廣西廣播電視大學(xué)綜合實(shí)訓(xùn)報(bào)告

1、廣西廣播電視大學(xué)綜合實(shí)訓(xùn)報(bào)告實(shí)訓(xùn)課題 數(shù)控機(jī)床電動(dòng)刀架維修姓 名 遲鑫 教育層次 開(kāi)放教育?？?學(xué) 號(hào)1145001452612 省級(jí)電大 廣西廣播電視大學(xué) 專 業(yè) 數(shù)控技術(shù)(機(jī)電方向) 分校 指導(dǎo)老師 黃東榮 教學(xué)點(diǎn)廣西機(jī)械高級(jí)技工學(xué)校 2013年11月23數(shù)控車床電動(dòng)刀架的維修前言在校三年，基本掌握理論與實(shí)訓(xùn)，每月到實(shí)訓(xùn)工廠進(jìn)行數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控機(jī)床維修、電工、PLC等的操作實(shí)訓(xùn)。之前只是學(xué)數(shù)控編程和理論知識(shí)，沒(méi)有真正的用到數(shù)控機(jī)床加工零件，要說(shuō)加工只是在電腦里模擬加工，接下來(lái)自己在實(shí)訓(xùn)工廠操作。經(jīng)過(guò)這次的實(shí)訓(xùn)我才知道其實(shí)理論和實(shí)際有很大的差距。代工業(yè)和經(jīng)濟(jì)生活中，隨著電工電子技術(shù)、

2、微電子技術(shù)、現(xiàn)代控制理論及大規(guī)模集成電路的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床得到了廣泛的應(yīng)用。數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化的典型代表，是集機(jī)床、計(jì)算機(jī)、電機(jī)及電機(jī)拖動(dòng)、自動(dòng)控制、監(jiān)測(cè)等技術(shù)為一體的自動(dòng)化設(shè)備。數(shù)控技術(shù)是提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動(dòng)生長(zhǎng)率必不可少的物質(zhì)手段，具有廣闊的前景。實(shí)訓(xùn)的目、與要求1.實(shí)訓(xùn)的目的(1)掌握電動(dòng)刀架的基本工作原理及構(gòu)成(2) 掌握電動(dòng)刀架的分類與選型及日常維護(hù)、保養(yǎng)(3) 掌握電動(dòng)刀架常見(jiàn)故障信息及排除方法2.實(shí)訓(xùn)的要求(1)熟悉掌握電動(dòng)刀架的基本工作原理及構(gòu)成(2)熟練掌握電動(dòng)刀架的操作調(diào)試及日常維護(hù)保養(yǎng)一、 數(shù)控車床電動(dòng)刀架機(jī)械拆卸內(nèi)容：1）數(shù)控車床刀架的機(jī)械原理1.回轉(zhuǎn)刀架必須具有良好

3、的強(qiáng)度和剛度，以承受粗加工的切削力：同時(shí)要保證回轉(zhuǎn)刀架在每次轉(zhuǎn)位的重復(fù)定位精度。下面我們以六工位鼠齒盤電動(dòng)刀架為例了解一下其換刀過(guò)程中的機(jī)械原理。系統(tǒng)發(fā)出換刀信號(hào)，控制繼電器動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，通過(guò)蝸輪、蝸桿(圖1)，蝸桿將鼠齒盤上升到一定高度時(shí)，離合削進(jìn)入離合盤槽，離合盤帶動(dòng)離合銷，離合銷帶動(dòng)銷盤，銷盤帶動(dòng)上刀體轉(zhuǎn)位，當(dāng)?shù)扼w轉(zhuǎn)到所須刀位時(shí)， 霍爾元件電路發(fā)出到位信號(hào)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，反靠銷進(jìn)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(shí)銷盤下降，端齒嚙合，完成精定位，刀架鎖緊。圖1（渦輪渦桿）2)電動(dòng)刀架典型結(jié)構(gòu)1、 數(shù)控車床使用的是回轉(zhuǎn)刀架，它是最簡(jiǎn)單的自動(dòng)換刀裝置，有排刀式刀架、方

