数控车床刀塔改造与实施

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数控机床刀塔结构设计

数控机床刀塔结构设计

数控机床刀塔结构设计简介随着市场竞争越来越激烈,面对同行业者的技术功能竞争力,怎样改进数控车床的装夹稳定性( 尤其是装夹特殊工件需进行轴向、径向定位时 ) 显得尤为重要。

现有的数控机床通常配合自动化上下料机构使用。

因自动化上料动作时会有内置顶料之动作,在机械手爪夹持工件移动至夹具端面时,夹爪内部有自动顶料之功能,可将工件顶至夹具内部完成夹持动作。

但这种传统的顶料装置会有夹持工件不到位的不稳定现象发生,尤其是在装夹一些不规则工件需进行轴向、径向定位时更容易发生偏差,因为现有的机械手顶料机构顶置力较小、机械手定位精度的客观性以及毛坯料本身铸造或锻造余量不一。

会有约低于 5% 的夹持定位不稳定率 , 从而会引起加工尺寸精度不稳定,甚至会引起撞机。

大大增加了自动化产线的不合格率及降低了加工的效率。

因此,对现有的数控机床提出以下几点要求 :1. 满足公司大部分标准车床的正常使用, 即尽可能的降低原数控车床的改造成本;2. 总成本不宜过高且运输方便;3. 零配件可单独加装,在客户特殊需求时可选配安装;4. 可大大降低机械手爪顶料的不稳定性,且压力较大,顶料效果更稳定;5. 可提高工作效率,降低不合格品率。

数控机床刀塔结构设计包括伺服马达、旋转刀塔、顶料检测机构,伺服马达与所述旋转刀塔连接,顶料检测机构包括刀座 6、感测棒 2、感测头 3、套筒 1、检测装置,刀座固定在旋转刀塔上,刀座 6 内设有套筒 1 内衬弹簧 5,感测棒 2 的一端与感测头 3 连接,另一端穿过套筒 1 与弹簧 5 的一端连接,弹簧 5 的另一端设有锁紧螺帽 7,检测装置靠近锁紧螺帽 7,感测头 3 的另一端与夹具 13 形成顶置的动作。

感测棒 2 与套筒 1 连接处设有防尘环一 4,弹簧 5 与锁紧螺帽 7 之间设有防尘环二 8。

有效的为内部弹簧起到了防护措施,可将加工区域内铁屑隔开,完全避开因铁屑缠绕堵塞弹簧而引起不正常的顶料动作或检测效果。

数控机床改造方案及实施

数控机床改造方案及实施

数控机床改造方案及实施一、具体步骤机械修理与电气改造相结合一般来说,需进行电气改造的机床,都需进行机械修理。

要确定修理的要求、范围、内容;也要确定因电气改造而需进行机械结构改造的要求、内容;还要确定电气改造与机械修理、改造之间的交错时间要求。

机械性能的完好是电气改造成功的基础。

先易后难、先局部后全局确定改造步骤时,应把整个电气部分改造先分成若干个子系统进行,如数控系统、测量系统、主轴、进给系统、面板控制与强电部分等,待各系统基本成型后再互联完成全系统工作。

这样可使改造工作减少遗漏和差错。

在每个子系统工作中,应先做技术性较低的、工作量较大的工作,然后做技术性高的、要求精细的工作,使人的注意力能集中到关键地方。

根据使用条件选择系统针对某台或某几台机床,确定它的环境、温度、湿度、灰尘、电源、光线,甚至有否鼠害等外界使用条件,这对选择电气系统的防护性能、抗干扰性能、自冷却性能、空气过滤性能等可提供正确的依据,使改造后的电气系统有了可行的使用保证。

