畢業(yè)設(shè)計-fanuc數(shù)控車床的刀架控制系統(tǒng)設(shè)計(編輯修改稿)
2025-09-02 12:23 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 壓縮開關(guān)使電動機停止旋轉(zhuǎn)，從而完成一次轉(zhuǎn)位。對于六工位自動回轉(zhuǎn)刀架來說，它最多裝有六把刀具，微機系統(tǒng)控制的任務(wù)，就是選中任意一把刀具，讓其回轉(zhuǎn)到工作位置?，F(xiàn)以其中任意一把刀具1刀為例簡述刀架換刀的過程。圖為1刀轉(zhuǎn)到工作位置的流程圖：圖14換刀流程圖 經(jīng)濟型數(shù)控車床刀架式在普通車床六方位刀架的基礎(chǔ)上發(fā)展的一種自動換刀裝置，其功能和普通四方位刀架一樣：有個刀位，能夾持六把不同功能的刀具，方刀架回轉(zhuǎn)60176。時，刀架交換一個刀位，但方刀架回轉(zhuǎn)和刀位號的選擇是由加工程序指令控制的。換刀時方刀架的動作順序是：刀架抬起、刀架轉(zhuǎn)位、刀架定位和夾緊。完成上述動作要求，要有相應(yīng)的機構(gòu)來實現(xiàn)，下面就以四工位刀架為例來說明其結(jié)構(gòu)與原理，如圖15所示。圖15 刀架結(jié)構(gòu) 1—電動機；2—聯(lián)軸器；3—渦輪軸；4—蝸輪絲杠；5—刀架底座；6—粗定位盤；7—刀架體；8—球頭銷；9—轉(zhuǎn)位套；10—電刷座；11—發(fā)信體；12—螺母；—電刷；15—粗定位銷；該刀架可以安裝6把不同的刀具，轉(zhuǎn)位信號由加工程序指定。當(dāng)換刀指令發(fā)出后，小型電動機1啟動正轉(zhuǎn)，通過平鍵套筒聯(lián)軸器2使蝸桿軸3轉(zhuǎn)動，從而帶動蝸輪絲杠4轉(zhuǎn)動。渦輪的上部外圓柱加工有外螺紋，所以該零件稱為蝸輪絲杠。刀架體7內(nèi)孔加工有內(nèi)螺紋，與渦輪絲杠旋合。蝸輪絲杠與刀架中心軸外圓是滑動配合，在轉(zhuǎn)位換刀時，中心軸固定不動，蝸輪絲杠環(huán)繞中心軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)渦輪開始旋轉(zhuǎn)時，由于刀架底座5和刀架體7上的端面齒處在黏合狀態(tài)，且渦輪絲杠軸向固定，這時刀架體7抬起。當(dāng)?shù)都荏w抬至一定距離后，端面齒脫開。轉(zhuǎn)位套9用銷釘與蝸輪絲杠4連接，隨蝸輪絲杠一同轉(zhuǎn)動，當(dāng)端面齒完全脫開，轉(zhuǎn)位套正好轉(zhuǎn)過160176。（如圖AA所示），球頭銷8在彈簧力的作用下進入轉(zhuǎn)位套9的槽中，帶動刀架體轉(zhuǎn)位。刀架體7轉(zhuǎn)動時帶著電刷10轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)到程序指定的刀號時，定位銷15在彈簧力的作用下進入粗定位盤6的中進行粗定位，同時電刷114接觸導(dǎo)通，使電動機1反轉(zhuǎn)，由于粗定位槽的限制，刀架體7不能轉(zhuǎn)動，使其在該位置上垂直落下，刀架體7和刀架底座5上的端面齒黏合，實現(xiàn)精確定位。電動機繼續(xù)反轉(zhuǎn)，此時渦輪停止轉(zhuǎn)動，蝸桿軸3繼續(xù)轉(zhuǎn)動，隨著夾緊力的增加，轉(zhuǎn)矩不斷擴大，達到一定值時，在傳感器控制下，電動機1停止轉(zhuǎn)動。譯碼裝置由發(fā)信體1電刷114組成，電刷13負(fù)責(zé)發(fā)信，電刷14負(fù)責(zé)位置判斷。刀架不定期會出現(xiàn)過位或不到位時，可松開螺母12調(diào)好發(fā)信體11與電刷14的相對位置。