【文章內(nèi)容簡介】 絲杠旋轉(zhuǎn)，將電動機(jī)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化成滑板的直線橫向運(yùn)動。④螺紋車削為保證主軸轉(zhuǎn)一圈，刀架移動一個導(dǎo)程，在主軸箱的左側(cè)安裝了個個光電編碼器。主軸至光電編碼器的帶輪傳動比為1：1。光電編碼器配合縱向進(jìn)給交流伺服電動機(jī)，保證主軸轉(zhuǎn)一圈，刀架移動一具導(dǎo)程（即被加工螺紋的螺距）。CK6136主要采用四工位（四方形）刀架，其結(jié)構(gòu)如下圖所示：原理與動作過程如下：四方刀架：1松開：刀架電動機(jī)與刀架內(nèi)一蝸桿相連，刀架電動機(jī)轉(zhuǎn)動時與蝸桿配套的渦輪轉(zhuǎn)動，此渦輪與一條絲杠為一體的（稱為“渦輪絲杠”）當(dāng)絲杠轉(zhuǎn)動時會上升（與絲杠旋合的螺母與刀架是一體的，當(dāng)松開時刀架不動作，所以絲杠會上升），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)動刀架在摩擦力的作用下與絲杠一起轉(zhuǎn)動即換刀；3定位:在刀架的每一個刀位上有一個用永磁鐵做的感應(yīng)器，當(dāng)轉(zhuǎn)到系統(tǒng)所需的刀位時，磁感應(yīng)器發(fā)出信號，刀架電動機(jī)開始反轉(zhuǎn)。 4鎖緊：刀架是用類似于棘輪的機(jī)構(gòu)裝的只能沿一個方向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)絲杠反轉(zhuǎn)時刀架不能動作，絲杠就帶著壓板向下運(yùn)動將刀架鎖緊，換刀完成（電動機(jī)的反轉(zhuǎn)時間是系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定的，不能過長不能太短，太短刀架不能鎖緊，太長電動機(jī)容易燒壞……）Ck6136適用范圍：CK6136數(shù)控車床主要用于對回轉(zhuǎn)體類的零件進(jìn)行加工，多適用于多品種、中小批量產(chǎn)品的加工，對復(fù)雜、高精度零件更顯其優(yōu)越性。 CK6136電氣結(jié)構(gòu)及原理分析2．2．1 CK6136數(shù)控車床電氣控制電路分析1．電氣控制設(shè)備主要器件：數(shù)控裝置 機(jī)床變壓器 系統(tǒng)變壓器 驅(qū)動變壓器 變頻器 主軸電動機(jī) 伺服驅(qū)動器 伺服電動機(jī) 電源開關(guān)及限位開關(guān)機(jī)床的控制要求：CK6136數(shù)控車床的主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動由主軸電動機(jī)完成，通過變頻器控制實現(xiàn)主軸無級變速。Z軸，X軸運(yùn)動由伺服驅(qū)動器帶動伺服電動機(jī)實現(xiàn)。2．主回路分析附錄圖一為CK6136數(shù)控車床電氣控制中的380V強(qiáng)電回路，QS1為電源總開關(guān)，QF1為總保護(hù)開關(guān)，QFQFQFQF5分別為主軸強(qiáng)電，刀架電動機(jī)，冷卻電動機(jī)，風(fēng)扇電動機(jī)的空氣開關(guān)，它們的作用是接能電源及短路過流時起保護(hù)電路和元件的作用。KM1，KM2為刀架正反轉(zhuǎn)交流接觸器，用于控制刀架正反轉(zhuǎn)，KM3為冷卻泵電動機(jī)交流接觸器，由主觸點來控制冷卻泵電動機(jī)的啟動和停止F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3為阻容吸收裝置，當(dāng)相應(yīng)的電路斷開后，吸收刀架電動機(jī)冷卻電動機(jī)及電氣柜風(fēng)扇電動機(jī)中的能量，避免產(chǎn)生過壓而損壞器件。3．電源電路分析電源電路由三相380V交流份別進(jìn)入機(jī)床變壓器，系統(tǒng)變壓器，驅(qū)動變壓器衙輸出各種工作所需要的電壓。①機(jī)床變壓器：一次側(cè)輸入380V，二次側(cè)輸出110V和24V。其中110V為中間繼電器控制回路供電，24V為機(jī)床照明燈和信號燈供電。②系統(tǒng)變壓器：一次側(cè)輸入380V，二次側(cè)輸出220V分別為GSK928TE系統(tǒng)供電及風(fēng)扇電動機(jī)和RS232轉(zhuǎn)接口電源供電。③驅(qū)動變壓器采用Yy聯(lián)接，一次側(cè)輸入三相380V,二次側(cè)輸出三相220V為X軸和Z軸驅(qū)動供電。4．