当然,电气系统的选择必须考虑成熟产品,性能合理、实用,有备件及维修支持,功能满足当前和今后若干年内的发展要求等。

落实参与改造人员和责任改造是一个系统工程,人员配备十分重要。

除了人员的素质条件外,根据项目的大小,合理地确定人数与分工是关键。

人员太少不利于开展工作,人员太多也容易引起混乱。

根据各个划分开的子系统,确定人员职责,有主有次,便于组织与协调。

如果项目采用对外合作形式,更需在目标明确的前提下,界定分工,确定技术协调人。

改造范围与周期的确定有时数控机床电气系统改造,并不一定包含该机床全部电气系统,应根据科学的测定和分析决定其改造范围。

停机改造的周期,根据各企业的实际情况确定,考虑因素有生产紧张程度、人员技术水平、准备工作充分程度、新系统大小与复杂程度,甚至还包括天气情况等。

切忌好大喜功,急于求成,匆忙上阵,但也要合理安排,防止拖拖拉拉。

二、改造的技术准备改造前的技术准备充裕与否,很大程度上决定着改造能否取得成功。

数控车床加工刀具的改进设计

数控车床加工刀具的改进设计

数控车床加工刀具的改进设计作者:周伟来源:《河南科技》2019年第11期摘要:数控车床是一种自动化机床,具有高效率和高精度的特点。

相比普通车床,数控车床有明显的优势,能够保证产品的生产质量,控制生产成本,实现经济效益目标。

数控车床的质量具有可控性,配备动力刀塔,或者多工位刀塔,加工工艺性能更加广泛。

通过数控车床能够加工各种复杂工件,如蜗杆、槽、螺纹、圆弧、斜线圆柱以及直线圆柱等。

同时,数控车床具有圆弧插补、直线插补等各种补偿功能。

批量生产中,数控车床发挥了重要作用。

但是数控车床加工刀具也会影响加工的精确度,使资本投入增加,工件质量缺乏规范性。

因此,要及时改进数控车床的加工刀具,提高加工精度和加工质量。

關键词:数控车床;加工刀具;设计中图分类号:TG519.1 文献标识码:A 文章编号:1003-5168(2019)11-0056-03Abstract: CNC lathe is an automatic machine tool with high efficiency and high precision. It has obvious advantages compared with ordinary lathes, can guarantee the production quality of products, control production costs and achieve economic benefits. The quality of CNC lathes is controllable, equipped with power turrets or multi-station turrets, and the processing technology is more extensive. Through CNC lathes, it can process a variety of complex workpieces, such as worms, grooves, threads, etc., as well as arcs, slanted cylinders, linear cylinders, etc.,with various interpolation functions such as circular interpolation and linear interpolation. In mass production, CNC lathes play an important role. At the same time, CNC lathe machining tools will also affect the accuracy of machining, increase capital investment, and lack of standardization of workpiece quality. Therefore, it is necessary to improve the machining tools of the CNC lathe in time to improve the machining accuracy and processing quality.Keywords: CNC lathe;machining tool;design数控车床是现代使用比较广泛的一种机床,主要切削加工任意椎角的内外圆锥面、盘类零件或者轴类零件的内外圆柱面、复杂回转内外曲面等,可以扩孔、钻孔及切槽等,并根据事先编制的加工程序,自动加工零件。

数控设备改造 2.4数控车床电动刀架改造教学设计

数控设备改造 2.4数控车床电动刀架改造教学设计

教案
注:表格内黑体字格式为(黑体,小四号,1.25倍行距,居中)
图编制,最后是连接安装调试。

3.知识讲解
(1)电动刀架简介
(2)刀架结构及原理(卧式6工位)该刀架的工作过程为:刀架松开---刀架转位---刀架定位锁紧---刀架转位结束。

(3)刀架选择及安装
以上内容可通过实物,图片及录像加以介绍
(4)电气控制部分改造:电气控制部分改造分两步,线路改造和刀架控制梯形图的编写。

1)电气部分,刀架电机主电路不变,原刀架四个刀位输入信号地址X2.1、X2.2、X2.3、X2.4中,前三个可作为六工位刀位信号使用(刀架的分度由刀架电动机后端的角度编码器进行检测和控制,信号是BCD码),X2.4可作为刀架加紧信号输入,需增加X2.6、X2.5两个输入点作为刀位选通信号及刀架电机过载保护输入端,系统其它电气控制部分不再改动,下图为改装后的原理接线图。

(a)强电电路(b)接触器电路(c)FANUC PMC输入/输出电路
图1-3刀架改装原理图
2)改装原理图中器件的名称作用、元器件表
3)自动刀架控制涉及到的I/O信号
PLC输入信号: X2.1~X2.3:1~6号刀到位信号输入;
X2.4:热继电器信号输入;
X2.5:行程到达信号输入;
X2.6:角度编码器位置选通信号输入;
X2.7:电源空开信号输入;
PLC输出信号: Y2.4:刀架正转继电器控制输出;。

数控车床刀塔原理及改造

数控车床刀塔原理及改造

数控车床刀塔原理及改造【摘要】本文主要介绍电动刀塔的结构和液压刀塔的改造。

MJ-460数控刀塔原采用的电动刀塔,发生故障后,严重影响生产,采用国产液压刀塔成功地实现了进口意大利DUPLOMATIC电动刀塔的国产化改造,而且早期引进的数控车床刀塔大部分已经到达使用寿命,本次改造极大的提高了生产效率。

