【文章內(nèi)容簡介】 KMKM5 刀架電動機正、反轉(zhuǎn)控制交流接觸器 4 KA1 由急?？刂频闹虚g繼電器 5 KAKA7 刀架電動機正、反轉(zhuǎn)控制中間繼電器 6 S1~S4 刀位檢測霍爾開關(guān) 7 SB11 手動刀位選擇按鈕 8 SB12 手動換刀啟動按鈕 9 RC4 三相滅弧器10 RCRC8 單相滅弧器 自動刀架控制涉及到的I/O信號如下：PLC輸入信號：：刀架電動機過熱報警輸入；~：1~4號刀到位信號輸入；：手動刀位選擇按鈕信號輸入；：手動換刀啟動按鈕信號輸入；PLC輸出信號：：刀架正轉(zhuǎn)繼電器控制輸出；：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，下面我們結(jié)合這些信號來分析一下?lián)Q刀過程，刀架換刀有兩種模式，一種是手動換刀，一種是通過T指令進行自動換刀。 首先我們將機床調(diào)至手動狀態(tài)，通過刀位選擇按鍵進行目的刀位選擇，有的系統(tǒng)是利用波段開關(guān)的形式進行實現(xiàn)，有的系統(tǒng)是利用記數(shù)的形式來實現(xiàn)，比如說通過檢測刀位選擇信號（）的狀態(tài)，如果按下刀位選擇按鍵，計數(shù)器的數(shù)值會發(fā)生改變，系統(tǒng)選擇的目的刀具也會發(fā)生相應(yīng)的改變。 選擇目的刀具完成以后，下面就是將機床刀架的當(dāng)前刀位轉(zhuǎn)換到目的刀位。，KA6吸合；KM5吸合，這是刀架電機開始正向旋轉(zhuǎn)，刀架開始正轉(zhuǎn)。刀架在正向旋轉(zhuǎn)的過程中不停的對刀位輸入信號進行檢測，如圖3所示，每把刀具各有一個霍爾位置檢測開關(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。（4）車床刀架過程分析以四工位自動刀架為例，刀架電動機采用三相交流380V供電，正轉(zhuǎn)時驅(qū)動刀架正向旋轉(zhuǎn)，各刀具按順序依次經(jīng)過加工位置（如圖620所示），刀架電動機反轉(zhuǎn)時，刀架自動鎖死，保證刀具能夠承受切削力。每把刀具各有一個霍爾位置檢測開關(guān)。換刀動作由T指令或手動換刀按鈕起動，換刀過程如下：（a）刀架電動機正轉(zhuǎn)；（b）檢測到所選刀位的有效信號后，停止刀架電動機，并延時（100ms）；（c）延時結(jié)束后刀架電動機反轉(zhuǎn)鎖死刀架，并延時（500ms）；（d）延時結(jié)束后停止刀架電動機，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）刀架電動機長時間旋轉(zhuǎn)（如20秒），而檢測不到刀位信號，則認(rèn)為刀架出現(xiàn)故障，立即停止刀架電動機，以防止將其損壞并報警提示；（b）刀架電動機過熱報警時，停止換刀過程，并禁止自動加工；①刀架計數(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②刀具伺服電機及驅(qū)動系統(tǒng)不良③檢測信號輸入板不良故障現(xiàn)象一：電動刀架的每個刀位都轉(zhuǎn)動不停 故障現(xiàn)象二：電動刀架不轉(zhuǎn) 刀架控制原理間圖及工作流程簡述如下：手動狀態(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，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M4得電正轉(zhuǎn) ↓刀架到位后，碼盤傳感器SQ1閉合，信號進入CNC，輸入接口D3(1腳）收到信號后，經(jīng)CNC內(nèi)部出理后，輸出接口D7（1腳）=0，KA10→KM4Z線圈斷電釋放，電機停；同時輸出接口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M4得電反轉(zhuǎn)，經(jīng)CNC內(nèi)部時間繼電器延時后，輸出接口D6（9腳）=0，KA11→KM4F線圈斷電釋放，電機停，刀架鎖緊； ↓完成、調(diào)試刀架的電氣部分分強電和弱電兩部分， 強電部分由三相電源驅(qū)動三相交流異步電動機正反旋轉(zhuǎn)從而實現(xiàn)刀架的松開、轉(zhuǎn)位、鎖緊等動作；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。電動刀架一般有四工位或六工位，由電動機、機械換刀機構(gòu)、發(fā)訊盤等組成，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)出換刀信號，刀架電機正轉(zhuǎn)，通過減速機構(gòu)和升降機構(gòu)將上刀體上升至一定位置，離合盤起作用，帶動上刀體旋轉(zhuǎn)到所選擇刀位，發(fā)訊盤發(fā)出刀位到位信號，刀架電機反轉(zhuǎn)，完成初定位后上刀體下降，齒牙盤嚙合，完成精確定位，并通過升降機構(gòu)鎖緊刀架。刀架的控制原理如上圖所示，當(dāng)手動或自動狀態(tài)下執(zhí)行換刀指令時，微機接口輸出一組換刀信號（+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，電機正轉(zhuǎn)并通過減速機構(gòu)帶動刀架上升轉(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，微機得到信號后撤除換刀信號，KA1失電釋放，電機停止正轉(zhuǎn)。微機輸出另一組+24V電壓給刀架控制箱，使另一個直流繼電器KA1吸合，電機得到反相序交流電，電機反轉(zhuǎn)，刀架上刀體下降并固緊，霍爾元件向微機發(fā)出回答信號，微機得到回答信號后開始執(zhí)行下道工序。刀架正反轉(zhuǎn)控制如下圖所示，當(dāng)時間繼電器KA4線圈得電時，KA4輔助觸點閉合，電機正轉(zhuǎn)即刀架正轉(zhuǎn)；當(dāng)時間繼電器KA5線圈得電時，KA5輔助觸點閉合，電機反轉(zhuǎn)即刀架反轉(zhuǎn)。