要是用来夹持切削所用刀具，所以结构对车床加工性能及加工效率具有直接影响。

2.2 转塔刀架的设计组成

1表示刀具的固定座；2表示动齿盘的转塔刀架；3表示花键轴；4表示动齿盘的刀架体；5表示活塞；6表示液压缸体；7表示液压缸端盖；8表示内花键齿形带轮。

在工作之时，油进入到液压缸的后腔，压力油就在活塞的后端面上作用，将活塞朝着左边运动，活塞就推动转塔开始运动，动齿盘和静齿盘之间脱开，通过同步齿形带液压电机就会带动花键轴开始转动，带动转塔开始转位，一旦转塔到位之后电机就会自动停止转动实现机械自锁，有效提防转塔越位。只要液压电机停止运行之后，液压缸的前腔就会来油，压力油就将力落到活塞前端面上，实现转塔锁紧。当然花键在转动之时，活塞是不会随着发生转动，滑动轴承实现了二者间的配合，本文就将活塞孔设计为滑动轴承。

2）液压原理；原理如图1所示。

从图2中可知，一旦YV3中带电液压缸就会上行，松开转塔。如果YV1带电，电机开始转动，转塔就跟着转动，当转到了预定的位置YV1与YV同时断电，而YV4带电，电机因为断电而停止转动，液压缸就会下行，转塔自然锁紧。当转塔锁紧之后YV4断电，也就完成了刀架的一次转位。伺服阀安装到了电机的内部，安装机械装置就能够实现电机机械自锁，有效防止了转塔发生越位。

3）刀架中的主要零部件

其一是动齿盘和静齿盘；数控刀架上两个主要的部件就是动齿盘和静齿盘，两盘精度对刀架性能好坏具有决定作用，一般将齿盘齿形设计为向心齿或者矩形齿。本文设计的刀架是工艺性能比较好的矩形齿，将啮合深度设计成4――5mm，所获取锁紧力才能够满足刀架刚度所需。

其二活塞；设计活塞需满足的要求；一旦花键轴开始转动之时，是不允许活塞随着转动，因此二者间就采用了轴承传动转矩，如果采用滚动轴承肯定不合适，因此就应用了滑动轴承。本文的设计就是将螺旋形的油槽直接开在活塞的孔内，并将活塞孔设计为滑动轴承。这种设计方案就省掉了活塞孔和花键轴间采用的滑动轴承，进一步简化了刀架结构。

其三花键轴；花键轴也属于转塔刀架中重要的零件之一，它承担了刀架转动轴还属于液压缸活塞杆。不但能够往复运动还能够转动，因此在花键轴和活塞的配合部分就采用了G7/h6.其配合特征是滑动配合间隙较小，无法自由转动但能够自由移动与滑动，并且还能够精确定位。

其四防尘、防水的设计；对于转塔刀架的设计中一个重要环节就是防尘、防水的设计，因为刀架工作时必然有铁屑、冷却液等进入其中，所以就应该应用O型密封圈进行密封。

其五控制方式；刀架的一个重要环节是控制方式，方式的好坏直接对刀架自动化的程度与编程方法具有决定作用。本文就采用了编码器与行程开关实现刀架自动控制，其中编码器对转塔转位进行控制，行程开关对转塔松开和锁紧进行控制。

其六刀架及重复的定位精度；所谓定位精度即为转塔到了预定位置后，在竖直片面内工位刀将设计中心线和孔中心线间的偏差，重复定位精度也就是刀架上各个工位进行反复锁紧数次之后产生的偏差平均值。因转塔刀架达到预备位置之前，为控制刀架初定位所设计的形成开关就会产生出信号切断控制电机中电磁阀的电源，电机内部就会机械自锁，让电机在预定位置上停止，因此刀架具备较高定位精度与重复定位精度。

4）刀架驱动形式；因滚珠丝杠具备传动效率高、摩擦系数小的优点，因此驱动刀架方式就采用了AC伺服电机来实现丝杠旋转，从而刀架就实现了直线运动。

3 多工位液压数控转塔刀架一些问题探究

任何刀架都会发生问题，及时发现问题及清除问题是生产中所需。本文就对一些常见问题所一些探讨。

1）刀架无动作；不管刀架是手动还是自动状况都无动作，这种故障大多是出现在电气或者机械部分，事实上该故障是比较容易处理的。如果出现了这类情况，首先就是要检查刀架的电机、电机电源线是否正常，因到位锁紧开关和PLC之间具有互锁关系，因此还要查看锁紧开关是否处于输出状态。排除了电气部分再考虑机械部分的问题，就要按照说明书上所说明的操作步骤，将端盖拆开轻轻转动刀盘，如果刀盘不动就说明机械部位被卡住了，就应该查找问题原因进行调整。

2）刀架和工件碰撞造成机械故障；当刀架运转之时，因为意外因素和工件碰撞可能造成刀盘出现轻微转位，导致刀尖和工件的轴心发生偏离，一旦定位锁发生变形就不可能顺畅弹出。而且在扭矩作用力下，发出选刀指令之后刀位就会产生微动，常常发生嗡嗡声。如果刀架电机在运转状态，就会导致保护开关发生跳闸。一旦发生了这些情况，就要拆开定位销后面电磁铁，并将定位销上面弹簧摘除，检查或者更换其定位销，并且重新调整刀盘。

4 结束语

本文所设计的转塔刀架定位精度高、刚度大、结构简单等各种优点，同时还分析操作中极易出现的一些问题。只有做好设计和使用中的维护，才能够真正发挥转塔刀架的作用。

参考文献

[1] 郭永环.数控车床用转塔动力刀架的发展方向[J].机床与液压，2010（6）.

