“車床維修”數(shù)控銑床帶斗笠式刀庫改造_圖文

1、7.37廣州工程技術(shù)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文編號:GIT-QI-A6-37廣州工程技術(shù)職業(yè)學(xué)院廣州數(shù)控設(shè)備有限公司畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文題目:數(shù)控銑床帶斗笠式刀庫改造系( 院:機(jī)電工程系專業(yè)班級: 10級數(shù)控3班指導(dǎo)教師:練一鳴孫曉輝完成日期:2012年12月12日畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文題目數(shù)控銑床帶斗笠式刀庫改造指導(dǎo)教師練一鳴學(xué)歷大專職稱導(dǎo)師指導(dǎo)教師孫曉輝學(xué)歷碩士職稱講師具體要求1.根據(jù)有關(guān)企業(yè)市場需求的、指導(dǎo)教師所給定的和自己選定項(xiàng)目為畢業(yè)設(shè)計(jì)課題。2.搜集準(zhǔn)備設(shè)計(jì)資料和相關(guān)手冊。3.確定畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的實(shí)施步驟。4.繪制出產(chǎn)品的相關(guān)圖形。5.編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書。進(jìn)度安排1.2012年10月12日至10月15

2、日完成課題選擇,并搜集準(zhǔn)備設(shè)計(jì)資料和手冊。2.2012年10月16日至11月16日完成畢業(yè)論文的主要部分內(nèi)容。3.2012年11月17日至11月30日編寫畢業(yè)論文設(shè)計(jì)說明書。4.2012年12月01日至12月31日指導(dǎo)教師審核全部設(shè)計(jì)資料。5.2013年01月01日至01月08日修改并打印全部設(shè)計(jì)資料,上交給校內(nèi)指導(dǎo)老師。廣州數(shù)控設(shè)備有限公司指導(dǎo)教師簽字:年月日專業(yè)組長意見:專業(yè)組長簽字:年月日附注:7.38廣州工程技術(shù)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文任務(wù)書編號:GIT-QI-A6-387.39 廣州工程技術(shù)職業(yè)學(xué)院學(xué)生開題報(bào)告書編號:GIT-QI-A6-39課題類型:(1A 工程設(shè)計(jì);B 技術(shù)開發(fā);C

3、 軟件工程;D 理論研究;(2X 真實(shí)課題;Y 模擬課題;Z 虛擬課題(1、(2均要填,如AY 、BX 等。課題名稱數(shù)控銑床帶斗笠式刀庫的改造 課題來源 教師指定 課題類型 AX 指導(dǎo)教師 練一鳴孫曉輝方法及預(yù)期目的:數(shù)控銑床帶斗笠式刀庫的改造就是在主軸支架體上安裝一個斗笠式刀庫,使其成為加工中心能夠全自動換刀。主要目的:因?yàn)樵趯?shí)際加工過程中使用到的加工時間很少而大部分時間都是用在裝夾和換刀過程中,所以為了提高生產(chǎn)效率和批量生產(chǎn),充分利用原有的資源,很多廠家都會注重這一點(diǎn)而進(jìn)行改造。指導(dǎo)教師簽名: 日期:目錄前言 (5摘要 (5一、緒論 (61.1 數(shù)控機(jī)床概述 (61.2刀庫的發(fā)展趨勢及方向

4、 (7二、刀庫類型和改造的選擇方案 (72.1刀庫的類型 (72.2刀庫改造的對比和決擇 (11三、斗笠式刀庫使用說明 (133.1 斗笠式刀庫自動換刀裝置 (133.2斗笠式刀庫的PMC控制要求 (163.3刀庫配置表 (173.4與刀庫相關(guān)的電氣連接圖 (183.5主軸準(zhǔn)?？刂菩盘?(213.6宏程序調(diào)用及換刀宏程序 (21四、斗笠式刀庫的調(diào)試 (234.1刀庫換刀調(diào)試必須注意的問題 (234.2刀庫安裝與相關(guān)PLC參數(shù)設(shè)置 (244.3 刀庫的調(diào)試設(shè)置 (28五、自動換刀系統(tǒng)的常見故障及排除 (295.1刀庫的維護(hù)要點(diǎn) (295.2刀庫的故障及排除 (305.3刀庫常見的報(bào)警處理 (31

5、六、總結(jié) (33七、參考文獻(xiàn) (34前言由于市場競爭日趨激烈,產(chǎn)品更新極為迅速。隨著汽車工業(yè)以及輕工消費(fèi)品生產(chǎn)的高速增長,中小批量零件的生產(chǎn)及復(fù)雜零件越來越多,精度要求也越來越高,這就要求加工設(shè)備具有很高的效率和加工精度。而傳統(tǒng)的普通機(jī)床已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代生產(chǎn)的需要。而以數(shù)控機(jī)床為代表的數(shù)控設(shè)備的生產(chǎn)與應(yīng)用水平反映了一個國家的機(jī)械與電子水平。它的推廣應(yīng)用對于提高勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量,改變我國制造技術(shù)落后的狀況起著極為重要的作用,因此有很多廠家為了達(dá)到相應(yīng)技術(shù)要求而對原有的機(jī)床設(shè)進(jìn)行改造。加工中心之所以得到這個稱號就是因?yàn)樗歇?dú)特的刀庫和高精度,而刀庫的容量及性能又直接決定了一臺機(jī)床的價位和技術(shù)

6、水平。目前,加工中心以及其它大型機(jī)床都擁有自己獨(dú)立的刀庫,但還有很多中小型機(jī)床還是使用小型刀架換刀或人工裝刀,這大大降低了加工效率,難以批量生產(chǎn),而在加工過程中實(shí)際上用到的加工時間很少,而大部分時間都是用在換刀和裝夾上。因此有很多廠家對這類機(jī)床進(jìn)行了改造,在機(jī)床上安裝一個刀庫使其成為加工中心能夠全自動換刀,這不但提高了生產(chǎn)效率、縮短加工時間、能夠批量生產(chǎn),而且還充分利用了原有的資源,避免了不必要的損失,利用最小的投資得到最大收益是每個廠主的追求。因此機(jī)床的改造在當(dāng)今起著重要的作用,特別是對加工中心的改造。摘要在現(xiàn)代數(shù)控加工技術(shù)得到迅速的普及及發(fā)展,高速加工中心作為新時代數(shù)控機(jī)床的代表,已在機(jī)床