【关键词】刀塔;控制方式;可编程控制器1.数控车床刀塔改造MJ-460数控刀塔原采用的电动刀塔故障后,严重影响生产的情况,尤其是早期引进的数控车床刀塔大部分已经到达使用寿命,改造极大的提高了生产效率。

1.1 液压刀塔的工作原理及控制方式结合图1.1举例说明一个8工位液压刀塔的工作原理。

例如由一号刀换到四号刀。

电磁阀A通电,刀盘松开。

确认刀盘锁紧信号G没有感应,(刀盘已松开)电磁阀B通电液压马达带动刀盘开始旋转。

开始刀位信号检测,当刀塔到达四号刀时,通过软件进行奇偶校验检测正确,电磁阀B立即断电刀塔旋转停止。

电磁阀A断电刀盘锁紧,刀盘锁紧信号G得到,确认刀盘锁紧,换刀过程结束[1]。

1.2 液压刀塔的控制方式该液压刀塔的刀号识别:三个接近开关的状态排列组合代表不同的刀号,根据接近开关的状态确认当前的刀位。

并通过相应电磁阀来执行控制的动作。

(如表1.2是刀号与接近开关的对应关系表)2.数控车床刀塔PMC控制程序编写2.1 PMC编写过程(1)将数控机床的PMC程序,使用CF卡从数控机床的ROM中传出。

(2)将PMC中原来的刀塔控制部分删除,重新编写刀塔的控制程序。

(3)将编写好的程序重新传入机床,对机床进行调试。

使之符合要求,完成改造任务。

2.2 机床的PMC硬件FANUC 0i-MA数控系统的控制单元有内置的I/O卡,用于机床各检测元件信号的采集和控制各种气、液压阀组件,指示灯等的动作。

在控制单元内置的I/O卡,其输入点的点数为96点,输出点点数为64点。

如输入输出数量未能满足要求时,就需要通过控制单元上的I/O LINK扩展I/O 单元来满足使用的要求,并在编写PMC程序时,对各I/O设备的地址进行分配。

基于TRIZ理论的车床转位刀塔改进

基于TRIZ理论的车床转位刀塔改进

1序言在某输入轴柔性制造线的05、10工序上,配有液压转位刀塔的2台数控卧式车床(以下简称车床)承担着8004或0019输入轴的车削加工(见图1)。

车床运行中,断续出现输入轴各台阶长度切短1~4mm的现象(见图2),有时间隔20件出现2根废品,有时间隔35件出现2根废品。

废品发生时,车刀片崩刃损坏。

输入轴的废品数积累至10件时,该条生产线停滞待修理。

图1 输入轴车削示意a)输入轴废品 b)车刀片崩刃图2 输入轴废品及车刀片崩刃示意2问题分析将液压转位刀塔车削零件的工程问题转化为TRIZ标准问题,经功能分析法得到关键问题后,结合功能模型图进行功能裁剪,用因果链分析法得到主/次要问题,经发明原理解决技术矛盾冲突,构建串/并联复合物场模型进行标准求解,并用HOW TO模型进行概念方案探索。