[2] 吉涛，刘乘.多工位转塔刀架的数控实现[J].机床与液压，2009（9）.

数控刀架范文第4篇

关键词：数控机床 故障排除

中国经济的的快速发展有效的推动了机械加工产业的技术革命，数控加工设备作为一种高科技密集型的机电一体化设备得到越来越广泛的应用。其中数控车床作为一种廉价而实用的普及型数控加工设备正在越来越多的被采用。数控技术及数控机床的应用，成功地解决了某些形状复杂，一致性要求高的中、小批零件的自动化问题，这不仅大大提高了生产效率和加工精度，还减轻了工人的劳动强度，缩短了生产准备周期。但是，在数控车床使用过程中，数控车床难免会出现各种故障，所以故障的维修就成了数控车床使用者最关键的问题。由于数控加工设备技术方面的复杂性，加之大多数中小企业当中数控设备维修人才严重短缺，维修技术力量薄弱造成了数控车床在使用过程中出现了“好用难修”的现象。一旦发生故障就会束手无策，严重制约了数控机床高效能的持续发挥。

出现该种现象的原因有二：

一方面销售公司售后服务不能得到及时保证，另一方面操作者水平有限。在此也对从业人员提出了要求，应尽量多的掌握一些维修技术可以快速判断故障所在，缩短维修时间，让设备尽快运转起来。

在日常故障中，我们经常遇见的是刀架类、主轴类、系统显示类、驱动类、通信类这五种故障。而刀架故障在其中占有很大比例。常用经济型数控车床一般都配有四工位自动回转刀架，它是根据计算机数控系统改造传统机床设备的需要，同时兼顾刀架在机床上能独立控制的需要而设计的。现有的自动回转刀架结构主要有插销式和端齿盘式。无论哪种刀架正常工作都要涉及机械，电子控制系统等几方面。一旦出现故障则可能是机械部分的，也可能是电子部分的。在这里，我介绍一下我在日常教学工作中遇见的一次四工位电动刀架故障及相应地解决方法，希望能给大家提供一些有益的借鉴。我们单位所用设备是沈阳数控机床设备有限公司所生产的TC系列数控车床，采用的是日本FANUC系统。

故障现象：刀架不转

在操作面板上有一个按键“自动换刀”，在正常情况下，数控车床操作系统处于手动方式时，每按下一次该键，则四工位自动刀架会按顺时针顺序转动一个工位，在转动以前会发出很清脆的“咔”一声响。而此次换刀时，声响发出了，但刀架不动。

原因分析：刀架电动机380V相位错误。

由于刀架只能顺时针转动（刀架内部有方向定位机械机构），若三相位接错，刀架电动机一通电就反转，则刀架不能转动。刀架电动机三相电缺相。刀架位置信号所用的24V电源故障。刀架体内中心轴上的推力球轴承被轴向定位盘压死，轴承不能转动，使得刀架电动机不能带动刀架转动。拆下零件检查原因，发现由于刀架转位带来的震动，使得螺钉松动，定位键长时间承受正反方向的切向力，得寸进尺定位键损坏，螺母和定位盘向下移动，给轴承施加较大轴向力，使其转动不得。控制系统内的“系统位置板”故障，刀架到位后，“系统位置板”应能检测到刀架位置信号。

排除方法：将刀架电机线中两条互调或检，首先将电动刀架上盖拆开，使其露出相互连接的电线（注意：此时机床必须处于停电状态）将其中任意两根线轻轻拧下，互相交换接头并拧紧。此时通电试验，自动换刀情况运转正常，故障排除。

此次机床刀架不转是众多机床故障当中常见现象之一，除以上故障外刀架类故障还有：无法机动换刀，刀架加紧后无回答信号等故障现象。出现这种故障后应先对刀架进行检查，看其用万用表检查电路，继电器是否正常，工作触电是否可靠，再看内部机械部分是否配合紧密。熟悉刀架结构，电路原理对我们及时有效的找到故障源头对症下药迅速排除故障有很大帮助。

此次维修得到了石家庄博深工具集团孙利民老师的大力帮助，在此表示感谢！

参考文献:

1、任建平 《现代数控机床故障诊断与维修》 北京 国防工业出版社 2002

2 、唐金松 《简明机械手册》 上海科技出版社 2000

数控刀架范文第5篇

关键词：刀架；刀位；程序

1 换刀与刀位的介绍

1.1 换刀控制总时序

当执行换刀操作后，系统会输出刀架正转信号TL+，同时系统检测刀具到位信号，当检测到刀具的到位信号后，关闭TL+输出，延时NO.082设定的时间，然后输出刀架反转信号TL-。随后检查锁紧信号TCP，相应值为：CTCP，K0011.3设定为1，当接收到此信号后，再延时NO.085设定时间，关闭TL-；若换刀结束检查刀位信号CHET（K0011.5）设为1，刀架反转结束以后判断当前刀号是否与当前刀位输入信号一致，否则系统报警。

1.2 刀位信号的处理

读取刀位信号，N0.084中设置了总刀位PLC输出端与机床强电信号连接数，若总刀位数>4，R0057.0为1，如果总刀位数=4，R0057.1为1，若总刀位数6，R0055.0为1，若总刀位数=6，R0055.1为1，若总刀位数