7、領(lǐng)域廣泛使用。自動換刀刀庫的發(fā)展儼然已超越其為數(shù)控加工中心配套的角色,在其特有的技術(shù)領(lǐng)域中發(fā)展出符合機(jī)床高精度、高效率、高可靠度及多任務(wù)復(fù)合等概念的獨(dú)特產(chǎn)品。因而刀庫是加工中心最重要的部分之一,它的發(fā)展也直接決定了加工中心的發(fā)展。近年來有很多廠家對刀庫方面進(jìn)行更新改進(jìn),在容量、效率和穩(wěn)定可靠性等各方面進(jìn)行提高,使其更智能化、人性化。在現(xiàn)代,加工中心雖然已經(jīng)被廣泛使用,但不可能每個廠家都全部使用加工中心加工,無論是大廠還是小廠都還有很多普通機(jī)床或技術(shù)先進(jìn)一點(diǎn)的機(jī)床而又并非加工中心,因此,有很多廠家避免浪費(fèi)現(xiàn)象加強(qiáng)設(shè)備性能對原有的資源進(jìn)行了充分利用,注重了機(jī)床改造。而本論文主要講述的是XK714銑

8、床帶斗笠式刀庫的改造,因?yàn)檫@種刀庫在數(shù)控加工中心上應(yīng)用非常廣泛,而換刀過程簡單,換刀時間短,定位精度高;總體結(jié)構(gòu)簡單、緊湊,動作準(zhǔn)確可靠;維護(hù)方便,成本低而被廣泛使用。關(guān)鍵詞:機(jī)床改造;刀庫;加工中心一.緒論1.1 數(shù)控機(jī)床概述數(shù)字控制是利用數(shù)字化信息對機(jī)械運(yùn)動以及加工過程進(jìn)行控制的一種方法,簡稱數(shù)控(Numerical Control,NC。數(shù)控機(jī)床是指采用了數(shù)控技術(shù)進(jìn)行控制的機(jī)床,或者說是裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床,也稱作為NC機(jī)床。由于現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)是通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制的,因此,數(shù)控機(jī)床又稱為CNC機(jī)床。數(shù)控機(jī)床主要由數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、程序載體、輸入輸出裝置、強(qiáng)電控制裝置、輔助裝置和機(jī)床主體組

9、成。輸入數(shù)控裝置的程序指令記錄在信息載體上,由程序讀入裝置接收,或由數(shù)控裝置的鍵盤直接手動輸入。數(shù)控機(jī)床在加工工藝與表面成形方法上與普通機(jī)床基本相同,在實(shí)現(xiàn)自動控制的原理和方法上有很大的區(qū)別。數(shù)控機(jī)床是利用數(shù)字化信息來實(shí)現(xiàn)自動控制的。先將與加工零件有關(guān)的信息,即工件與刀具相對運(yùn)動軌跡的尺寸參數(shù)、切削用量以及各種輔助操作等的加工信息,用規(guī)定的文字、數(shù)字和符號組成代碼,按一定的格式編寫成加工程序,然后將加工程序輸入數(shù)控裝置。經(jīng)過數(shù)控裝置的處理、運(yùn)算,按坐標(biāo)軸的移動分量送到各軸的驅(qū)動電路,經(jīng)轉(zhuǎn)換放大,用于伺服電動機(jī)的驅(qū)動,帶動各軸轉(zhuǎn)動,并進(jìn)行反饋控制,使刀具、工件以及其他輔助裝置嚴(yán)格按照程序規(guī)定的順

10、序、軌跡和參數(shù)有條不紊的動作,從而加工出所需的零件。數(shù)控機(jī)床具有廣泛的適應(yīng)性,加工對象改變時只需要改變輸入的程序指令;加工性能比一般自動機(jī)床高,可以精確加工復(fù)雜型面,因而適合于加工中小批量、改型頻繁、精度要求高、形狀又較復(fù)雜的工件,并能獲得良好的經(jīng)濟(jì)效果。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展,采用數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床品種日益增多,有車床、銑床、鏜床、鉆床、磨床、齒輪加工機(jī)床和電火花加工機(jī)床等。此外還有能自動換刀、一次裝卡進(jìn)行多工序加工的加工中心、車削中心等。未來數(shù)控機(jī)床的類型將更加多樣化,多工序集中加工的數(shù)控機(jī)床品種越來越多;激光加工等技術(shù)將應(yīng)用在切削加工機(jī)床上,從而擴(kuò)大多工序集中的工藝范圍;數(shù)控機(jī)床的自動化程度更加

11、提高,并具有多種監(jiān)控功能,從而形成一個柔性制造單元,更加便于納入高度自動化的柔性制造系統(tǒng)中。1.2 刀庫系統(tǒng)的發(fā)展趨勢及方向:近年來刀庫的發(fā)展儼然已超越其為配備的角色,在特有的技術(shù)領(lǐng)域中發(fā)展出符合工具機(jī)高精度、高效能、高可靠度及多任務(wù)復(fù)合等概念產(chǎn)品,多樣化產(chǎn)品,左右工具機(jī)在生產(chǎn)效能及產(chǎn)品精度的表現(xiàn)。刀庫的容量、布局,針對不同的工具機(jī),形式也有所不同,根據(jù)刀庫的容量、外型和取刀方式可概分為斗笠式刀庫、圓盤式刀庫、鏈條式刀庫。其發(fā)展趨勢均為為高效能、輕量化低成本的產(chǎn)品。刀庫系統(tǒng)作為自動化加工過程中所需的儲刀及換刀需求的一種裝置,為數(shù)控機(jī)床縮短機(jī)床非切削時間,降低勞動強(qiáng)度提供了必要條件,是數(shù)控機(jī)床的