4、刀架、轉(zhuǎn)塔回轉(zhuǎn)刀架、液壓驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架、車削中心的動(dòng)力刀具等（圖2）。 我院所目前使用的刀架形式有：方刀架、轉(zhuǎn)塔回轉(zhuǎn)刀架、液壓驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架、車削中心的動(dòng)力刀具 (回轉(zhuǎn)式刀體)（液壓驅(qū)動(dòng)力刀架）（撤銷中心的動(dòng)力刀具）圖23）數(shù)控車床刀架的換刀方式1、數(shù)控車床刀架換刀也分為固定換刀和隨機(jī)換刀。固定換刀刀號(hào)和刀座號(hào)永遠(yuǎn)一致，隨機(jī)換刀數(shù)控系統(tǒng)記憶刀號(hào)，刀號(hào)與刀座不一定對(duì)應(yīng)。4）一般4工位刀架的拆裝方法1、關(guān)閉電源，拆下刀架頂部鋁上蓋2、拆下發(fā)訊盤上六根信號(hào)線（注意各線接線位置）。3、松開(kāi)小螺母，拆下發(fā)詢盤。4、松開(kāi)大螺母中的內(nèi)六角防松螺，卸下大螺母，止退圈，軸承，離合盤。（注意止退圈中的一小?。?、將上

5、刀體及內(nèi)部零件拉出6、松開(kāi)下刀體與機(jī)床連接的4-M12內(nèi)六角螺釘，將刀架從機(jī)床上卸下。7、松開(kāi)刀架底部3-M5螺釘，將六根信號(hào)線從主軸中抽出。從底部取出主軸及蝸輪8、清洗各部件，注意兩對(duì)銷子不能搞錯(cuò)，并在旋轉(zhuǎn)部位加清潔黃油。端齒部位及外端齒與下刀體旋轉(zhuǎn)面加注清潔機(jī)油。9、按圖所示將蝸輪，推力軸承墊圈，推力滾針軸承，主軸從下刀體底部裝入。10、從上面裝上螺桿，螺桿下部的兩凸臺(tái)卡入蝸輪的兩槽中。11、將兩反靠銷沾上黃油后插入螺母上的兩個(gè)孔，將上刀體，外端齒，螺母總程旋入螺桿，旋至螺桿超出螺母12毫米左右，從螺母上面將彈簧和離合銷分別裝入兩反靠銷孔中。裝上離合盤（離合盤與螺桿連接的圓柱銷孔是不對(duì)稱的

6、，注意位置。）轉(zhuǎn)動(dòng)上刀體，使離合銷插入離合盤槽中。12、裝上軸承，小鍵，止退圈，大螺母。（大螺母的緊松以刀架在松開(kāi)狀態(tài)大螺母旋緊后再反向松開(kāi)3040度為準(zhǔn)。）13、手動(dòng)旋轉(zhuǎn)蝸桿軸端內(nèi)六角，使每個(gè)刀位能正常鎖緊，松開(kāi)，轉(zhuǎn)位。（如刀架轉(zhuǎn)到位后鎖不下去，有可能是由于蝸輪，軸承，主軸的尺寸有積累誤差而影響離合銷，反靠銷的總長(zhǎng)，可適當(dāng)縮短離合銷的長(zhǎng)度來(lái)解決。如刀架鎖緊時(shí)錯(cuò)位，有可能是離合銷和反靠銷加起來(lái)的總長(zhǎng)短了，可增加離合銷的長(zhǎng)度。離合銷與反靠銷的總長(zhǎng)以刀架在鎖緊時(shí)，比反靠銷在反靠盤槽中離合銷在離合盤的下平面的長(zhǎng)度短0.10.15毫米為準(zhǔn)）14、擰上大螺母上的放松螺釘。15、裝上發(fā)訊盤，接上信號(hào)線。（

