51数控机床返回参考点控制及常见故障分析.pdf
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1、5.1 数控机床返回参考点控制及常见故障分析数控机床返回参考点控制及常见故障分析1.1.数控机床返回参考点的必要性数控机床返回参考点的必要性(1)(1)系统通过参考点来确定机床的原点位置系统通过参考点来确定机床的原点位置,以正确建立机以正确建立机床坐标系床坐标系。(2)(2)可以消除丝杠间隙的累计误差及丝杠螺距误差补偿对加可以消除丝杠间隙的累计误差及丝杠螺距误差补偿对加工的影响工的影响。2.2.数控机床返回参考点控制控制数控机床返回参考点控制控制(1)(1)数返回控机床参考点控制原理数返回控机床参考点控制原理(有档块有档块)(2)(2)数控机床返回参考点的数控机床返回参考点的PMC控制控制(S
2、SCK-20数控车床数控车床)X20.6:+X按钮开关X20.7:-X按钮开关X21.0:+Z按钮开关X21.1:Z按钮开关X21.1:-Z按钮开关G120.7:系统回零F148.0:X轴回零结束F148.1:Z轴回零结束F149.1:系统复位3.3.数控机床返回参考点常见故障分析数控机床返回参考点常见故障分析找不到参考点找不到参考点(通常会导致机床超程报警通常会导致机床超程报警)(1 1)机床回零过程无减速动作或一直以减速回零机床回零过程无减速动作或一直以减速回零,多数原因多数原因为减速开关及接线故障为减速开关及接线故障。(2 2)机床回零动作正常机床回零动作正常,为系统得不到一转信号为系统
3、得不到一转信号。原因可能原因可能是电动机编码器及接线或系统轴板故障是电动机编码器及接线或系统轴板故障。找不准参考点找不准参考点(即回参考点有偏差即回参考点有偏差)(1 1)减速挡块偏移减速挡块偏移(2 2)栅格偏移量参数设定不当栅格偏移量参数设定不当(3 3)参考计数器容量参数设定不当参考计数器容量参数设定不当(4 4)位置环增益设定过大位置环增益设定过大(5 5)编码器或轴板不良编码器或轴板不良5.2 5.2 数控车床自动换刀装置控制及常见故障分析数控车床自动换刀装置控制及常见故障分析1.1.意大利意大利BARUFFALDI TS200/12 BARUFFALDI TS200/12 电动转塔
4、结构和动作原理电动转塔结构和动作原理(1 1)该刀架采用行星轮系传动的减速机构该刀架采用行星轮系传动的减速机构,结构紧凑结构紧凑、传传动效率高动效率高。该系列电动刀塔的特点该系列电动刀塔的特点:动效率高动效率高。(2 2)刀盘无需抬起实现转位刹紧控制刀盘无需抬起实现转位刹紧控制。这样可以防止机床这样可以防止机床切削过程中切屑切削过程中切屑、灰尘灰尘、切削液等影响精定位端齿盘切削液等影响精定位端齿盘,从从而保证刀架的高定位精度而保证刀架的高定位精度。(3 3)可双向回转和任意刀位就近选刀可双向回转和任意刀位就近选刀,最大限度地减少刀最大限度地减少刀架转位的辅助时间架转位的辅助时间。(4 4)机电
5、配合控制合理机电配合控制合理,故障率低故障率低。意大利意大利BARUFFALDI TS200/12 BARUFFALDI TS200/12 电动转塔结构电动转塔结构2.2.电动刀塔的电气控制线路电动刀塔的电气控制线路3 3电动刀塔的电动刀塔的PMCPMC控制控制(1 1)系统系统PMCPMC输入输入/输出信号地址分配输出信号地址分配(1 1)正常工作中正常工作中,出现刀塔未锁紧报警出现刀塔未锁紧报警通过系统梯形图通过系统梯形图(如图如图5 59 9)查看到是由于锁紧到位信号查看到是由于锁紧到位信号X X2121.2 2未未接通产生的报警接通产生的报警(信息继电器信息继电器A A0 0.1 1为