12、重要功能部件,必將向精密和簡易兩極化;高速輕量化;低碳、環(huán)保、智能、安全等幾個方向發(fā)展。二、刀庫類型和改造的選擇方案由于本次實(shí)踐主要是對數(shù)控銑床XK714進(jìn)行加工中心改造,在這次改造中刀庫的選擇特別重要,因?yàn)榈稁焓羌庸ぶ行淖詣訐Q刀裝置的主要部件,刀庫的容量和性能直接決定了一臺加工中心的技術(shù)含量。而刀庫的形式又有很多種,如:斗笠式、盤式、鏈條式、格子箱式等等,再加上各種刀庫的價格、壽命和用途都不同,因此選擇刀庫不僅僅是資金成本的問題,還應(yīng)考慮到其它的條件限制和各種設(shè)備因素,例如機(jī)床與刀庫的匹配緊湊性能、定位精度要求,加工零件需求等方面問題。所以刀庫的選擇是這次改造的首要難點(diǎn)。2.1刀庫的類型根據(jù)

13、刀庫的容量和存取刀具的方式,刀庫可設(shè)計(jì)成多種形式。目前常見的刀庫類型如下:(1盤式刀庫 圖1.1盤式刀庫此刀庫結(jié)構(gòu)簡單,應(yīng)用較多。如圖1.1所示,由于刀庫呈環(huán)形排列,空間利用率低,因此出現(xiàn)了刀具在盤中進(jìn)行雙環(huán)和多環(huán)排列,以增加空間的利用率的設(shè)計(jì)。但這樣一來,刀庫的外徑較大,轉(zhuǎn)動慣量也很大,選刀時間也較長。因此,盤式刀庫一般適用于刀具容量較小的刀庫。(2鏈?zhǔn)降稁烊鐖D1.2所示,此刀庫結(jié)構(gòu)緊湊,刀庫容量較大,鏈環(huán)的形狀可根據(jù)機(jī)床的布局制成各種形狀,也可將換刀位突出以便于換刀,能充分利用機(jī)床的占地空間,通常為軸向取刀,位置精度較低,造價也較高。 圖1.2 鏈?zhǔn)降稁?3斗笠式刀庫 圖1.3斗笠式刀庫如

14、圖1.3所示,此刀庫結(jié)構(gòu)采用日內(nèi)瓦輪分割機(jī)構(gòu),運(yùn)轉(zhuǎn)順暢,分割精度高。也可將換刀位突出以便于換刀,刀盤滑動使用線性軸承,摩擦小,壽命長。,彈簧夾臂,夾持刀具,裝夾容易,維修簡單。(4格子盒式刀庫1固定型格子盒式刀庫刀具分幾排直線排列,由縱橫向移動的取刀機(jī)械手完成選刀運(yùn)動,將選取的刀具送到固定的換刀位置刀座上,由換刀機(jī)械手交換刀具。由于刀具排列密集,空間利用率高,刀庫容量大。2非固定型格子盒式刀庫可換主軸箱的加工中心刀庫由多個刀匣組成,可直線運(yùn)動,刀匣可以從刀庫中垂直提出。(5平置式刀庫 優(yōu)點(diǎn):采用伺服馬達(dá),高效率,高精度(亦可采用普通電機(jī)驅(qū)動 滑座采用直線軸承,換刀定位準(zhǔn)確快速,兼具保護(hù)刀庫不受

15、污染。 刀爪組,采用剛性承靠座定位,刀具穩(wěn)固不晃動。2.2刀庫改造的對比和決擇以XK714數(shù)控銑床為例: 主要規(guī)格/特殊功能XK714數(shù)控銑床主要技術(shù)參數(shù)工作臺1200*320mm工作臺行程750x380mm主軸行程450mm主軸鼻端至工作臺面距離70-470mm主軸中心至立柱表面距離350mm主軸轉(zhuǎn)速范圍/級別6000rpm主軸內(nèi)孔錐度BT40立銑最大直徑25mm端銑最大寬度100mm鉆孔最大直徑30mm最大快移速度6000mm/min定位精度0.02mm重復(fù)定位精度0.01mm最小設(shè)定單位0.01mm主電機(jī)額定功率3.7KW(變頻機(jī)床凈重2800Kg機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)配置:廣數(shù)990MA,伺服系統(tǒng)三

16、軸三聯(lián)動,電子潤滑泵,高強(qiáng)度鑄件,導(dǎo)軌貼耐磨片,淬火。根據(jù)相關(guān)條件因素進(jìn)行對比決擇:1.不同刀庫改造的對比:(1鏈?zhǔn)降稁齑说稁煸邶堥T銑床應(yīng)用比較廣泛,通常為軸向取刀,結(jié)構(gòu)緊湊,刀庫容量較大,占地面積較廣,位置精度較低,造價也較高,一般裝夾重型或大型的刀具,通常用于重型或大型機(jī)床的改造。而XK714數(shù)控銑床只是中型機(jī)床,對于鏈?zhǔn)降稁斓娜萘亢托枨蟛⒉欢?因此這對于XK714數(shù)控銑床進(jìn)行改造很不合理,這種刀庫不但價格昂貴而且用途也不大,改造后資源得不到充分利用,可以說是一種浪費(fèi)現(xiàn)象,所以排除鏈?zhǔn)降稁旄脑臁?2格子箱式刀庫此刀庫應(yīng)用者較少。其結(jié)構(gòu)緊湊刀庫空間利用率高,但換刀時間較長,布局不靈活,它通常

17、刀庫安裝在工作臺上。而XK714數(shù)控銑床的工作臺主要用于零件的裝夾加工,因此這對于XK714數(shù)控銑床進(jìn)行改造也很不合理,所以排除格子箱式刀庫改造。(3盤式刀庫此刀庫應(yīng)用較多,換刀裝置的結(jié)構(gòu)簡單,成本低,換刀可靠性較好,適用于刀庫容量較小的加工中心上改造。因此這種刀庫可以考慮對XK714數(shù)控銑床進(jìn)行改造。(4斗笠式刀庫此刀庫結(jié)構(gòu)采用日內(nèi)瓦輪分割機(jī)構(gòu),運(yùn)轉(zhuǎn)順暢,分割精度高。也可將換刀位突出以便于換刀,刀盤滑動使用線性軸承,摩擦小,壽命長,成本較低。用彈簧夾臂夾持刀具,裝夾容易,維修簡單。因此這種刀庫可以考慮對XK714數(shù)控銑床進(jìn)行改造。2.決擇:從以上的刀庫類型看來,只有盤式刀庫和斗笠式刀庫可以進(jìn)