1.3 换刀过程

1.3.1 当需求换刀时，R0220.0已置位，将R0140中当时读到刀位与F0026指令刀位数进行比拟，若比拟成果不持平，在无刀架回转信号Y0001.7值为0时输出刀架正转信号Y0001.6的值为1，刀架开端正变换刀。当刀位与指令刀位持平时，中止正转输出，同时R0220.1置位，R0220.0复位，进入换刀下一过程。

1.3.2 当刀架刀位信号检测到且输出刀架正转信号被中止后，由于惯性刀架还会转变一小段间隔，从而脱离传感器检测位，刀位是否到位需再次检测，若经再次检测刀位没有到位，将R0220.2置位，R0220.1复位，进入换刀下一过程。

1.3.3 刀架开端回转锁紧，由N083参数设定时刻，回转锁紧时刻到后刀架开端中止回转，同时R0220.2复位、R0220.3置位，继续换刀下一过程。但若回转时刻大于DT0008所设时刻，TCP不为1，换刀超时报警。

1.3.4 根据N0182#2设置，若换刀结束时需检测刀位信号，就在断定刀架到位后将K0002.0复位；若换刀结束时不需检测刀位信号，直接复位K0002.0。当无刀具的功用选通信号后，复位R0220.3、R0220.4、R0244、R0241，做好下次换刀准备。

2 PLC程序的基本结构与工作原理

PLC采用计算机结构，若把PLC视为一个系统，则该系统由输入、输出变量和PLC组成，外部的各种模拟信号、开关信号、传感器检测出的信号均可作为PLC的输入变量，经PLC外部的输入端子输入到内部寄存器，在PLC内部经运算处理，传送到输出端，实现控制设备的功能。由此，可把PLC视为一个变换器，实现将输入变量到输出变量转变。

2.1 控制系统的组成部分

（1）输入部分：与PLC输入端子直接相连。（2）控制部分：反复执行用户程序，产生各种输出控制信号。（3）输出部分：与PLC输出端子直接相连接。

2.2 PLC程序的工作过程

（1）输入处理：在执行程序以前，输入信号先按地址编码顺序被读入输入映象寄存器，随后执行用户程序，在执行过程中，输入映象寄存器的内容不会随输入信号变化。（2）程序控制：程序被执行时，用户程序被顺序扫描，每执行一条程序所需信息由PLC从输入映象寄存器及其他内部寄存器中读出，执行结果由PLC写入输出映象寄存器。（3）输出处理：当执行完全部指令，输出映象寄存器中的所有状态都被传送到输出锁存寄存器，构成PLC的实际输出。

3 刀架的PLC程序分析

3.1 PLC编程步骤及程序的模块化设计

3.1.1 PLC编程步骤

PLC编程既要以电气系统I/O点分配情况为参照，又要将一切由PLC处置的逻辑动作包含其中，并根据各个逻辑呼应时刻的需求别离处置。立式数控车床系统开发总结出的PLC编程具体步骤可归纳为：（1）操控系统开发开始，断定操控目标、断定操控对动作的标准、算出输入点数和输出点数以及估量操控规模。（2）接口标准的拟定，DI、DO的分配，地址表的编制

3.1.2 PLC程序刀架的模块化设计

（1）模块的划分。本研究将PLC程序划分成公共信号模块、根本操控模块、主轴模块、刀架模块以及报警模块5部分。公共信号模块完成的是PLC与NC间接口信号的首要处置。根本操控模块完成的是紧迫中止、程序启停等信号的功用。主轴模块完成对主轴正回转以及定向等的操控。刀架模块完成刀架的选刀及定位等的操控。报警模块监测机床有无毛病及是否发生误操作等。

（2）模块的结构。每个模块都包括输入、数据主体逻辑和输出3个部分。在程序执行时，输入信号的物理地址由输入部分转化为PLC中心逻辑地址。主体逻辑数据是模块的首要构成数据，用来完成操控过程中的逻辑和算术运算，然后把运算结果暂存到中心逻辑地址。输出数据的作用主要是传送主体逻辑数据运算结果，从而完成机床各部件的功能和为其它模块提供接口信号以完成各种次序或连锁操控等。

3.2 PLC调试

首先将计算机和802Ds1的COMI连接，802Ds1必须进机方式，然后才能利用PLC编程工具软件将该应用程序下载到802Ds1中，下载成功后，启动PLC应用程序。

利用PLC程序调试对立式数控车床的调试项目有：（1）机床运行电气安全措施。（2）NC工作方式检验。（3）NC状态检验。（4）指令代码译码控制检验。（5）液压系统控制检验。（6）冷却和排屑系统控制检验。（7）主轴系统控制性能检验。

参考文献

[1]胡旭兰.数控机床电气装调[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2010.

[2]陈学军.数控车床自动回转刀架PLC控制系统设计[J].机床电器，2008（3）.

[3]刘百喜.中国车床制造业现状及数控车床的发展[J].世界制造技术与装备场，2006，3：12-13.

[4]舒志兵，陈先锋.现代交流伺服系统及其在数控加工中的应用[J].南京工业大学学报，2004，12：146-147.

[5]王爱玲.现代数控机床[M].北京：国防工业出版社，2003，40-45.

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[7]郝安林，吕安相.中国数控机床现状及发展趋势[J].安阳大学学报，2004，2：21-23.