控制電路分析⑴主軸電動機(jī)的控制①主軸驅(qū)動與變頻器主軸驅(qū)動系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的在功率執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其功能是接受數(shù)控系統(tǒng)（CNC）的S碼速度指令及M碼輔助功能指令，驅(qū)動主軸進(jìn)行切削加工，數(shù)控機(jī)床對主軸有較高的控制要求。首先要求在力矩、強(qiáng)過載能力的基礎(chǔ)上實現(xiàn)寬范圍無級調(diào)速，其次要求具有準(zhǔn)停功能，主軸的驅(qū)動可以使用交流變頻或交流伺服兩種控制方式，交流變頻主軸能夠?qū)崿F(xiàn)無級變速但不能準(zhǔn)停，需要另外裝設(shè)主軸的位置傳感器配合CNC系統(tǒng)PMC（數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)置PLC）的邏輯程序來完成準(zhǔn)停速度控制和定位停止，交流伺服主軸本身即具有準(zhǔn)停功能，其PLC信號直接連接至CNC系統(tǒng)的PMC，配合簡捷PMC邏輯程序即度特點及方便的參數(shù)調(diào)整功能，能過合理的容量選擇電路連接和相關(guān)參數(shù)調(diào)整，使主軸驅(qū)動系統(tǒng)滿足數(shù)控機(jī)床的工藝要求和精度要求。變頻器是把工頻電源(50Hz或60Hz)變換成各種頻率的交流電源，以實現(xiàn)電機(jī)的變速運(yùn)行的設(shè)備，其中控制電路完成對主電路的控制，整流電路將交流電變換成直流電，直流中間電路對整流電路的輸出進(jìn)行平滑濾波，逆變電路將直流電再逆成交流電。對于如矢量控制變頻器這種需要大量運(yùn)算的變頻器來說，有時還需要一個進(jìn)行轉(zhuǎn)矩計算的CPU以及一些相應(yīng)的電路。變頻調(diào)速是通過改變電機(jī)定子繞組供電的頻率來達(dá)到調(diào)速的目的②主軸電動機(jī)的控制附錄圖一中合上QF2空氣開關(guān)，當(dāng)變頻器未報警，在圖六中，當(dāng)機(jī)床未壓限位開關(guān)、急停未壓下時，主軸變頻器上加380V電壓；若有主軸正轉(zhuǎn)，主軸反轉(zhuǎn)及主軸轉(zhuǎn)速指令時（手動或自動），在圖四中數(shù)控裝置輸出點正轉(zhuǎn)22或反轉(zhuǎn)9有效，使對應(yīng)繼電器KA2或KA3線圈通電常開觸點閉合，變頻器提供正反轉(zhuǎn)信號，主軸轉(zhuǎn)速指令輸出對應(yīng)于主軸轉(zhuǎn)速的直流電壓值至主軸變頻器上，主軸按指令值的轉(zhuǎn)速正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到指令值時，主軸變頻器輸出主軸轉(zhuǎn)速信號給數(shù)控裝置，主軸轉(zhuǎn)動指令完成。主軸啟動時間，制動時間由變頻器內(nèi)部參數(shù)設(shè)定。⑵伺服電動機(jī)的控制①伺服系統(tǒng)概述數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分。如果說數(shù)控裝置是人的大腦，是發(fā)布命令的指揮所，那么伺服系統(tǒng)則是人的四肢，是一種執(zhí)行機(jī)構(gòu)。它忠實的執(zhí)行由數(shù)控裝置發(fā)來的運(yùn)動命令，精確控制執(zhí)行部件的運(yùn)動方向、速度與位移量。②CK6136進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng) 進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)是用于數(shù)控機(jī)床工作臺坐標(biāo)或刀架坐標(biāo)的控制系統(tǒng)，控制機(jī)床各坐標(biāo)軸的切削進(jìn)給運(yùn)動，并提供切削過程所需的轉(zhuǎn)矩。主軸驅(qū)動控制機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，為機(jī)床主軸提供驅(qū)動功率和所需的切削力。一般地，對于進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)，主要關(guān)心它的轉(zhuǎn)矩大小、調(diào)節(jié)范圍的大小和調(diào)節(jié)精度的高低，以及動態(tài)響應(yīng)速度的快慢。進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)一般包括速度控制環(huán)和位置控制環(huán)。