18、行改造,在兩者中換刀的速度和其它性能的相比盤式刀庫比斗笠式刀庫略勝一些,加上盤式刀庫的造價也比斗笠式刀庫高,但由于所需的技術(shù)要求和性能作用的不同而選擇不同。如果主要用于工廠加工生產(chǎn)技術(shù)要求較高的應(yīng)選用盤式刀庫,因?yàn)楸P式刀庫換刀速度比較快,技術(shù)要求高性能較好。而我們這次實(shí)習(xí)改造的XK714數(shù)控銑床主要用于教學(xué)使用,對于加工生產(chǎn)方面的技術(shù)要求不是很高,雖然斗笠式刀庫比盤式刀庫的換刀較慢,但斗笠式刀庫的維修率和成本比盤式刀庫的較低,所以在這次實(shí)習(xí)中主要選用斗笠式刀進(jìn)行改造,因此本畢業(yè)設(shè)計(jì)主要完成的是對斗笠式刀庫的改造。三、斗笠式刀庫使用說明3.1斗笠式刀庫的自動換刀裝置以218M系統(tǒng)為例,介紹一種通

19、過宏程序調(diào)用實(shí)現(xiàn)斗笠式刀庫換刀控制的方法。刀庫容量為16(裝16把刀,利用伺服主軸電動機(jī)的內(nèi)置編碼器進(jìn)行定向/準(zhǔn)停。斗笠式自動換刀裝置結(jié)構(gòu)簡單,無需機(jī)械手交換刀具,可提供可靠快速的刀具交換方式,目前常用的到庫容量有16、20、24和30把等。 1-刀盤 2-刀柄卡簧 3-防護(hù)罩 4-氣缸 5-磁環(huán)開關(guān)(兩個6-刀庫支架7-電動機(jī)接線盒 8-刀盤驅(qū)動電動機(jī) 9-接近開關(guān) 10-槽輪套 11-馬氏槽輪圖3-1 斗笠式換刀裝置的結(jié)構(gòu)圖優(yōu)點(diǎn): 采用日內(nèi)瓦輪分割機(jī)構(gòu),運(yùn)轉(zhuǎn)順暢,分割精度高。 刀盤滑動使用線性軸承,摩擦小,壽命長。 彈簧夾臂,夾持刀具,裝夾容易,維修簡單。 (1系統(tǒng)得到換刀信息后,主軸(刀

20、具自動返回到換到點(diǎn),且實(shí)現(xiàn)主軸定向準(zhǔn)停控制。(2刀盤從原位自動進(jìn)刀(氣缸4活塞移動,當(dāng)?shù)侗P到位開關(guān)接通后刀盤立即停止,做好準(zhǔn)備接刀動作。(3主軸自動松刀并進(jìn)行吹氣控制,當(dāng)主軸松刀到位開關(guān)接通后,完成刀盤接刀控制動作(把當(dāng)前主軸上的刀具放回刀庫。(4主軸上移(一般返回機(jī)床參考點(diǎn)。(5根據(jù)程序的T碼指令進(jìn)行就近選刀(刀盤電動機(jī)8正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)控制,即電動機(jī)通過槽輪套10驅(qū)動馬氏槽輪11帶動刀盤1間歇運(yùn)動(到盤分度,同時刀盤計(jì)數(shù)器開關(guān)9計(jì)數(shù),選刀到位(計(jì)數(shù)器為0,刀盤電動機(jī)立即停止。(6主軸再次下移到換到點(diǎn),進(jìn)行主軸接刀控制。(7主軸到達(dá)換刀點(diǎn)后,實(shí)現(xiàn)主軸鎖緊刀具控制。(8當(dāng)主軸鎖緊到位開關(guān)接通后,刀盤

21、1退回到原位(氣缸4活塞運(yùn)動。(9當(dāng)?shù)侗P1原位開關(guān)5接通,完成自動換刀的控制。刀庫動作簡介:刀庫的換刀動作如下: 1 刀庫轉(zhuǎn)到換刀坐標(biāo)處,如圖 1( a 所示;2 主軸準(zhǔn)停;3 刀庫前進(jìn)( 抓舊刀,如圖 1 ( b 所示;4 主軸松刀;5 z 軸向上移動(讓出刀庫旋轉(zhuǎn)尺寸,如圖 1 ( c 所示;6 刀庫旋轉(zhuǎn) ( 選刀 ,如圖 1 ( d 所示; 7 Z軸向下移動( 移動至換刀位置 ,如圖 1 ( e 所示;8 主軸緊刀( 抓新刀 ; 9 刀庫后退( 換刀結(jié)束 ,如圖1 ( f 所示。 對于GSK218系統(tǒng)來說,無論是斗笠式刀庫還是機(jī)械手刀庫,其換刀過程均為通過M6調(diào)用9999子程序來執(zhí)行的,

22、9999為擴(kuò)展程序,如果系統(tǒng)參數(shù)中參數(shù)為0,則可以通過程序-選擇程序-擴(kuò)展程序載入9999程序入內(nèi)存,來查看9999程序,也可以在電腦上在目錄下用文本方式打開9999文件,查看里面的內(nèi)容。M6調(diào)用9999程序之后,再通過調(diào)用相應(yīng)的M擴(kuò)展代碼,對換刀的整個過程進(jìn)行控制。換刀的M擴(kuò)展代碼可以在系統(tǒng)設(shè)置輔助功能里面進(jìn)行查看。T碼為加工程序所需要的刀具號,M06刀具交換指令(目前多位調(diào)換到的宏程序。T 碼和換刀指令不能分開,否者機(jī)床產(chǎn)生報(bào)警。3.2斗笠式刀庫的PMC控制要求(1查詢系統(tǒng)刀號是否存在,不存在發(fā)出報(bào)警(T碼錯誤。(2檢查程序選擇的刀號是否在主軸上。如果選擇的刀號在主軸上,則結(jié)束換刀程序。(