6、为1 1)。故障原因可能是接近开故障原因可能是接近开关损坏关损坏、接近开关调整位置不当接近开关调整位置不当、刀塔机械传动故障刀塔机械传动故障。(2 2)换刀时出现乱刀现象换刀时出现乱刀现象出现该故障的原因是角度编码器不良出现该故障的原因是角度编码器不良,此时需要更换编码器此时需要更换编码器。4.4.电动刀塔常见故障及维修电动刀塔常见故障及维修出现该故障的原因是角度编码器不良出现该故障的原因是角度编码器不良,此时需要更换编码器此时需要更换编码器。(3 3)换刀过程中出现断路器跳闸现象换刀过程中出现断路器跳闸现象产生故障的主要原因是电动机短路产生故障的主要原因是电动机短路、刀塔内部机械传动卡死及断
7、路刀塔内部机械传动卡死及断路器本身不良器本身不良。(4 4)换刀过程中换刀过程中,系统发出电动机过热报警系统发出电动机过热报警产生故障主要原因有预分度电磁铁插销不能准确动作产生故障主要原因有预分度电磁铁插销不能准确动作、电动机缺相电动机缺相或匝间短路或匝间短路、角度编码器位置调整有偏差及电动机内装热偶开关不角度编码器位置调整有偏差及电动机内装热偶开关不良良。5.3 5.3 加工中心自动换刀装置控制及常见故障分析加工中心自动换刀装置控制及常见故障分析BTBT5050-2424TOOLTOOL 圆盘式刀库自动换刀装置的特点圆盘式刀库自动换刀装置的特点:(1 1)刀库的旋转为电动机拖动刀库的旋转为电
8、动机拖动(具有电磁制动装置具有电磁制动装置),靠电气靠电气实现刀库旋转方向实现刀库旋转方向(具有就近选刀功能具有就近选刀功能)、换刀位置检测及定换刀位置检测及定位控制位控制,结构简单结构简单,工作可靠工作可靠。(2 2)机械手换刀采用先进的凸轮换刀结构机械手换刀采用先进的凸轮换刀结构,实现电气和机械实现电气和机械(2 2)机械手换刀采用先进的凸轮换刀结构机械手换刀采用先进的凸轮换刀结构,实现电气和机械实现电气和机械联合控制联合控制。(3 3)倒刀控制采用气动控制倒刀控制采用气动控制,通过气缸的磁环开关检测控制通过气缸的磁环开关检测控制。(4 4)全机械式换刀全机械式换刀,避免液压泄漏避免液压泄
9、漏,降低了故障率降低了故障率。(5 5)换刀时间仅换刀时间仅2 2.7 7秒秒,大大提高机床效率大大提高机床效率。1 1BT50BT50-24TOOL 24TOOL 圆盘式刀库自动换刀装置机构圆盘式刀库自动换刀装置机构圆盘式刀库结构简图圆盘式刀库结构简图凸轮式换刀机械手简图凸轮式换刀机械手简图1 1BT50BT50-24TOOL 24TOOL 圆盘式刀库自动换刀装置机构圆盘式刀库自动换刀装置机构2.2.自动刀具交换动作步骤自动刀具交换动作步骤(1)程序执行到选刀指令程序执行到选刀指令T码时码时,系统通过方向判别后系统通过方向判别后,控制刀库控制刀库电动机电动机1正转或反转正转或反转,刀库中刀位
10、计数开关刀库中刀位计数开关2开始计数开始计数(计算出到达计算出到达换刀点的步数换刀点的步数),),当刀库上所选的刀具转到换刀位置后当刀库上所选的刀具转到换刀位置后,旋转刀库旋转刀库电动机立即停转电动机立即停转,完成选刀定位控制完成选刀定位控制。如图如图511a图所示图所示。刀库选刀定位控制过程刀库选刀定位控制过程2.2.自动刀具交换动作步骤自动刀具交换动作步骤(2)程序中执行到交换刀具指令程序中执行到交换刀具指令,交换刀具指令一般为交换刀具指令一般为M06(实实际是调换刀宏程序或换刀子程序际是调换刀宏程序或换刀子程序),),首先主轴自动返回换刀点首先主轴自动返回换刀点(一一般是机床的第二参考点
11、般是机床的第二参考点),),且实现主轴准停且实现主轴准停,然后倒刀电磁阀线圈然后倒刀电磁阀线圈获电获电,气缸推动选刀的刀杯向下翻转气缸推动选刀的刀杯向下翻转90度度(倒下倒下),),倒刀到位检测倒刀到位检测信号开关信号开关(磁环开关磁环开关)8发出信号发出信号,完成倒刀控制完成倒刀控制,同时是交换刀同时是交换刀具的开始信号具的开始信号。如图如图511b图所示图所示。倒刀控制倒刀控制2.2.自动刀具交换动作步骤自动刀具交换动作步骤(3)当倒刀检测开关当倒刀检测开关8发出信号且机械手原位开关发出信号且机械手原位开关7处于接通状态处于接通状态时时,换刀电动机换刀电动机10旋转带动机械手从原位逆时针旋