数控刀架范文第6篇

关键词：电动刀架 数字化改造

中图分类号：TG519.1 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2013）07-0102-02

一、数控机床刀架改造及方案

数控车床电动刀架是数控车床的重要功能部件，主要完成零件加工过程中的自动换刀。使机床在一次装夹中完成多工序的加工，有效的减少刀具多次装夹带来的加工误差，刀架用于夹持切削用的刀具，其结构直接影响机床的切削性能和切削效率。因此数控车床的刀架选择的好与坏、效率高与低将直接影响到产品的加工时间和质量，随着制造业的不断发展，对自动刀架的功能及性能要求也越来越高，原有的四工位刀架常常不能满足盘式零件加工要求。本篇主要介绍如何用卧式六工位电动刀架取代立式四工位刀架，以提高数控机床使用性能。

图 1-1 所示为数控车床自动回转刀架机电系统，其中包括控制元件、动力源、传动装置、刀架体与检测装置。PMC作为控制装置，通过程序控制电机的起停与正反转，电机作为动力源，通过传动装置控制上刀体的抬起、下降与转动，霍尔元件作为检测元件，检测上刀体是否到位，到位信号反馈给PMC，共同控制电机的运转。

下面从机械与电气两方面做一说明。

二、刀架选择及安装

1.刀架选择

数控刀架开始向快速换刀、电液组合驱动和伺服驱动方向发展。目前国内数控刀架以电动为主，分为立式和卧式两种。立式刀架有四、六工位两种形式，主要用于简易数控车床；卧式刀架有八、十、十二等工位，可正、反方向旋转，就近选刀，用于全功能数控车床。另外卧式刀架还有液动刀架和伺服驱动刀架。电动刀架是数控车床重要的传统结构，合理地选配电动刀架，并正确实施控制，能够有效的提高劳动生产率，缩短生产准备时间，消除人为误差，提高加工精度与加工精度的一致性等等。另外，加工工艺适应性和连续稳定的工作能力也明显提高：尤其是在加工几何形状较复杂的零件时，除了控制系统能提供相应的控制指令外，很重要的一点是数控车床需配备易于控制的自动回转刀架，以便一次装夹所需的各种刀具，灵活方便地完成各种几何形状的加工。

电动刀架已经形成了系列产品，国内许多厂家已有定型产品，如：立式四工位刀架、卧式六工位刀架、八工位刀架、十工位、十二工位刀架等，我们在改造时只需要根据产品加工的工艺要求，选用卧式六工位刀架，如下图（b）。

2.刀架安装

与原刀架高度及尺寸相近视，刀架电控系统与原刀架电控系统电平一致，机械参数可以参考同类机床进行类比，中心高不能过高，低了可以用垫板垫；安装尺寸也要合适，可以采用过渡件安装。

3.电气改造及调试

电气控制部分改造分两步，线路改造和刀架控制梯形图的编写。

3.1电气部分改造

电气部分，刀架电机主电路不变，原刀架四个刀位输入信号地址X2.1、X2.2、X2.3、X2.4中，前三个可作为六工位刀位信号使用，刀架的分度由刀架电动机后端的角度编码器进行检测和控制，信号是BCD码，X2.4可作为刀架加紧信号输入，需增加X2.6、X2.5两个输入点作为刀位选通信号及刀架电机过载保护输入端，系统其它电气控制部分不再改动，下图为改装后的原理接线图。

3.2刀架结构及动作分析

经济型数控车床刀架式在普通车床六方位刀架的基础上发展的一种自动换刀装置，其功能和普通六方位刀架一样：有6个刀位，能夹持六把不同功能的刀具，方刀架回转60°时，刀架交换一个刀位，但方刀架回转和刀位号的选择是由加工程序指令控制的。下面就以六工位刀架为例来说明其结构与原理，如下图3.2所示。

3.3刀位信号

3.4自动刀架控制涉及到的I/O信号

PLC输入信号： X2.1～X2.3：1～6号刀到位信号输入；X2.4：热继电器信号输入；

X2.5：行程到达信号输入； X2.6：角度编码器位置选通信号输入；

X2.7：电源空开信号输入； PLC输出信号： Y2.4：刀架正转继电器控制输出；

Y2.5：刀架反转继电器控制输出。

电动机的正反转由接触器KM6、KM7控制，刀架的松开和锁紧靠微动行程开关SQ1进行检测，地址为X2.5。刀架的分度由刀架电动机后端的角度编码器进行检测和控制，信号是BCD码，分别是X2.1、X2.2、X2.3。刀具位置选通脉冲信号为X2.6。电动刀塔过载保护输入信号为X2.4。选通信号X2.6为1时表示刀架已经旋转到某个刀位位置，这时的具体刀位号由X2.1、X2.2、X2.3来确定。

3.5电气设计要求

机床接收到换刀指令（程序的T码指令）后，刀架电动机正转进行松开并分度控制，分度过程中要有转位时间的检测，检测时间设定为10s，每次分度时间超过10s系统就发出分度故障报警。刀架分度并到位后，通过电动机反转进行锁紧和定位控制，为了防止反转时间过长导致电动机过热，要求电动机反转控制时间不得超过0.7s。电动机正反转控制过程中，还要求有正转停止延时时间控制和反转开始的延时时间控制。自动换刀指令执行后，要进行刀架锁紧到位信号的检测，只有检测到该信号，才能完成T代码功能。自动换刀过程中，要求有电动机过载、短路及温度过高保护，并有相应的报警信息显示。自动运行中，程序的T代码错误（T=0或T>7）时相应有报警信息显示。