23、3檢查選擇的刀具號是否在當(dāng)前換刀點(diǎn)的刀座中。如果選擇的刀號在換刀點(diǎn)的到座中,程序T碼結(jié)束,等待刀具交換指令M06。(4如果選擇的刀號不在換刀點(diǎn)的到座中,計(jì)算出從選擇的刀號的刀座轉(zhuǎn)換刀點(diǎn)刀座的步距數(shù),并判別刀盤電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向,實(shí)現(xiàn)就近選刀。(5刀盤電動機(jī)旋轉(zhuǎn)時,計(jì)數(shù)器開始記計(jì)數(shù),當(dāng)?shù)侗P計(jì)數(shù)器到位,刀盤電動機(jī)制動停止,完成程序T碼控制。(6刀盤電動機(jī)有短路和過載保護(hù),出現(xiàn)故障時,系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警。(7當(dāng)?shù)侗P旋轉(zhuǎn)的時間超過規(guī)定的時間,系統(tǒng)發(fā)出T碼執(zhí)行時間超時報(bào)警。3.3 刀庫配置表 刀庫配置表在主界面的刀庫配置界面下,刀庫配置表提供了主軸上和刀庫上的所有的刀具信息。刀庫表起始地址:刀庫表存儲于P

24、LC數(shù)據(jù)表中,該配置項(xiàng)用以設(shè)置刀庫表在數(shù)據(jù)表中的起始地址。該配置項(xiàng)為參數(shù)的引用,與修改參數(shù)具有同等效果。(刀具數(shù)量:設(shè)置刀庫中能存儲的刀具數(shù)量。該配置項(xiàng)為參數(shù)的引用,與修改參數(shù)具有同等效果。(機(jī)床級權(quán)限當(dāng)前刀具號:設(shè)置主軸上夾持刀具的刀具號。該配置項(xiàng)為數(shù)據(jù)表的引用。當(dāng)前刀位號:設(shè)置刀庫上在換刀位置上的刀位號。該配置項(xiàng)為數(shù)據(jù)表的引用。刀具號:設(shè)置刀庫每個刀位上所裝夾刀具的序號。刀庫表的相關(guān)地址為:刀庫表首地址 = 刀庫表起始地址設(shè)置值刀庫表尾地址 = 刀庫表起始地址+刀具數(shù)量-1刀位地址 = 刀庫表起始地址+刀位號-1數(shù)據(jù)表中非易失性存儲單元地址范圍為D000D255,因此,刀庫表尾地址最大不能

25、超過255,否則系統(tǒng)報(bào)錯。對于斗笠式刀庫來說,刀位號與刀具號一一對應(yīng),所以實(shí)際的【刀庫配置】的刀庫配置表內(nèi)的各個刀位上的刀具號就沒有意義,有效的內(nèi)容只有“當(dāng)前刀具號”同“當(dāng)前刀位號”,其二者應(yīng)該一致。3.4與刀庫相關(guān)的電氣連接圖: 3.5主軸準(zhǔn)停控制信號ORCMA(G70.6/ORARA(F45.7ORCMA信號用于主軸換刀或主軸換刀時的準(zhǔn)?？刂?保證刀柄不會與刀庫發(fā)生撞擊而損壞刀庫或主軸,可通過PMC編程實(shí)現(xiàn)M19(主軸準(zhǔn)停M指令或手動主軸準(zhǔn)?？刂啤Ｅc此對應(yīng)的主軸準(zhǔn)停結(jié)束信號為F45.7(ORARA,當(dāng)此信號為“1”時表示主軸準(zhǔn)停結(jié)束。主軸準(zhǔn)?？刂朴玫膫鞲衅骺捎猛獠拷咏_關(guān)和電動機(jī)速度傳感器

26、、外部位置編碼器、主軸電動機(jī)內(nèi)置傳感器等多種形式。目前大多利用伺服主軸電動機(jī)的內(nèi)置位置編碼器實(shí)現(xiàn)。3.6宏程序調(diào)用及換刀宏程序本項(xiàng)目采用M指令的M06調(diào)用宏程序?qū)崿F(xiàn)刀庫的換刀控制。(1指定調(diào)用宏程序的M代碼值參數(shù)(PRM#60806089PRM#6080PRM#6089分別對應(yīng)調(diào)用程序號為O90209029的宏程序所需的M 代碼值。當(dāng)用“M06“調(diào)用O9023宏程序時,必須將PRM#6083設(shè)為“6”。本項(xiàng)目中的宏程序號為O9021,所以PRM#6081設(shè)置為“6”。(2主軸準(zhǔn)停位置設(shè)置參數(shù)(PRM#4031當(dāng)?shù)稁煺{(diào)整好后,將所測主軸準(zhǔn)停的位置數(shù)據(jù)設(shè)置在參數(shù)PRM#4031中,參數(shù)PRM#40

27、77(定向時停止位置偏移量設(shè)為0。當(dāng)執(zhí)行完主軸準(zhǔn)停指令(M19或手動主軸準(zhǔn)停后,NC輸出的準(zhǔn)停結(jié)束信號(F45.7為“1”。(3主軸定向速度參數(shù)(PRM#4038在執(zhí)行M19或手動主軸準(zhǔn)停指令時,主軸按參數(shù)PRM#4038所設(shè)定的運(yùn)轉(zhuǎn)速度進(jìn)行準(zhǔn)停定向。(4換刀點(diǎn)設(shè)置參數(shù)(PRM#1241一般情況下,用第二參考點(diǎn)作為主軸換刀或還刀點(diǎn)。對于立式加工中心,一般只需將刀庫調(diào)整好后所測的Z軸位置數(shù)據(jù)設(shè)置在參數(shù)PRM#1241中。(5其他相關(guān)參數(shù)1PRM#4000.0主軸和電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向設(shè)定若使用主軸內(nèi)置編碼器,該參數(shù)位設(shè)為0時,表示主軸和電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向相同。2PRM#4002.3、2、1、0使用主軸