按其控制原理和有無位置檢測反饋環(huán)節(jié)分為開環(huán)系統(tǒng)、閉環(huán)系統(tǒng)和半閉環(huán)控制系統(tǒng)。CK6136主要采用半閉環(huán)控制系統(tǒng)，在伺服電動機(jī)端部安裝有編碼器引出位置采樣點，采樣旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行檢測，不是直接檢測最終部件的實際位置而是利用旋轉(zhuǎn)角度和絲杠的螺距關(guān)系來確定部件的位置。③刀架坐標(biāo)運(yùn)動的控制 當(dāng)機(jī)床正常工作，有手動或自動進(jìn)給指令時，經(jīng)過系統(tǒng)處理后轉(zhuǎn)變?yōu)榈都艿奈灰坪退俣刃盘杺魉偷剿欧?qū)動器，經(jīng)伺服驅(qū)動器處理后得到伺服電動機(jī)工作所需的電壓控制伺服電動機(jī)的工作，為達(dá)到精度要求，通過裝在伺服電動機(jī)端部的編碼器將采樣信號反饋于CNC系統(tǒng)，從而保證了刀架在進(jìn)給運(yùn)動是的位置和速度精度。⑶ 刀架電動機(jī)的控制當(dāng)有手動換刀或自動換刀指令時，經(jīng)過系統(tǒng)處理轉(zhuǎn)變?yōu)榈段恍盘枺@時在附錄圖五中系統(tǒng)輸出接點1有效，KA4繼電器線圈通電，繼電器常開觸點閉合，在圖三中，KM1交流接觸器線圈通電，交流接觸器主觸點閉合，刀架電動機(jī)正轉(zhuǎn)，當(dāng)系統(tǒng)輸入點檢測到指令刀具所對應(yīng)的刀位信號時，系統(tǒng)輸出接點1有效撤銷，刀架電動機(jī)正轉(zhuǎn)停止。接著系統(tǒng)輸出點9有效，KA5繼電器線圈通電,其常開點閉合，在圖三中KM2交流接觸器線圈通電，交流接觸器主觸點閉合，延時一定時間后（該延時由參數(shù)設(shè)定，并根據(jù)現(xiàn)場情況作調(diào)整），系統(tǒng)輸出9有效撤銷，KM2交流接觸器主觸點斷開，刀架電動機(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、接觸器的常閉點；反轉(zhuǎn)繼電器、接觸器線圈回路中串入了正轉(zhuǎn)繼電器、接觸器常閉點。（見附錄圖三和圖五）刀架轉(zhuǎn)位選刀只能一個方向轉(zhuǎn)動，取刀架電動機(jī)正轉(zhuǎn)，刀架電動機(jī)反轉(zhuǎn)時，刀架鎖緊定位。⑷冷卻泵電動機(jī)的控制當(dāng)有手動或自動冷卻指令時，這時在圖四中數(shù)數(shù)控裝置輸出點8有效，繼電器線圈KA1通電其常開點閉合使交流接觸器KM3線圈通電，其主觸點閉合，冷卻泵電動機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動冷卻泵工作。5．CK6136系統(tǒng)啟動過程分析結(jié)合附錄圖分析，合上附錄圖中所有空氣開關(guān)，當(dāng)機(jī)床限位開關(guān)未壓下，變頻器未報警，急停按鈕未壓下時，合上圖一中的電源開關(guān)，按下啟動按鈕SB1時，交流接觸器線圈KM4通電并通過其常開輔助觸點自鎖，控制回路接通110V交流電壓，同時數(shù)控裝置系統(tǒng)電源接通，數(shù)控機(jī)床開始正常工作。當(dāng)按下停止按鈕SB2時交流接觸器KM4線圈失電，其常開觸點斷開，控制回路，系統(tǒng)回路電源同時切斷，系統(tǒng)關(guān)閉。第3章 CK6136常見故障診斷與排除 數(shù)控機(jī)床常見故障及分類數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化的產(chǎn)物，技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。按照功能結(jié)構(gòu)分為機(jī)械部分和電氣部分，其中電氣部分包括電源、數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)和一些電纜、接頭、開關(guān)等。由于現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的可靠性越來越高，數(shù)控系統(tǒng)本身的故障越來越低，而大部分故障的發(fā)生則是非系統(tǒng)本身原因引起的。系統(tǒng)外部的故障主要指由于檢測開關(guān)、液壓元件、氣動元件、電氣執(zhí)行元件、機(jī)械裝置等出現(xiàn)問題而引起的。數(shù)控機(jī)床的電氣故障可按故障的性質(zhì)、表象、原因或后果等分類(1)