3.6控制软件的设计

电动刀架控制系统软件执行过程为：换刀系统接收到换刀指令后，系统首先读取刀号存储单元中存储的当前刀位号码，并将该存储单元中的刀位号与换刀指令给出的刀位号比较，如果相同，则不需换刀，系统继续向下执行程序；如果当前刀位号码与换刀指令给出的刀位号不相同，则PMC的Y2.4脚输出高电平控制刀架电机正转，并不断检测刀位到位信号，当检测到刀位到位信号后，PMC的Y2.4脚输出低电平，停止刀架运转，同时在Y2.5脚输出高电平，电机反转，同时启动定时器（电机反转的时间必须严格控制，时间过短，刀架无法锁紧，时间过长，会导致电机过载而烧毁），延时时间一到， Y2.5脚输出低电平，电机停止旋转，完成换刀过程。

接下来就要完成FANUC系统PMC刀架控制梯形图的编制，根据刀架换刀流程及I/O分配地址，完成刀架控制梯形图的编写。

对一台特定的数控机床，只要能满足控制要求，对梯形图的结构、规模并没有硬性的规定，我们可以按思路和逻辑方案进行编程。但理想的梯形图程序除能满足机床的控制要求外，还应具有最少的步数、最短的处理时间和易于理解的逻辑关系。

3.7调试

3.7.1顺序程序的输入、调试

3.7.2系统运行

数控刀架范文第7篇

关键词:数控车床 回转刀架 正转 反转 PLC

中图分类号:TG519.1 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2011)03-0012-01

数控机床是一种机电一体化产品,其综合了自动控制、电子计算机、自动检测及精密机械等方面的技术。该系统通过处理相应的指令程序,可以自东完成信息的输入、译码和运算,从而完成控制机床运动和加工的过程。数控机床与普通车床相比,具有加工精度高,质量稳定、适应性、效率高、操作劳动强度低等优点。

经济型数控车床是我国当前数控车床的主流产品,主要是因为其价格低廉,设备费用投入较少。我国已有十余家企业生产规模达到年产千台以上。

经济型数控车床比较适合目前国内市场的需要,所谓的经济型数控机床就是在普通的机床上面加装数控系统的自动化机床。经济型数控机床主要依靠控制系统精度和机床本身的机械传动精度这两方面来保证和提高被加工零件的精度。由于数控车床的进给传动系统必须对进给位移的位置和速度同时实现自动控制,所以,数控车床与普通卧室车床相比,应具有更好的精度,以确保机械传动系统的传动精度和工作稳定性。

经济型数控车床为了能在工件的一次装夹中完成多工序加工,减少多次安装所引起的加工误差,缩短辅助时间,必须带有自动回转刀架。自动回转刀架一般四工位六工位和八工位这几种形式。根据机械定位方式的不同,自动回转刀架可分为三齿盘定位型和端齿盘定位型等。根据安装方式的不同,自动回转刀架可分为卧式和立式两种。其中端齿盘定位型虽然结构较简单,但是换刀时刀架需抬起,换刀速度较慢且密封性较差。三齿盘定位型又叫免抬型相对而言结构较复杂,但其换刀时刀架不抬起,因此换刀时速度快且密封性好。

自动回转刀架为了更好的承受加工时的切削抗力,在结构上必须要求有良好的刚性和强度。自动回转刀架还要选择可靠的定位方案和合理的定位结构以保证转位具有高的重复定位精度。自动回转刀架的自动换刀由控制系统和驱动电路来实现的。

1、自动回转刀架工作过程

电动刀架由机械换刀机构、电动机、发讯盘等组成。系统发出换刀信号时,刀架电机正转,通过升降机构和减速机构将刀体上升至一定位置,离合盘带动上刀体旋转到所选择刀位,这时发讯盘发出到位到位的信号,此时刀架电机反转,完成初定为以后上刀体下降,齿牙盘啮合,完成精确定位,并通过升降机构锁紧刀架。

2、控制系统设计

此次控制设计的是采用PLC来实现的刀架换刀过程。PLC对控制刀架的I/O进行逻辑处理和运算,以实现刀架的顺序控制。系统还要设计一些相应的参数对换刀过程进行调整来保证换刀能正确进行。此次设计采用的是西门子S7-200编程软件进行程序设计。

2.1 控制电路硬件

刀架电气控制部分的主电路主要是通过控制刀架电机的正转和反转来控制刀架的正转和反转。刀架控制的PLC输入输出控制回路中每把道具都有一个固定的刀号,通过PNP型霍尔开关并接一电阻进行到位检测。

2.2 PLC控制流程

数控刀架换刀有手动换刀和通过T指令进行自动换刀两种模式。手动换刀是指将机床调到手动状态,通过刀位选择按键进行目的刀位选择,有的系统是利用记数的形式来实现,例如通过检测刀位选择信号的状态,如果按下刀位选择按键,计数器的数值发生改变,系统选择也会发生相应的改变;有的系统是利用波段开关的形式进行实现,比如说也可以采用单键换刀,一个短促的按键可以换下一个刀位。T指令换刀是直接通过编程刀号作为目的刀位进行换刀。刀架电机顺时针旋转时为选刀过程,逆时针旋转时为锁紧过程,选刀监控时间和锁紧监控时间由PLC定时器决定。