28、位置編碼器作為位置反饋該參數(shù)位分別對應(yīng)設(shè)置為“0、0、0、1”。3PRM#4015.0定向是否有效該參數(shù)位設(shè)為“1”,使定向有效。4PRM#4010.2、1、0設(shè)定電動機(jī)傳感器類型使用內(nèi)置位置編碼器時,設(shè)為“0、0、1”。若主軸和主軸電動機(jī)間的傳動比為1:1時,PRM#40564059不需要設(shè)置。下面提供換刀調(diào)用的宏程序例子供分析參考,例中刀庫容量為16。O9021 ;換刀宏(子程序號#23=#4003 ;保存米制或英制系統(tǒng)#24=#4006 ;保存增量或絕對編程方式(G90、G91方式G91 ;增量坐標(biāo)編程M05 ;主軸停止G30P2Z0 ;至抓刀點(diǎn)(換刀點(diǎn)M19 ;主軸準(zhǔn)停M26 ;刀號讀

29、取(判斷刀庫刀號與主軸刀號是否一致IF#1000EQ1GOTO30 ;T碼值17時退出換刀程序IF#1001EQ1GOTO40 ;主軸刀號等于T碼值時退出換刀程序IF#1002EQ1GOTO50 ;T碼值為0時退出換刀程序M23 ;刀庫推出G04P500 ;停0.5秒M25 ;松刀G04P500 ;停0.5秒G28Z0 ;至Z軸零點(diǎn)M21 ;刀庫轉(zhuǎn)(刀盤旋轉(zhuǎn)選刀G30P2Z0 ;至抓刀點(diǎn)M24 ;緊刀(抓刀M22 ;刀庫退回GOTO100 ;換刀結(jié)束并返回N30#3000=1(TOOL NOT FOUND;刀沒找到報(bào)警GOTO100 ;結(jié)束換刀并返回N40#3000=2(TOOL NO. ON

30、 SPINDLE;主軸刀號已是需換刀刀號報(bào)警GOTO100 ;結(jié)束換刀并返回N50#3000=3(T CODE IS 0;換刀刀號為0報(bào)警N100M05 ;主軸停轉(zhuǎn)G#23 ;恢復(fù)到主程序的米、英制系統(tǒng)G#24 ;恢復(fù)至主程序的增量或絕對編程系統(tǒng)M99 ;返回主程序從程序中可以看出,M19為主軸準(zhǔn)停指令,M20為刀庫回零指令,M21為選刀(刀庫轉(zhuǎn)指令,M22為刀庫退回指令,M23為刀庫推出指令,M24為緊刀指令,M25為松刀指令,M26為刀號讀取指令。四、斗笠式刀庫的調(diào)試4.1刀庫換刀調(diào)試必須注意的問題刀庫換刀調(diào)試時必須注意以下問題:(1刀庫的初始化。初始狀態(tài)主軸刀號為1#刀,刀盤“當(dāng)前刀位”

31、無刀,其余刀位裝刀。必須在PLC程序中預(yù)先用開關(guān)信號做刀庫初始化,設(shè)置“當(dāng)前位置刀號”為“主軸刀號”。(2在換刀宏程序中,必須做同刀號判斷,如果指令刀號與主軸刀號相同,就結(jié)束宏程序;主軸刀號為0(相當(dāng)于未做初始化就結(jié)束宏程序。(3刀庫計(jì)數(shù)脈沖的使用。刀庫制造廠家一般在刀庫上配有計(jì)數(shù)器,用以計(jì)數(shù)刀庫的旋轉(zhuǎn)。當(dāng)?shù)稁煊?jì)數(shù)接近開關(guān)的紅燈熄滅時,刀庫才進(jìn)入刀位的正確位置。因此必須用計(jì)數(shù)接近開關(guān)脈沖的下降沿做停止條件,在PLC中改用下降沿脈沖。(4位置開關(guān)的使用。為保護(hù)刀庫安全工作,應(yīng)充分利用218M系統(tǒng)所具有的位置開關(guān)功能,即通過參數(shù)在Z軸上設(shè)定位置開關(guān),位置開關(guān)的位置區(qū)域就是Z軸的換刀點(diǎn)。只有Z軸進(jìn)入

32、該位置區(qū)域,位置開關(guān)為ON,刀庫才能前進(jìn)卡刀。若所選刀號超出范圍,則直接發(fā)出信號,使程序進(jìn)入“自動暫?！睜顟B(tài),待修改刀號后再繼續(xù)運(yùn)行。刀具判斷程序如下圖所示: 4.2 刀庫安裝與相關(guān)PLC參數(shù)設(shè)置操作目的:使梯形圖與刀庫的配置吻合。A.此梯形圖配斗笠式刀庫時對機(jī)床的要求:1、機(jī)床有主軸刀具自動夾/松裝置,并且自動夾/松裝置安裝有常開型的到位檢測開關(guān)。2、主軸有定位功能,并且定位角度可以調(diào)整。3、刀庫的容量小于100。4、刀庫可以正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。5、刀庫有計(jì)數(shù)開關(guān),前進(jìn)到位檢測開關(guān),后退到位檢測開關(guān)。B.系統(tǒng)與刀庫相關(guān)線路的連接: C.刀庫開關(guān)型號與旋轉(zhuǎn)到位方式的選擇:刀庫無回零開關(guān)將K010.1

33、設(shè)置為0刀庫有回零開關(guān)將K010.1 設(shè)置為1刀庫回零開關(guān)為常開型將K010.2 設(shè)置為0刀庫回零開關(guān)為常閉型將K010.2 設(shè)置為1刀庫進(jìn)刀開關(guān)為常開型將K010.3 設(shè)置為0刀庫進(jìn)刀開關(guān)為常閉型將K010.3 設(shè)置為1刀庫退刀開關(guān)為常開型將K010.4 設(shè)置為0刀庫退刀開關(guān)為常閉型將K010.4 設(shè)置為1刀庫計(jì)數(shù)開關(guān)為常開型將K010.5 設(shè)置為0刀庫計(jì)數(shù)開關(guān)為常閉型將K010.5 設(shè)置為1注意事項(xiàng):1、K010.1設(shè)置為0時,K010.2 設(shè)置無效.2、刀庫旋轉(zhuǎn)到位A方式是指:刀庫旋轉(zhuǎn)到正常的停止位置時,刀庫計(jì)數(shù)開關(guān)沒有感應(yīng)到檔塊。(見圖A3.刀庫旋轉(zhuǎn)到位B 方式是指:刀庫旋轉(zhuǎn)到正常的停