繼電器板KA4+TKM1刀架正轉(zhuǎn)A2A112繼電器板KA5+TRC2+TKM2刀架反轉(zhuǎn)A2A112+TKM2+TKM1K7K8K9K10113114220A220B+TRC13刀架的安裝刀架的安裝一般分為兩部分：1機械安裝 2電氣安裝（1） 機械安裝一般機械安裝是指刀架的上刀體、下刀體、電機、發(fā)訊盤等組合。它一般在廠家出廠時就安裝、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強電電路 2控制電路（1） 強電電路所謂的強電電路就是采用380V三相制的交流電。它是用來控制電機的正、反轉(zhuǎn)。其中用到得一個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：在接電源的時候，要將相序一一對應(yīng)。不要將相序接反。（2） 控制電路所謂控制電路就是一個有順序的邏輯控制。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，從而控制電機的正、反轉(zhuǎn)。其電路的連接需通過具體的電路圖來進行電路的連接。四、LDB4系列電動刀架一、概述LDB4系列電動刀架是繼LD4系列刀架之后的又一新產(chǎn)品。其特點采用了由銷盤、內(nèi)端齒、外端齒盤組合成的三端齒定位機構(gòu)，該機構(gòu)實現(xiàn)了上刀體轉(zhuǎn)位時無需抬起，從而排除了冷卻液及切削對刀架轉(zhuǎn)位時的侵?jǐn)_。徹底可靠地解決了刀架的密封問題。三端機構(gòu)是目前國外流行的機構(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)的常州市新野機床數(shù)控設(shè)備公司集中技術(shù)優(yōu)勢，幾經(jīng)探索和攻堅，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)用會給數(shù)控車床錦上添花。二、實物圖三、工作原理微機發(fā)出換刀指令信號后，控制繼電器動作，電機正轉(zhuǎn)，通過蝸輪、蝸桿、螺桿將銷盤上升至一定高度時，離合銷進入離合盤槽，離合盤帶動離合銷，離合銷帶動銷盤，銷盤帶動上刀體轉(zhuǎn)位，當(dāng)上刀體轉(zhuǎn)到所需刀位時，霍爾元件電路發(fā)出到位信號，電機反轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)銷進入反靠盤槽，離合銷從離合盤槽中爬出，刀架完成粗定位。同時銷盤下降端齒嚙合，完成精定位，刀架鎖緊。（15T）反轉(zhuǎn)時間到，繼電器動作，電機停止。（5/3T）延時繼電器動作，切斷電源，電機停轉(zhuǎn)，并微機發(fā)出回答信號，加工程序開始。四、刀架動作順序換刀信號————電機正轉(zhuǎn)————上刀體轉(zhuǎn)位————到位信號————電機反轉(zhuǎn)————粗定位————精定位夾緊————電機停止————加工順序進行換刀動作：1松開：刀架電動機與刀架內(nèi)一蝸桿相連，刀架電動機轉(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，刀架電動機開始反轉(zhuǎn)。4鎖緊：刀架是用類似于棘輪的機構(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動將刀架鎖緊，換刀完成（電動機的反轉(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，太長電動機容易燒壞 。五、LDB系列刀架技術(shù)參數(shù)刀架型號配車床型號刀位數(shù)電機功率電機轉(zhuǎn)速夾緊力（T)上刀體尺寸下刀體尺寸LDB681(6140)C6140490W1400rpm192192LDB6120(6163)C61634180W1400rpm直徑246200200LDB6120(6163A)C61634250W1400rpm240240LDB451(0625)C0625460W1400rpm130130133135LDB457(6125)C6125460W1400rpm130130133135LDB470(6132A)C61324120W1400rpm1152152161171LDB470(6132)C61324120W1400rpm1166166166180LDB481(6140)C61404120W1400rpm166166192192LDB4125(6150)C61504120W1400rpm166166192192LDB4120(6163)C61634180W1400rpm200200200200LDB4120(6163A)C61634250W1400rpm240240240240LDB4157(6172)C61724370W1400rpm2300300300300六、LDB系列刀架技術(shù)指標(biāo)刀架型號配車床型號重復(fù)定位精度工作可靠性換刀時間(S)LDB451(0625)C0625=0．005mm60000次90180270LDB457(6125)C6125=0．005mm60000次LDB470(6132)C6132=0．005mm60000次LDB470(6132A)C6132=0．005mm60000次LDB481(6140)C6140=0．005mm60000次LDB4125（6150）C6150=0．005mm60000次LDB4120（6163）C6163=0．005mm60000次4LDB4120（6163A）C6163=0．005mm60000次4LDB4157（6172）C6172=0．005mm60000次60度120度180度240度300度LDB681（6140）C6140=0．005mm60000次LDB6120（6163）C6163=0．005mm60000次LDB6120（6163A）C6163=0．005mm60000次七、LDB系列刀架安裝四方刀架結(jié)構(gòu)組成由定位銷、上齒盤、下齒盤、蝸輪、螺桿、螺母等組成。刀架結(jié)構(gòu)零件實物圖 定位銷 上齒盤 將定位銷套進定位孔里 下齒盤 發(fā)訊盤 刀架裝配拆裝順序及結(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離合銷 10反靠銷 11上刀體 12連接座