這種刀架在經(jīng)濟型數(shù)控車床及普及車床的控制化改造中廣泛運用。通常為90176。第2章：數(shù)控車刀架電氣控制系統(tǒng)設(shè)計電氣是機械的大腦，通過對電氣原理的設(shè)計可以執(zhí)行復(fù)雜的機械動作。本章主要講述的是數(shù)控刀架電氣知識，通過對霍爾效應(yīng)、刀架的接線原理圖和具體的經(jīng)濟型刀架換刀過程的梯形圖介紹讓我們對刀架的電氣原理運用有更深一步的認(rèn)識。精度是一臺數(shù)控機床的生命，假如機床喪失了精度也就喪失了加工生產(chǎn)的意義了，數(shù)控機床精度的保障很大一部分源于霍爾元件的檢測精準(zhǔn)性。在數(shù)控機床上常用到的是霍爾接近開光：霍爾元件是一種磁敏元件。利用霍爾元件做成的開關(guān)，叫做霍爾開關(guān)。當(dāng)磁性物件移近霍爾開關(guān)時，開關(guān)檢測面上的霍爾元件因產(chǎn)生霍爾效應(yīng)而使開關(guān)內(nèi)部電路狀態(tài)發(fā)生變化，由此識別附近有磁性物體存在，進而控制開關(guān)的通或斷。這種接近開關(guān)的檢測對象必須是磁性物體。用霍爾開關(guān)檢測刀位。首先，得到換刀信號，即換刀開關(guān)接通先接通。隨后電機通過驅(qū)動放大器正轉(zhuǎn)，刀架抬起，電機繼續(xù)正轉(zhuǎn)，刀架轉(zhuǎn)過一個工位，霍爾元件檢測是否為所需刀位，若是，則電機停轉(zhuǎn)延時再反轉(zhuǎn)刀架下降壓緊，若不是，電機繼續(xù)正轉(zhuǎn)，刀架繼續(xù)轉(zhuǎn)位直至所需刀位。NC系統(tǒng) T功能指令霍爾元件驅(qū)動放大與邏輯保護電路執(zhí)行元件刀位選擇換刀指令圖21 霍爾元件執(zhí)行圖接通整個電路電源，將換刀開關(guān)置于自動擋，再按下開始開關(guān)進行換刀，正傳線圈自鎖，自動進行換刀。當(dāng)轉(zhuǎn)到所需刀位時，刀位對應(yīng)霍爾元件自動斷開，電機停止正轉(zhuǎn)。并接通反轉(zhuǎn)電路，延時反轉(zhuǎn)，刀架下降并壓緊。從執(zhí)行圖與分析中可以看出霍爾元件在數(shù)控機床中的重要作用。它不但起到了檢測與反饋作用，而且也是數(shù)控機床精度可靠性的保障。數(shù)控機床刀架是由機床PLC來進行控制，對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就是指刀架的整個換刀過程，刀架的換刀過程其實是通過PLC對控制刀架的所有I/O信號進行邏輯處理及計算。實現(xiàn)刀架的順序控制。另外為了保證換刀能夠正確進行，系統(tǒng)一般還要設(shè)置一些相應(yīng)的系統(tǒng)參數(shù)來對換刀過程進行調(diào)整。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22所示。圖中的a是刀架控制的強電部分，主要是控制刀架電機的正轉(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，主要是控制兩個交流接觸器的導(dǎo)通和關(guān)閉來實現(xiàn)a中的強電控制；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，整個過程的控制最終是由這個模塊來完成的。 (a)強電電路 （b）接觸器電路 （c）PLC輸入/輸出電路 圖22 刀架控制接線回路圖中各器件的作用如下： 序號 名稱 含義 1 M2 刀架電動機 2 QF3 刀架電動機帶過載保護的電源空開 3 KMKM6 刀架電動機正、反
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