7、注意發(fā)訊盤的霍爾元件位置基本與磁鋼對(duì)齊，紅線接+，綠線接-，其他根據(jù)刀位號(hào)以順時(shí)針黃，橙，藍(lán)，白）16、將刀架裝上機(jī)床，通電試運(yùn)行看是否正常二、數(shù)控車床電動(dòng)刀架的電器部分內(nèi)容：1） 電動(dòng)刀架的電氣原理圖（強(qiáng)電部分主要是控制刀架電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，來(lái)控制刀架的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)）（是刀架控制的交流控制回路，主要是控制兩個(gè)交流接觸器的導(dǎo)通和關(guān)閉來(lái)實(shí)現(xiàn)a中的強(qiáng)電控制）（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(gè)過(guò)程的控制最終是由這個(gè)模塊來(lái)完成的。） 圖中各器件的作用如下：序號(hào) 名稱 含義 1 M2 刀架電動(dòng)機(jī) 2 QM2 刀架電動(dòng)機(jī)帶過(guò)載保護(hù)的電源空開(kāi) 3 KM2、KM6 刀架電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制

8、交流接觸器 4 Q20 刀架鎖緊開(kāi)關(guān) 5 KA4、KA5 刀架電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制中間繼電器 6 SQ1SQ6 刀位檢測(cè)霍爾開(kāi)關(guān) 7 FV2 三相滅弧器 8 FV11、FV12 單相滅弧器 2） 數(shù)控車床電動(dòng)刀架刀號(hào)的識(shí)別1、數(shù)控車床刀架刀號(hào)識(shí)別有兩種方法： 霍爾元件狀態(tài)組合識(shí)別刀號(hào)（圖3） 1#刀位 2#刀位 3#刀位 4#刀位 5#刀位 6#刀位 圖3附表PRS21 201 0 1 0 1 0 PRS22 210 1 1 0 0 1 PRS23 220 0 0 1 1 1 刀號(hào) No. 1 2 3 4 5 6 （霍爾元件識(shí)別刀號(hào)如上圖所示，在刀塔下部安裝檔塊，當(dāng)?shù)短?hào)轉(zhuǎn)到位時(shí)，檔鐵滿足某種組合

9、，三個(gè)霍爾元件讀出信號(hào)，如上表所示）。 脈沖編碼器識(shí)別 脈沖編碼器輸出A 相B相和一轉(zhuǎn)信號(hào)Z相，A相和B相信號(hào)相差90度作為鑒相信號(hào)。編碼器每轉(zhuǎn)的信號(hào)除以刀號(hào)，也即每轉(zhuǎn)n個(gè)脈沖代表一個(gè)刀位。比如編碼器轉(zhuǎn)一周發(fā)出360個(gè)脈沖，則可認(rèn)為60個(gè)脈沖為一刀號(hào)。CNC數(shù)編碼器轉(zhuǎn)過(guò)了幾個(gè)脈沖，就可判斷出到幾號(hào)位了。并切CNC會(huì)記住刀位號(hào)， 再換刀時(shí)，CNC會(huì)從這個(gè)已記的刀號(hào)脈沖，繼續(xù)數(shù)脈沖。 開(kāi)關(guān)識(shí)別 學(xué)院大連數(shù)控車床刀架（圖6）結(jié)構(gòu)為：刀架轉(zhuǎn)軸上有一“檔鐵”（圖中藍(lán)色矩形條），相當(dāng)于刀位“0”位，刀架共有6個(gè)刀位，每30度的上安裝一個(gè)感應(yīng)開(kāi)關(guān)，如下圖所示，每當(dāng)“檔鐵”接近某一個(gè)感應(yīng)開(kāi)關(guān)時(shí)，感應(yīng)開(kāi)關(guān)（NP