34、止位置時,刀庫計(jì)數(shù)開關(guān)感應(yīng)到檔塊。(見圖B 例如:有一個刀庫無回零開關(guān),各檢測開關(guān)均為常開型,旋轉(zhuǎn)到位為 A 方式,參數(shù)應(yīng)設(shè)置為: K010.1=0 K010.2=0 K010.3=0 K010.4=0 K010.5=0 D.刀庫容量的設(shè)置:在DATA100 和 CTR100 中輸入刀庫容量。注意事項(xiàng):1、刀庫容量是指刀庫中的刀套個數(shù)。2、DATA100 和 CTR100 的設(shè)置值必須小于 100。例如:刀庫容量為 16時,將 DATA100 設(shè)置為 16,CTR100 設(shè)置為 16。E.刀庫中刀具號的設(shè)置:數(shù)據(jù)表 D001-D099 分別對應(yīng)著刀庫 1 號-99 號刀套,數(shù)據(jù)表D001-D0

35、99 中的設(shè)置值分別對應(yīng)刀庫 1號-99 號刀套中的刀具號. D245 為主軸上的刀具號。注意事項(xiàng):1、 D001-D099 中不能設(shè)置有相同的刀號(0 除外,否則在換刀時,會出現(xiàn)報(bào)警。2、刀具號的設(shè)置范圍需滿足數(shù)參 0206 設(shè)定的要求,否則在執(zhí)行 T 代碼時,會出現(xiàn)報(bào)警。例如:刀庫容量為 16時,如果在 D1-D16 中依次設(shè)置成 1-16,執(zhí)行 T8 M6時,8號刀套將旋轉(zhuǎn)至換刀位后執(zhí)行刀具交換;如果在 D1-D16 中依次設(shè)置成 10,20,30160,執(zhí)行 T80 M6時,8號刀套將旋轉(zhuǎn)至換刀位后執(zhí)行刀具交換;如果D1和D2都設(shè)置成8,執(zhí)行T8 M6時將會出現(xiàn)報(bào)警。F.系統(tǒng)與刀庫有關(guān)

36、的時間參數(shù)(TMR的設(shè)置: 注意事項(xiàng):1、上述參數(shù)(TMR與刀庫的型號,刀庫的旋轉(zhuǎn)速度等性能有關(guān),請按刀庫的性能指標(biāo)合理的設(shè)置.2、上述參數(shù)(TMR設(shè)置不當(dāng),會導(dǎo)致報(bào)警使之不能正常換刀.通過 A-F 步驟的基本操作,使梯形圖與刀庫的配置吻合,但刀庫還不能正常的運(yùn)行,通過以下第二部分的設(shè)置和操作可以使刀庫在手動操作下正轉(zhuǎn),反轉(zhuǎn),進(jìn)刀,退刀的動作,以便檢查刀庫的每一步的動作是否正常。3、主軸定位角度和換刀坐標(biāo)位置的調(diào)整。A.主軸定位角度的調(diào)整參考主軸驅(qū)動單元相關(guān)的說明書。B.刀庫在換刀時,Z 軸有兩個位置,原點(diǎn)位置和換刀位置。為使刀庫能回到原點(diǎn)位置,必須將數(shù)參0047 設(shè)置為0,否則會出現(xiàn)事故,造

37、成機(jī)械損壞。刀庫換刀位置坐標(biāo)在數(shù)參0052 中設(shè)置,必須正確設(shè)置好此參數(shù),否則會出現(xiàn)事故,造成機(jī)械損壞。通過以上三個步驟的操作,就可以執(zhí)行正確的換刀操作了,對執(zhí)行 T 代碼和 M 代碼的操作描述如下:TxxM6;和Txx M6;執(zhí)行的效果一樣。T0M6;將主軸上的刀還到刀庫中。警告:當(dāng)主軸刀號為0時,嚴(yán)禁在主軸上裝刀,否則在換刀時會出現(xiàn)事故,造成機(jī)械損壞!4.3刀庫的調(diào)試設(shè)置1、系統(tǒng)處于正常運(yùn)行時,請確保 K000.0、K000.1、K000.2、K000.3、K000.4、K000.5、K000.6、 K000.7、K005.2、K010.7 的狀態(tài)為0,否則有可能導(dǎo)致意外發(fā)生。2、修改了K

38、001.0 參數(shù)必須重新啟動系統(tǒng)后才生效,當(dāng)K001.0=0(即:不使用刀庫時K010.0、K010.1、 K010.2、 K010.3、 K010.4、 K010.5、 K010.6、K010.7、 K011.0、 K011.1 、 K011.2、 K011.3設(shè)置無效。3、當(dāng)K001.0=1(即:刀庫使用有效時,K008.2設(shè)置無效。4、當(dāng)K008.2=0(即:不使用刀具夾/緊裝置時,K008.1 設(shè)置無效。5、 K006.0設(shè)置時的注意事項(xiàng):當(dāng) X 軸的行程限位開關(guān)安裝了兩個(正限位開關(guān)連接 X0.0 負(fù)限位開關(guān)連接 X0.1時,把K006.0 設(shè)置為0有效,此時K007.0 設(shè)置無效。

39、當(dāng)X 軸的行程限位開關(guān)安裝了一個(必須與X0.0連接時,把K006.0 設(shè)置為1有效,如果 X 軸正方向移動到極限出現(xiàn)了負(fù)方向的硬限位報(bào)警,或 X 軸負(fù)方向移動到極限出現(xiàn)了正方向的報(bào)警,修改K007.0 時報(bào)警取反,即可調(diào)整此錯誤的警告。 Y 軸的 K006.1 和 K007.1,Z 軸的 K006.2 和 K007.2,4TH 軸的K006.3 和 K007.3 的設(shè)置與X 軸相同。6、 K008.3=1時,潤滑的開/關(guān)時間由系統(tǒng)控制,可通過調(diào)整CTR101(潤滑關(guān)時間單位系統(tǒng)默認(rèn)為:分鐘和 CTR102(潤滑開時間:單位系統(tǒng)默認(rèn)為:秒來控制,K008.3=0 時,潤滑開/關(guān)的時間不受系統(tǒng)控