12、转一个固定角度旋转带动机械手从原位逆时针旋转一个固定角度(65/75度度),),进行机械手抓刀控制进行机械手抓刀控制,如图如图511c所示所示。机械手扣刀控制过程机械手扣刀控制过程2.2.自动刀具交换动作步骤自动刀具交换动作步骤(4)当机械手扣刀到位开关当机械手扣刀到位开关6接通后接通后,主轴开始松开刀具控制主轴开始松开刀具控制(通常采用气动或液动控制通常采用气动或液动控制),),当主轴松刀开关接通后当主轴松刀开关接通后,换刀电换刀电动机运转动机运转,使机械手下降使机械手下降,进行拔刀控制进行拔刀控制,机械手完成拔刀后机械手完成拔刀后,换刀电动机继续旋转换刀电动机继续旋转,机械手旋转机械手旋转
13、180度度(进行交换刀具控制进行交换刀具控制)并并进行插刀控制进行插刀控制,当换刀电动机停止开关当换刀电动机停止开关5(接近开关接近开关)接通后发接通后发出信号使电动机立即停止出信号使电动机立即停止。如图如图511d、e所示所示。机械手拔刀控制机械手拔刀控制机械手旋转机械手旋转180度并进行插刀控制度并进行插刀控制(5)当机械手完成擦刀控制后当机械手完成擦刀控制后,机械手扣刀到位开关机械手扣刀到位开关6再次接通再次接通,此时主轴刀具进行锁紧控制此时主轴刀具进行锁紧控制。2.2.自动刀具交换动作步骤自动刀具交换动作步骤机械手擦刀并完成主轴刀具锁紧控制机械手擦刀并完成主轴刀具锁紧控制(6)当主轴锁
14、紧完成开关信号发出后当主轴锁紧完成开关信号发出后,机械手电动机启动旋机械手电动机启动旋转转,机械手顺时针旋转一个固定角度机械手顺时针旋转一个固定角度,机械手回到原位后机械手回到原位后,机械手电动机立即停止机械手电动机立即停止。2.2.自动刀具交换动作步骤自动刀具交换动作步骤机械手回到原位控制机械手回到原位控制2.2.自动刀具交换动作步骤自动刀具交换动作步骤(7)当机械手的原位开关当机械手的原位开关7再次接通后再次接通后,回刀电磁阀线圈获电回刀电磁阀线圈获电,气缸推动刀杯向上翻转气缸推动刀杯向上翻转9090度度,为下一次选刀做准备为下一次选刀做准备。回刀气缸回刀气缸伸出到位开关伸出到位开关9 9
15、(磁环开关磁环开关)接通接通,完成整个换刀控制完成整个换刀控制。回刀控制回刀控制来自M/C讯号刀库动作气缸动运转讯号马达动作接近开关讯号回刀开关讯号倒刀开关讯号13581114自动刀具交换系统自动刀具交换系统(ATC)(ATC)控制时序图控制时序图返回M/C讯号动作换刀手臂动作倒刀电磁阀回刀电磁阀马达动作接近开关原点确认讯号扣刀确认讯号马达停止讯号246791012 13153.自动换刀装置常见故障及维修自动换刀装置常见故障及维修(1 1)刀库乱刀故障处理方法刀库乱刀故障处理方法故障原因故障原因:1 1)PMCPMC参数丢失或系统记忆值与实际不符参数丢失或系统记忆值与实际不符2 2)换刀装置拆
16、修换刀装置拆修3)操作者误操作操作者误操作1)手动方式使刀库回到原位位置手动方式使刀库回到原位位置,即即1号刀座对应换刀位置号刀座对应换刀位置2)通过系统通过系统PMC参数画面参数画面,初始化数据表初始化数据表,数据表的数据表的D000D000设设定为定为0 0,D001D001D024D024设定值分别为设定值分别为1 1、2 2、3 3-2424进行设定进行设定。3)通过系统通过系统PMC参数画面参数画面,刀库计数器初始化设定为刀库计数器初始化设定为2323。4)4)系统系统MDIMDI方式下方式下,把实际刀具送回到刀库中把实际刀具送回到刀库中。具体处理方法具体处理方法:3.自动换刀装置常
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