10、N結(jié)輸出）輸出一個(gè)低電平信號(hào)，并送到PMC診斷地址X9.2X9.7，（低電平有效） 圖63）數(shù)控車床電動(dòng)刀架換刀的電器控制1、數(shù)控機(jī)床刀架是由機(jī)床PLC來(lái)進(jìn)行控制，分析車床刀架的控制原理是指刀架的整個(gè)換刀過(guò)程，刀架的換刀過(guò)程實(shí)質(zhì)就是通過(guò)PLC對(duì)控制刀架的所有I/O信號(hào)進(jìn)行邏輯處理及計(jì)算。實(shí)現(xiàn)刀架的順序控制。另外為了保證換刀能夠正確進(jìn)行，數(shù)控系統(tǒng)一般還要設(shè)置一些相應(yīng)的系統(tǒng)參數(shù)來(lái)對(duì)換刀過(guò)程進(jìn)行調(diào)整。1， 原理圖 三、數(shù)控車床電動(dòng)刀架故障診斷與排除任務(wù)內(nèi)容：1）對(duì)于數(shù)控機(jī)床的刀架，要使其正常工作，均涉及到機(jī)械、電氣、控制系統(tǒng)等多方面的穩(wěn)定、可靠工作。刀架一旦出現(xiàn)某種故障現(xiàn)象，則可能是機(jī)械原因，也有可

11、能是電氣、控制系統(tǒng)方面的原因。因此，應(yīng)根據(jù)不同故障類型，找準(zhǔn)原因，準(zhǔn)確迅速確定故障點(diǎn)，方能及時(shí)排除故障。 故障現(xiàn)象一：刀架不能啟動(dòng)1.1機(jī)械方面的原因 1.1.1刀架預(yù)緊力過(guò)大。 1.1.2刀架內(nèi)部機(jī)械卡死。當(dāng)從蝸桿端部轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿時(shí)，順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)不動(dòng)，其原因是機(jī)械卡死。首先，檢查夾緊裝置反靠定位銷是否在反靠棘輪槽內(nèi)，若在，則需將反靠棘輪與螺桿連接銷孔回轉(zhuǎn)一個(gè)角度重新打孔連接；其次，檢查主軸螺母是否鎖死，如螺母鎖死，應(yīng)重新調(diào)整；再次，由于潤(rùn)滑不良造成旋轉(zhuǎn)件研死，此時(shí)，應(yīng)拆開(kāi)，觀察實(shí)際情況，加以潤(rùn)滑處理。1.2電器方面的原因 1.2.1電源不通、電機(jī)不轉(zhuǎn)。檢查溶芯是否完好、電源開(kāi)關(guān)是否良好接通、開(kāi)關(guān)

12、位置是否正確。當(dāng)用萬(wàn)用表測(cè)量電容時(shí)，電壓值是否在規(guī)定范圍內(nèi)，可通過(guò)更換保險(xiǎn)、調(diào)整開(kāi)關(guān)位置、使接通部位接觸良好等相應(yīng)措施來(lái)排除。除此以外，電源不通的原因還可考慮刀架至控制器斷線、刀架內(nèi)部斷線、電刷式霍爾元件位置變化導(dǎo)致不能正常通斷等情況。 電源通，電機(jī)反轉(zhuǎn)?？纱_定為電機(jī)相序接反。通過(guò)檢查線路，變換相序排除之 1.2.3手動(dòng)換刀正常、機(jī)控不換刀。此時(shí)應(yīng)重點(diǎn)檢查微機(jī)與刀架控制器引線、微機(jī)I/O接口及刀架到位回答信號(hào)。2刀架連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、到位不停 由于刀架能夠連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，所以，機(jī)械方面出現(xiàn)故障的可能性較小，主要從電氣方面檢查。 2.1檢查刀架到位信號(hào)是否發(fā)出，若沒(méi)有到位信號(hào)，則是發(fā)訊盤故障。（判斷時(shí)可從PL