2.1 功能分析法功能分析是识别系统和超系统组件的功能,并分析其特点和成本的一种分析工具。

1)功能组件分析涉及三方面内容:组件分析、相互作用分析和功能模型图绘制。

①组件分析:确定液压转位刀塔车削零件为当前系统组件,I/O信号、继电器、液压油及电能为子系统组件,加工程序和机外在线测量为超系统组件。

②相互作用分析:找出各组件两两之间的相互作用,用“+”表示存在相互作用,用“-”表示不存在相互作用。

③功能模型图绘制:确立各组件之间的具体功能关系,画出功能模型图(见图3),其中实线箭头表示无害、充足作用,波浪线箭头表示有害作用,虚线箭头表示不足作用。

图3 功能模型2)通过功能组件分析得到4个关键问题:转位刀塔对车刀的夹固不足,液压装置对转位刀塔锁紧不足,继电控制线路转换不足,以及PMC及I/O信号触发不足。

3)功能组件裁剪。

依据功能模型图,经裁剪原则B进行组件裁剪,即裁掉可自我执行的有用功能。

拟裁剪组件为继电控制线路,裁剪后的功能模型图如图4所示。

裁剪后的预期成效:可提高液压装置动作信号的稳定性,消除继电控制线路转换I/O信号的不足。

G-CNCA数控车床的升级与改造

G-CNCA数控车床的升级与改造

智能化技术:实 现数控车床的智 能控制和自主决 策
物联网技术:实 现数控车床与生 产线的远程监控 和数据共享
复合加工技术: 提高加工效率和 加工精度
绿色制造技术: 降低能耗和减少 环境污染
市场前景预测
市场需求:随着制造业的转型升级,对高精度、高效率的数控车床需求将持续增长。 技术创新:G-CNCA数控车床在升级与改造中不断创新,未来将有更多智能化、柔性 化的技术应用于生产。
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降低了生产成本和人力成本
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实现了生产过程的智能化和数字 化管理
05
G-CNCA数控车床升级与改造的经济效益 分析
投资回报率分析
投资成本:包括设备购置、技术 引进、人员培训等方面的费用
投资回收期:从投资开始到投资 成本完全回收所需的时间
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回报收益:通过升级改造提高生 产效率、产品质量和市场份额所 带来的经济效益
长期效益:升级改造后的设备在 长期使用中所产生的经济效益和 竞争优势
经济效益的可持续性分析
长期投资回报: G-CNCA数控车 床升级与改造后的 长期经济效益分析
技术创新:升级与 改造对提高生产效 率和产品质量的作 用
市场竞争:升级与 改造后提升产品竞 争力的效果
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G-CNCA数控车床的升级
与改造
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G-CNCA数控车床升级与改造的 背景
G-CNCA数控车床升级与改造的 方案
G-CNCA数控车床升级与改造的 实施
G-CNCA数控车床升级与改造的 经济效益分析

数控车床刀塔原理及改造-2019年文档资料

数控车床刀塔原理及改造-2019年文档资料

数控车床刀塔原理及改造-2019年文档资料数控车床刀塔原理及改造1.数控车床刀塔改造MJ-460数控刀塔原采用的电动刀塔故障后,严重影响生产的情况,尤其是早期引进的数控车床刀塔大部分已经到达使用寿命,改造极大的提高了生产效率。

1.1 液压刀塔的工作原理及控制方式结合图1.1举例说明一个8工位液压刀塔的工作原理。

例如由一号刀换到四号刀。

电磁阀A通电,刀盘松开。

确认刀盘锁紧信号G没有感应,(刀盘已松开)电磁阀B通电液压马达带动刀盘开始旋转。

开始刀位信号检测,当刀塔到达四号刀时,通过软件进行奇偶校验检测正确,电磁阀B立即断电刀塔旋转停止。

电磁阀A断电刀盘锁紧,刀盘锁紧信号G得到,确认刀盘锁紧,换刀过程结束[1]。

1.2 液压刀塔的控制方式该液压刀塔的刀号识别:三个接近开关的状态排列组合代表不同的刀号,根据接近开关的状态确认当前的刀位。

并通过相应电磁阀来执行控制的动作。

(如表1.2是刀号与接近开关的对应关系表)2.数控车床刀塔PMC控制程序编写2.1 PMC编写过程(1)将数控机床的PMC程序,使用CF卡从数控机床的ROM中传出。

(2)将PMC中原来的刀塔控制部分删除,重新编写刀塔的控制程序。

(3)将编写好的程序重新传入机床,对机床进行调试。

使之符合要求,完成改造任务。

2.2 机床的PMC硬件FANUC 0i-MA数控系统的控制单元有内置的I/O卡,用于机床各检测元件信号的采集和控制各种气、液压阀组件,指示灯等的动作。

在控制单元内置的I/O卡,其输入点的点数为96点,输出点点数为64点。

如输入输出数量未能满足要求时,就需要通过控制单元上的I/O LINK扩展I/O单元来满足使用的要求,并在编写PMC程序时,对各I/O设备的地址进行分配。

2.3 FANUC PMC的接口PMC与控制伺服电动机和主轴电动机的系统部分,以及与机床侧辅助电气部分的接口关系(如图2.1所示)。

PMC与普通的PLC的主要区别为:该装置全称为可编程机床控制器并且将PMC的信号分别处理后,与数控系统通信,从PMC 送给数控系统的信号为G信号,从数控系统读取的信号为F信号,另外由于该机床未使用I/O LINK,所以机床侧输入到PMC信号从X1000开始,PMC的输出信号从Y1000开始。

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数控车床刀塔改造与实施【摘要】数控车床是目前工业上使用极其广泛的一种设备,集机电和液压等技术于一身,具有较高的科学技术含量。