40、制。7、 K005.2=1 時,所有的報(bào)警互瑣解除,系統(tǒng)進(jìn)入調(diào)試模式,僅供系統(tǒng)在測試時使用,正常使用時必須將此參數(shù)設(shè)置為0,否則可能導(dǎo)致意外的發(fā)生。8、 K004.0(主軸是否使用I/O 點(diǎn)控制=1時,K008.4(主軸是否有換檔裝置設(shè)置無效,即主軸無換檔裝置。9、 K015.0=0 時,使用GSK218M 的操作面板,K015.0=1時,使用GSK990MA 的操作面板。五、自動換刀系統(tǒng)的常見故障及排除刀庫及換刀結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,且在工作中又頻繁運(yùn)動,所以故障率較高,目前機(jī)床上有50%以上的故障都與之有關(guān)。如刀庫運(yùn)動故障,定位誤差過大,持刀柄不穩(wěn)定等。這些故障最后都造成換刀動作卡位,整臺機(jī)停止工作

41、。因此刀庫的維護(hù)十分重要。5.1刀庫的維護(hù)要點(diǎn)(1嚴(yán)禁把超重、超長的刀具裝入刀庫,防止在機(jī)械手換刀時掉刀或刀具與工件、夾具等發(fā)生碰撞。(2順序選刀方式必須注意刀具放置在刀庫中的順序要正確,其他選刀方式也要注意所換刀具是否與所需刀具一致,防止換錯刀具導(dǎo)致事故發(fā)生。(3用手動方式往刀庫上裝刀時,要確保裝到位,裝牢靠,并檢查刀座上的鎖緊裝置是否可靠。(4經(jīng)常檢查刀庫的回零位置是否正確,檢查機(jī)床主軸回?fù)Q刀點(diǎn)位置是否到位,發(fā)現(xiàn)問題要及時調(diào)整,否則不能完成換刀動作。(5要注意保持刀具刀柄和刀套的清潔。(6開機(jī)時,應(yīng)先使刀庫空運(yùn)行,檢查各部分工作是否正常,特別是行程開關(guān)和電磁閥能否正常動作。發(fā)現(xiàn)不正常時應(yīng)及

42、時處理。5.2刀庫的故障及排除刀庫的主要故障有:刀庫亂刀故障,換刀過程中出現(xiàn)撞刀故障,換刀過程出現(xiàn)掉刀故障,自動換刀過程沒有完成故障(一般是超時報(bào)警。所謂亂刀故障就是指指令的刀具不是實(shí)際選擇的刀具,如果出現(xiàn)亂刀故障將會損壞刀具并使加工工件報(bào)廢,嚴(yán)重時將損壞機(jī)床。亂刀的故障原因:(1系統(tǒng)PMC參數(shù)和實(shí)際刀庫的刀具記憶不符。(2刀庫計(jì)數(shù)器開關(guān)故障或與實(shí)際刀庫位置不一致。(3刀庫拆裝修理。(4操作者裝刀過程中刀具混亂。處理方法:(1通過系統(tǒng)MDI方式把刀庫中的刀具卸下。(2刷新刀庫數(shù)據(jù)表,按出廠時重新設(shè)定數(shù)據(jù)表。(3把計(jì)數(shù)器設(shè)定畫面的預(yù)設(shè)值設(shè)定為刀庫的容量(計(jì)數(shù)器的開始值為1,計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值當(dāng)前刀庫

43、在換刀點(diǎn)的刀座號設(shè)定(初始狀態(tài)為1號刀座。撞刀的故障原因:(1主軸換刀點(diǎn)位置不正確。(2主軸準(zhǔn)停位置不正確。處理方法:(1主軸換刀點(diǎn)位置不正確引起的故障處理1機(jī)床手動返回到機(jī)床換刀點(diǎn)(一般為機(jī)床第二參考點(diǎn)2調(diào)整主軸的換刀點(diǎn),并記下機(jī)床坐標(biāo)系的坐標(biāo)值進(jìn)行修改。(2主軸準(zhǔn)停角度不正確引起的撞刀故障。1首先查出主軸一轉(zhuǎn)信號不穩(wěn)定的原因,并排除故障。2重新調(diào)整主軸準(zhǔn)停角度,使主軸端面的鍵與刀庫上的鍵槽相對應(yīng)。故障原因:(1刀庫扣刀位置出現(xiàn)偏差。(2刀庫的刀具鎖緊彈簧損壞。故障處理:(1調(diào)整刀庫的位置與刀庫位置檢測開關(guān)位置相對應(yīng)。(2更換刀庫鎖緊彈簧。故障的診斷過程及處理方法:(1根據(jù)換刀動作時序圖,查

44、明換刀故障時執(zhí)行到第幾步。(2借助系統(tǒng)梯形圖的信號變化,查明故障發(fā)生是前一個動作沒有結(jié)束還是后一個動作沒有開始。(3判斷是機(jī)械故障還是電氣故障。(4排除故障后,手動盤機(jī)械手電動機(jī)使機(jī)械手回到原來位置。5.3刀庫常見的報(bào)警處理報(bào)警信息:1215 執(zhí)行 M06 代碼時需先執(zhí)行T 代碼故障原因:在執(zhí)行 M06 代碼時,沒有執(zhí)行有效的T 代碼。解決方法:執(zhí)行有效的T 代碼后,再執(zhí)行 M06 代碼。報(bào)警信息:1216 刀具松開狀態(tài)不可旋轉(zhuǎn)主軸故障原因:在刀具處于松開狀態(tài)的情況下執(zhí)行了主軸旋轉(zhuǎn)的代碼,如:手動模式下按下主軸正轉(zhuǎn),反轉(zhuǎn),點(diǎn)動,定位或自動狀態(tài)下執(zhí)行了 M03,M04,M19 都會導(dǎo)致主軸旋轉(zhuǎn)。解決方法:手動狀態(tài)下按下"夾刀/松刀"按鈕使處于緊刀狀態(tài)(即:Y0.2=0檢測刀具緊刀檢測開關(guān)(X2.6 的狀態(tài)是否為1,當(dāng)狀態(tài)