13、C的診斷畫面中進(jìn)行確認(rèn)，就像查看CNC對(duì)刀號(hào)的譯嗎從地址F26。查看有無(wú)刀位信號(hào)傳入時(shí)，應(yīng)從X地址中查找）此時(shí)可檢查：發(fā)訊盤彈性觸頭是否磨壞、發(fā)訊盤地線是否斷路或接觸不良或漏接，是否需要更換彈性片觸頭或重修，針對(duì)其線路中的繼電器接觸情況、到位開(kāi)關(guān)接觸情況、線路連接情況相應(yīng)地進(jìn)行線路故障排除。 2.2當(dāng)僅出現(xiàn)某號(hào)刀不能定位時(shí)，則一般是由于該號(hào)刀位線斷路所至。3刀架越位過(guò)沖或轉(zhuǎn)不到位 刀架越位過(guò)沖故障的機(jī)械原因可能性較大。主要是后靠裝置不起征作用。 3.1檢查后靠定位銷是否靈活，彈簧是否疲勞。此時(shí)應(yīng)修復(fù)定位銷使其靈活或更換彈簧。 3.2檢查后靠棘輪與蝸桿連接是否斷開(kāi)，若斷開(kāi)，需更換連接銷。若仍出現(xiàn)

14、過(guò)沖現(xiàn)象， 3.3出現(xiàn)刀架運(yùn)轉(zhuǎn)不到位（有時(shí)中途位置突然停留），主要是由于發(fā)訊盤觸點(diǎn)與彈性片觸點(diǎn)錯(cuò)位，即刀位信號(hào)膠木盤位置固定偏移所至。此時(shí)，應(yīng)重新調(diào)整發(fā)訊盤與彈性片觸頭位置并固定牢靠。 4刀架不能正常夾緊 出現(xiàn)該故障時(shí)應(yīng)當(dāng): 4.1檢查夾緊開(kāi)關(guān)位置是否固定不當(dāng)，并調(diào)整至正常位置4.2用萬(wàn)用表檢查其相應(yīng)線路繼電器是否能正常工作，觸點(diǎn)接觸是否可靠。若仍不能排除，則應(yīng)考慮刀架內(nèi)部機(jī)械配合是否松動(dòng)。有時(shí)會(huì)出現(xiàn)由于內(nèi)齒盤上有碎屑造成夾緊不牢而使定位不準(zhǔn)，此時(shí)，應(yīng)調(diào)整其機(jī)械裝配并清潔內(nèi)齒盤5其它故障現(xiàn)象除以上故障外，有時(shí)還出現(xiàn)：無(wú)法機(jī)控選刀、夾緊后無(wú)回答信號(hào)、啟動(dòng)或松開(kāi)手控按紐刀架返原來(lái)位置等故障現(xiàn)象。出

15、現(xiàn)這些故障的主要原因是電路中繼電器接觸不良、膠木盤位置不正、電源相序不對(duì)所致，可分別讀其加以調(diào)整、修復(fù)，使故障排除。故障現(xiàn)象二：電動(dòng)刀架鎖不緊 故障原因 處理方法 發(fā)信盤位置沒(méi)對(duì)正，:拆開(kāi)刀架的頂蓋，旋動(dòng)并調(diào)整發(fā)信盤位置，使刀架的霍爾元件對(duì)準(zhǔn)磁鋼，使刀位停在準(zhǔn)確位置。 系統(tǒng)反鎖時(shí)間不夠長(zhǎng):調(diào)整系統(tǒng)反鎖時(shí)間參數(shù)即可（新刀架反鎖時(shí)間1.2即可）。 機(jī)械鎖緊機(jī)構(gòu)故障 :拆開(kāi)刀架，調(diào)整機(jī)械，并檢查定位銷是否折斷。故障現(xiàn)象三：電動(dòng)刀架某一位刀號(hào)轉(zhuǎn)不停，其余刀位可以轉(zhuǎn)動(dòng) 故障原因 處理方法 此位刀的霍爾元件損壞：確認(rèn)是哪個(gè)刀位使刀架轉(zhuǎn)不停，在系統(tǒng)上輸入指令轉(zhuǎn)動(dòng)該刀位，用萬(wàn)用表量該刀位信號(hào)觸點(diǎn)對(duì)+24V觸點(diǎn)