而刀塔则是数控车床的核心组件之一,故障率相对较高,因此,维护好刀塔可以有效的保证生产效率。

对于那些故障率过高,严重制约生产,没有维修价值的刀塔,应及时更换或改造。

本文从数控车床和刀塔的功能写起,逐步介绍了刀塔的结构和发展,并以此为依据,从采购、硬件连接、刀具编码和PMC程序编写等相关环节介绍了一个电动刀塔改造为液压刀塔的实例,有效的降低了故障率,提高了机床的稳定性,提升了生产效率。

【关键词】数控车床;刀塔;液压刀塔;改造;PMC程序1.引言数控车床又称CNC车床,是一种高精度、高效率的自动化机床,分为卧车和立车两种。

它是目前国内使用量最大、覆盖面最广的一种数控设备,集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体,在机械制造设备中具有不可替代的地位。

配备多工位刀塔或动力刀塔后,数控车床可以加工直线圆柱、斜线圆柱、圆弧和各种螺纹、槽、蜗杆等复杂工件,具有直线插补、圆弧插补各种补偿功能,并在复杂零件的批量生产中发挥了良好的经济效果。

数控车床刀塔是数控车床非常重要的部件,目前国内数控刀塔以电动为主,分为立式和卧式两种,有四工位、八工位、十工位和十二工位等,可进行正反方向旋转,就近选刀,适用于各种数控车床。

此外还有液压刀塔和伺服刀塔等,适用于不同客户的不同精度要求。

我公司某数控卧式车床刀塔原来采用的是电动刀塔,经常发生故障,严重影响正常生产。

我公司早期引进的一些数控车床,其刀塔同样已接近使用寿命,若对其进行升级改造,则会极大地提高机床的生产效率,延长使用寿命,提高加工性能和可靠性。

该车床经改造后效果良好,故障率大幅降低,收到生产一下好评。

2.数控车床刀塔作用数控车床是利用车刀对旋转的工件进行车削加工的机床,配以数控系统和多工位刀塔可以大幅度提高加工效率。

在车床上可用铰刀、扩孔钻、钻头、丝锥、板牙和滚花工具等进行相应的加工。

刀塔是安放刀具的重要部件,许多刀直接参与切削工作,如卧式车床上的四方刀塔,转塔车床的转塔刀塔,自动车床的转塔刀塔和天平刀塔等。

这些刀塔不仅负责安放刀具,本身还需要承受很大的切削力,所以它往往成为工艺系统中的最脆弱一环。

再加上刀塔本身处于切削液包围的环境,导致刀塔在数控系统中故障率极高。

随着自动技术的发展,机床的刀塔也有了许多变化,特别是数控车床上采用电(液)换位的自动刀塔,实现了大容量存储刀具和自动交换刀具的功能,极大的节省了装夹刀和调整工件的时间。