2.3 PLC控制程序

PLC程序部分包括换刀刀号或编程刀号的读入、刀位判断比较、正转寻刀监控及反转锁紧延时监控等。由于篇幅的限制,在此只介绍自动换刀过程。

自动换刀的PLC控制系统,采用字节传送指令将当前刀位开关信号转换成当前刀号存放到继电器中,在T选通信号的作用下将当前刀号和指令刀号进行比较,如果不相等则置位,刀架电机开始正向旋转;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,刀架中的每把刀具各有一个霍尔位置检测开关,各个刀具按顺序依次经过发磁置产生相应的刀位信号。当产生的刀位信号和指令刀号相一致的时候,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,这一时间由时间继电器来设定,不能太长,过长会造成手动或自动换刀时目的刀位不正确,过短会造成有些刀架换不到位,特别是手动换刀时会因为找不到下一个刀位而在原位转换,这个时间的设定在调试时要根据情况具体调定。自动换刀时延时一定时间以后,电机停止正向旋转,刀架开始反转,其实就是刀架锁紧的过程,这个过程会延续一段时间,直到刀架锁紧到位停止,但反转时间也不宜过长或过短。过长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。

当然,在设计中还要考虑一些保护和安全因素,如刀架电动机长时间旋转,而检测不到刀位信号,则认为刀架出现故障,立即停止刀架电动机,以防止将其损坏并报警提示;刀架电动机过热报警时,停止换刀过程,并禁止自动加工等。

3、结论

回转刀架在数控车床中占有重要地位。回转刀架如果转位不到位或又很大误差,会使加工的工件报废。因此在设计时除了结构的合理之外,还综合考虑了精度等。刀架的回转精度用步进电机控制,因此选用的步进电机的步距角是受刀架精度影响的。

参考文献

[1] 周万珍,高鸿斌.《PLC分析与设计应用》.电子工业出版社,2004.

[2] 余雷声.《电气控制与PLC应用》.北京机械工业出版社,2002.

数控刀架范文第8篇

1.工作原理

以下是一款数控旋压机用平刀，其实物如图1-1所示。

由于在产品生产中的产品存在多样性，生产中发现这款平刀架在生产有直壁台阶小圆弧过渡的零件时，如在生产如图1-2所示的DD025吊顶射灯灯罩时，只要平刀加工到台阶面时，便会在台阶连接处压出一道凹痕，严重时甚至产生压裂的情况如图1-2所示，严重影响了产品的表面质量，达不到客户的要求甚至造成工件的报废。

2.挤伤开裂原因分析

由于刀架在工作过程中合金刀头与刀架旋转块旋转中心成三角形位置关系，当刀架绕旋转中心旋转一定角度后，合金刀头就会沿纵方向发生一定量的相对位移。合金刀头贴合工件表面，对工件做挤压修光加工，使工件表面达到较高的质量，而当加工到工件台阶面时，合金刀头与工件台阶面直壁面的瞬间，刀架受力情况发生变化，刀头绕旋转中心发生旋转，使合金刀头发生位置形成变化，对工件表面产生挤压现象，如上图所示在工件表面留下凹痕，影响工件的表面质量。

二、刀架的改进

针对以上问题，通过讨论研究并查阅大量设计资料，对以上刀架进行了相应改造。改进后对工件的加工效果得到了很大的改善，满足了客户对工件表面质量的要求，又降低了产品的废品率。对此，在新刀架完成之后做了新旧刀架生产对比试验，试验对比结果显示新刀架比原刀架废品率降低了28%。

改造后的刀架结构及实物如图2-1所示：

改进后的刀架主要由两部分组成，压力调节C构（图2-2），刀头旋转机构（图2-3）组成，压力调节机构通过连接杆经风铜焊技术与刀头旋转机构固定连接。在工作过程中，压力调节装置可以调节刀头与工件之间的压力大小，刀头旋转机构可以使刀具绕旋转轴中心做一定角度的旋转。这款平刀改进成功后，在实际生产中充分发挥了它的优势，不仅解决了一直以来旋压痕难以解决的难题，而且避免了旧刀架出现的挤伤工件表面情况的出现，有效提高了产品的表面质量。在使用过程中安装方便，只要将刀架上的六工位刀架连接板放入六工位刀架装刀槽内，锁紧螺栓，在生产过程中通过对刀、刀补设置、试模调压后就可进行批量生产，方便实用。

图2-2为压力调节装置结构图，该机构主要由六工位刀架连接板、压力调节杆 、压力调节螺母、锁紧螺栓、盖板、调压筒、调压弹簧、连接杆、止转螺栓组成。压力调节机构通过连接杆将压力传递给刀头旋转机构。止转螺栓的设置则避免了刀头旋转机构在加工过程中由于受力而发生的旋转。

在生产过程中，该刀架通过六工位刀架连接板连接到机床的六工位旋转刀架上。如果没有压力调节装置，整个刀架和六工位旋转刀架成刚性连接，压力不可调节，如果加工过程中刀具与工件之间的压力太大，就会造成工件过于贴膜，使产品表面出现严重波浪纹甚至是开裂，造成工件报废；而压力太小，又不能达到修光目的，不能提高工件表面质量。通过该装置可以调节刀具与工件之间的压力大小，压力弹簧选择TF30×16×60矩形压缩弹簧，其压缩载荷为120kg，大于原刀架两根LR12×8×30圆柱压缩弹簧的压缩载荷30kg，满足加工不同材料零件过程中对刀具与工件之间的压力调节。该调节机构中调压弹簧为刀架工作提供压力，通过调节压力调节杆、压力调节螺母，以调节弹簧对连接杆的拉力，最终达到调节刀头对工件表面的压紧力，避免了压力过大或不足而造成的表面质量缺陷。