16、是否有電壓變化，若無(wú)變化，可判定為該位刀霍爾元件損壞，更換發(fā)信盤或霍爾元件。 此刀位信號(hào)線斷路，造成系統(tǒng)無(wú)法檢測(cè)到位信號(hào):檢查該刀位信號(hào)與系統(tǒng)的連線是否存在斷路，正確連接即可。 系統(tǒng)的刀位信號(hào)接收電路有問(wèn)題:當(dāng)確定該刀位霍爾元件沒(méi)問(wèn)題，以及該刀位信號(hào)與系統(tǒng)的連線也沒(méi)問(wèn)題的情況下更換主板。故障現(xiàn)象四：刀架發(fā)信盤故障故障原因 處理方法當(dāng)數(shù)控車床電動(dòng)刀架出現(xiàn)不停轉(zhuǎn)時(shí),首先排除程序錯(cuò)誤,再觀察刀架上的磁鋼位置是否正確,然后檢查通往發(fā)信盤的電源和通信線路是否正常以排除刀架控制線路故障。若上述基本檢查沒(méi)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí),那就用替換法更換好的發(fā)信盤看是否能恢復(fù)正常,這樣就可以很快確定故障范圍。當(dāng)電動(dòng)刀架找不到某一

17、刀位時(shí),先檢查與該刀位相對(duì)應(yīng)的通信線路是否正常,然后采用換接線方法,即將故障刀位的接線連到正常刀位的接線柱上進(jìn)行測(cè)試以判斷是線路問(wèn)題還是發(fā)信盤的問(wèn)題。發(fā)信盤出現(xiàn)故障的概率較高,雖然其拆裝并不復(fù)雜,但其配件在有些地區(qū)并不方便購(gòu)買,并且配件價(jià)格相對(duì)較高。由于發(fā)信盤的內(nèi)部結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜(圖4) ,其電路原理見(jiàn)圖2,因此根據(jù)發(fā)信盤的故障情況可以自行維修,關(guān)鍵問(wèn)題是找出發(fā)信盤中的故障點(diǎn)和如何更換元件。首先,確定發(fā)信盤是斷路故障還是短路故障,將發(fā)信盤接入小于24 V的直流穩(wěn)壓電流源,用指針式萬(wàn)用表的電阻檔, 用紅表筆接發(fā)信盤的負(fù)極(標(biāo)志位“ - ”) ,黑表筆接發(fā)信盤的四個(gè)霍爾器件輸出接線柱上的任意一個(gè)點(diǎn),

18、將磁鐵貼近該霍爾傳感器外側(cè)觀察指針偏轉(zhuǎn)情況(注意磁鐵的極性) ,若哪個(gè)不偏轉(zhuǎn)就可判斷該霍爾器件斷路損壞,若測(cè)四個(gè)位置都不偏轉(zhuǎn)可能是短路故障或者是電路中電阻、穩(wěn)壓二極管出現(xiàn)故障。對(duì)于斷路故障只要更換霍爾器件就可以了;對(duì)于發(fā)信盤短路故障可以檢查電阻和穩(wěn)壓二極管是否損壞以確定是否有維修價(jià)值。確定故障后,將發(fā)信盤的上封蓋揭開(kāi),用小臺(tái)鉆(或手鉆,鉆頭直徑可選2. 5 mm3 mm)小心地把故障點(diǎn)上的密封樹脂鉆掉(注意不要損壞器件引腳) 。用偏口鉗將損壞的霍爾器件的實(shí)體部分剪碎(注意不要剪斷器件的引腳) ,并將引腳理直,將新霍爾器件的引腳比照發(fā)信盤上留下的引腳成型為U形(注意霍爾器件的標(biāo)志方向)如圖5所示,確定好位置后分別將對(duì)應(yīng)引腳焊好,再按上述檢測(cè)方法檢測(cè)正常后,