1 六工位刀架连接板2 压力调节杆3 压力调节螺母4 锁紧螺栓5 盖板6 调压筒7 调压弹簧8 连接杆9 止转螺栓

图2-3所示为合金刀头旋转机构由合金刀头支承轴、限位销、旋转块、蜗卷形旋转弹簧、轴承、支撑筒、合金刀头组成。在刀架安装试模调试过程中，通过调试调节弹簧的预紧力大小，使得合金刀头以合适的位置修光工件表面而又不应受力过大发生过大旋转，影响刀具的工作。

1 合金刀头支承轴2 限位销3 旋转块4 蜗卷形旋转弹簧5、7 轴承6 支撑筒8 合金刀头

其中合金刀头同样用风铜焊技术焊接在支承轴上，其几何尺寸如图2-4所示，由两个加工面组成，两工作面之间通过R2圆弧连接，刀头加工面1对工件进行挤压修光工作；当加工到X方向台阶面时，刀头跟着旋转轴旋转一定角度，以第2加工面完成对工件表面的挤压修光加工。

合金刀头旋转机构可以使合金刀头绕支承轴旋转中心旋转，如图2-5所示为支撑筒零件图，除安装轴承所需要的台阶孔面外，还增加了一个台阶孔位用以安装蜗卷形弹簧，支撑筒通过蜗卷形弹簧与合金刀头支承轴连接，并在支撑筒上开了一个90°的槽。支承轴上设置有限位销以及旋转块，通过螺纹与支承轴固定连接。在弹簧的作用下支承轴可绕支撑筒中心旋转90°。

由于灯罩零件表面多为圆弧面连接，该旋转机构可以使刀头随着工件表面的圆弧变化情况旋转，让刀头以最佳的相对位置对工件表面做修光加工。当加工到工件台阶面时，合金刀头随着受力的变化旋转一定的角度，以第二加工面对台阶面进行加工，旋转后刀头没有发生位移而挤伤工件，在旋转过程中，合金刀头加工面1与2之间随着旋转平稳的完成加工面而转化，使两个面之间能够保证相同的表面质量要求。

使用该平刀进行表面修光加工后的效果对比如下图。仔细看不难看出工件修光前后的表面效果，经过平刀修光之前，工件表面有明显的螺纹状痕迹，平刀修光后，工件的表面均能达到镜面反光效果，达到了客户对表面质量的要求，得到了客户的认可。

三、结束语

数控刀架范文第9篇

关键词：FANUC数控 PMC设计 刀架

一、FANUC数控系统PMC 的介绍

数控系统分为控制伺服电动机和主轴电机作各种进给切削动作的系统部分和控制机床辅助电气部分的 PMC。PMC 与 PLC 所需实现的功能是基本一样的。PLC 用于工厂一般通用设备的自动控制装置，而PMC 专用于数控机床辅助电气部分的自动控制，所以称为可编程序机床控制器，简称 PMC。

X 是来自机床侧的输入信号（如接近开关、极限开关、压力开关、操作按钮等输入信号元件，I/Olink 的地址是从 X0 开始的。PMC 接收从机床侧各装置反馈的输入信号，在控制程序中进行逻辑运算，作为机床动作的条件及对设备进行诊断的依据。Y 是由 PMC 输出到机床侧的信号。在 PMC 控制程序中，根据自动控制的要求，输出信号控制机床侧的电磁阀、接触器、信号灯动作，满足机床运行的需要。I/Olink 的地址是从 Y0 开始的F 是由控制伺服电机与主轴电机的系统部分侧输入到 PMC 信号，系统部分就是将伺服电机和主轴电机的状态，以及请求相关机床动作的信号（如移动中信号、位置检测信号、系统准备完成信号等），反馈到 PMC 中去进行逻辑运输，作为机床动作的条件及进行自诊断的依据，其地址从 F0 开始。G 是由 PMC 侧输出到系统部分的信号，对系统部分进行控制和信息反馈（如轴互锁信号、M 代码执行完毕信号等）其地址从 G0 开始。

二、刀架换刀原理

数控车床使用的回转刀架是最简单的自动换刀装置，有四工位和六工位刀架，回转刀架按其工作原理可分为机械螺母升降转位、十字槽转位等方式，其换刀过程一般为刀架抬起、刀架转位、刀架压紧并定位等几个步骤。回转刀架必须具有良好的强度和刚性，以承受粗加工的切削力。同时还要保证回转刀架在每次转位的重复定位精度。在 JOG 方式下，进行换刀，主要是通过机床控制面板上的手动换刀键来完成的，一般是在手动方式下，按下换刀键，刀位转入下一把刀。刀架在电气控制上，主要包含刀架电机正反转和霍尔传感器两部分，实现刀架正反转的是三相异步电机，通过电机的正反转来完成刀架的转位与锁紧；而刀位传感器一般是由霍尔传感器构成，四工位刀架就有四个霍尔传感器安装在一块圆盘上，但触发霍尔传感器的磁铁只有一个，也就是说，四个刀位信号始终有个为“1”或为“0”。

三、手动换刀的 PMC控制程序编制

车间内很多机床原来是不带手动换刀功能的，经过改造后程序如下：

1、刀架抬起，正转启动

此处加了一个R71.0的中间信号，因为在实际测试中发现，在下面的检测信号过程中，如果没有该延时信号，机床无法正常换刀。

2、刀号检索

3、刀架锁紧

4、复位

上述过程，由于大家都有了非常成熟的程序，在此不再赘述。

四、PMC状态表查看

发那科系统提供 PMC 状态查询， 我们可以按系统面板上的 【SYSTEM】 - 【PMC】-【信号】 ，搜索 X 查询现有地址的状态。正常状态下的刀架是有一位是低电平，三个为高电平，如果四位相同，那么就表示刀架信号异常，就会产生不能换刀的故障， 这时候， 就需要用检查发讯盘与线路了。 发那科提供的信号状态查询功能，可以很好的进行信号状态的查询，对判断故障原因提供很大的方便。这个功能是需要我们牢固掌握的。

五、结论

刀架故障是常见的数控车床故障，原因很多，也有是因为刀架电机正反转不良造成的，所以需要仔细掌握刀架与 PMC 的控制过程，发现故障原因。本文通过刀架手动换刀程序的编写是通过 PMC 状态表，查看刀位信号，从而判断故障原因，也可以通过万用表测试相关信号的电平来进行判断。

通过PMC程序可以控制数控机床自动运行，那么我们通过编写相应的指令与系统内部指令匹配，就可以查看其状态，对机床功能进行修改及相应编程，这样我们在进行机床排故时就可以事半功倍！

参考文献：

[1]赖思琪，黄恒《基于FANUC 0i系统的加工中心刀库控制》《机床与液压》2012年40期

[2]何彩颖，杨金鹏 《数控车床六方刀架换刀PMC编程设计》《新技术新工艺》2013年7期

[3]李叶龙《数控机床与PLC的关系》《赤峰学院学报》 2009年6期

数控刀架范文第10篇

[关键词]数控刀架；故障；数据采集

中图分类号：TF762.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）44-0244-01

一、数控刀架故障的定义

1、数控刀架的故障

在规定的条件下，规定的时间内，数控刀架产品发生下列情况均称为故障：

a、数控刀架不能完成规定的功能（功能性故障）。

b、数控刀架的一个或几个性能参数超出允许的变化范围（参数性故障）。

2、数控刀架的关联故障

数控刀架在规定条件下使用，由于其本身质量缺陷而引起的故障。在解释试验结果或计算可靠性特征量的数值时必须计入的故障。

3、数控刀架的非关联故障

除关联故障以外的故障，是由于数控刀架产品的误用或维修不当以及其它外界因素所引起的故障。在解释试验结果或计算可靠性特征量的数值时不应计入的故障。

二、数控刀架故障等级

数控刀架产品的故障等级是根据其所发生的故障对整个数控刀架产品的最终影响程度来划分的，要综合考虑数控刀架产品性能、故障维修费用和周期、所发故障对操作者的安全和风险等诸方面的囚素，即要考虑数控刀架发生故障后，故障带来的对人身安全、任务完成、经济损失等的影响程度。根据数控刀架所发生故障的性质和危害程度，可将其分为四类：致命故障、严重故障、一般故障和轻微故障，如表1所示。

三、数控刀架故障数据的采集与处理

1、数控刀架故障的监测

在数控刀架的功能试验和整机切削试验过程中，需要安排专门的可靠性试验人员对整个试验过程进行监测。包括有如下内容：

（1）需要可靠性试验人员每4h检查一次数控刀架样品的性能，包括：噪声、温度和温升、油气渗漏、刀架运转情况等。

（2）需要可靠性试验人员每4h检查一次数控刀架可靠性试验的工况条件，包括环境温度、相对湿度、电源电压等。

（3）在数控刀架的可靠性试验过程中，一旦数控刀架样机发生故障，需要可靠性试验人员立即停机并对刀架样机进行检查。

2、数控刀架故障数据的采集及故障处理

在数控刀架的功能试验和整机切削试验过程中，需要安排专门的可靠性试验人员对数控刀架样机所发生的故障进行数据采集和故障处理。

（1）在数控刀架的可靠性试验过程中应按照规定由可靠性试验人员定期检查数控刀架样机的运行情况，并做好记录――填写“数控刀架可靠性试验运行记录表”，如表2所示。应对数控刀架样机的运行情况准确地、如实地记录，其中凡在“数控刀架可靠性试验运行记录表”中有涂改之处应有记录人员的签章并说明其理由。

（2）在数控刀架可靠性试验过程中，数控刀架样机一旦发生故障，其可靠性试验人员应根据规定的数控刀架故障判定原则和计数原则，立即对所发生的故障进行记录――填写“数控刀架故障记录表”，如表3所示、“数控刀架故障分析报告”，如表4所示。

（3）数控刀架样机在可靠性试验过程中发生故障后，由维修人员对发生故障的数控刀架样机进行修理排除故障，并且数控刀架样机需要经过检验确定所发生故障已可靠排除之后，才能够重新进行运转，凡产生故障未经排除的数控刀架样机，不得继续运转。

a、对于数控刀架样机中达到寿命期限的耗损件和配套件的更换虽不计为故障，但应作记录。

b、若在数控刀架可靠性试验的观察期间未发现故障，或中途停止试验，可根据有关方法（如累积故障法等）处理中断数据。

（4）数控刀架可靠性试验结束后，需要将数控刀架样机恢复到数控刀架产品标准所规定的正常工作状态。其中，失效的元器件、零部件性能虽没有超出允许极限，但已经退化，所以都需要更换。使用期已超过规定寿命一半的耗损性元器件也需要更换。数控刀架样品复原后，需通过常规验收程序验收合格，即可按正品交付使用。

参考文献

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