3.数控车床刀塔类型数控车床可以配备两类刀塔:一种是厂家专用刀塔,由车床生产厂商自己开发,所使用的刀柄也是专用的。

这种刀塔的优点是制造成本低,但通用性差;另一种是通用刀塔,根据一定的通用标准和客户要求,由机床生产厂家外购后安装在车床上,经过调试和参数优化后,交付客户使用。

这种刀塔可以节省生产时间和人力物力,并在日后维修方面提供方便。

刀塔的结构形式一般为回转式,刀具沿圆周方向安装在刀塔上,可以安装径向车刀、轴向车刀、钻头、镗刀。

车削加工中心还可以安装轴向铣刀、径向铣刀。

还有少数数控车床的刀塔为直排式,刀具沿一条直线安装。

按换刀方式的不同,数控车床的刀塔系统主要有回转刀塔、排式刀塔和带刀库的自动换刀装置等多种形式。

其中我们大多数车床采用回转式刀塔,在工件复杂度不高的情况下,这种刀塔完全可以满足普通机械加工厂家的生产需要。

图1 八刀位星型液压装配图4.数控车床刀塔发展趋势科技迅速发展的今天,数控车床正朝着高速、高效、高精度、柔性化、环保等方面发展。

数控车床的迅猛发展,需要相应的附件大力跟进。

目前国内数控车床大多采用电动刀塔,并朝着快速换刀、电液组合驱动和伺服驱动方向发展,预计今后对数控刀塔需求量将大大增加。

数控刀塔今后的发展趋势,可以从以下几个方面来说明:(1)刀塔转位时间短、转位准确。

这关系到刀塔的质量,其主要取决于刀塔换刀时间和故障率。

(2)刀塔定位精度高、动作迅速、稳定可靠。

数控机床的切削加工精度在很大程度上取决于刀尖位置。

在加工过程中刀尖位置不能进行人工调整,因此,转塔刀塔在结构上必须有良好的强度、刚性和合理的定位结构,以保证转塔刀塔在每一次转位之后,具有高的重复定位精度。

(3)能多刀夹持、双向转位,并能实现任意刀位就近选刀。

(4)具有通用性强、应用范围广,以及维修方便等优点。

同时,刀塔设计正在向模块化、标准化、高速化方向发展。

5.数控车床的液压刀塔改造5.1 液压刀塔的结构组成及工作原理如图1所示为回转刀塔的结构图,刀塔的松开和夹紧以及刀盘的分度转位分别由液压系统和液压马达来实现。

安装刀具的刀盘与主轴固定连接,换刀时,液压缸注入压力油,两个与端齿盘固定的活塞拉动静端齿盘向右移动,使得与动端齿盘脱开,即刀盘松开。

当刀盘松开之后,数控系统判断是正转还是反转,进而液压泵给马达提供压力油,带动刀盘旋转,即换刀。

主轴带动刀盘换刀,是通过液压马达带动齿轮副,并且通过拨叉使扭矩传递到主轴,进而带动刀盘旋转的。

刀盘旋转到后,液压马达带动刀盘停止转动,与静端齿盘固定的两个液压缸动作,活塞向左移动,使得静端齿盘和动端齿盘啮合,完成精定位和刀盘的锁紧。

当加工工件时,液压泵把压力油注入缸体右腔,活塞向左移动,使刀盘一直处于紧锁状态,车刀加工工件,如此循环往复运动。

5.2 刀具编码及选择方式5.2.1 刀具的编码根据数控装置所发出的刀具选择指令,从刀塔中挑选各工序所需要的刀具的操作称为自动选刀。

自动选刀的实现,需要对刀具进行编码。

对于卧式车床刀塔而言,刀具的编码主要有以下三种方式:(1)接近开关组合编码图2 接近开关组合编码方式示例当PLC读入指定接近开关编码信号(如图2所示)后,则判断刀塔目前处于该号码刀具。

(2)开关位置识别每把刀到位时都会有一个接近开关接通,通知PLC目前正处于这一刀位。

与第一种方式相比,这种方式在编写PLC程序时比较简便,但是却多出很多接近开关,增加刀塔结构复杂性,同时也增加了故障率。

(3)脉冲编码器识别刀号这种方式编码时,系统会计入脉冲数量后判断是否到达下一到位。

通常需要处理该编码器信号的电路或模块。

本文实例中,原刀塔采用第三种编码方式,改造后的液压刀塔采用第一种编码方式。

5.2.2 刀具的选择方式比较简单的数控车床在选刀时只能顺序旋转,没有反转,也就是没有就近选刀功能,这种刀塔无论是机械结构,动力装置还是PLC程序都要简单一些,适用于工位数较少的刀塔,不适合较复杂零件的批量加工。

目前大多数的数控车床都适应就近选刀,这样既可以节省加工时间,也能有效降低刀塔动作频率,延长寿命,降低故障率,提高生产效率。

本例所改造的液压刀塔则支持就近选刀功能。

5.3 数控车床刀塔改造的实现5.3.1 硬件部分(1)购买元器件首先,根据所购买液压刀塔功率等参数和目前设备液压系统老化程度,评估和购买所需元器件。

经评估,液压系统符合要求。

因此所需购买元器件包括交流接触器3个,电磁换向阀3位4通和2位4通各1个,液压管路,电缆等辅助元器件若干,其余相关元件采用设备原有元件。

(2)液压刀塔关于液压刀塔工作原理此处不再赘述。

该液压刀塔共有6个接近开关(PNP,ON,10-30VDC,100mA),棕色线和黑色线为电源,蓝色线为信号线,四个刀位检出开关,一个刀盘停止转动与锁紧允许开关和一个刀盘松开锁紧检出开关。

配合刀盘正反转电磁阀和刀盘松开锁紧电磁阀,在PMC指令下完成换到功能。

该液压刀塔的控制方式是采用三个接近开关的状态排列组合来表示不同的刀号,并据接此状态来确认当前的刀位。

通过液压马达和相应电磁阀来执行控制动作。

表1即为所列出的刀号与接近开关的对应关系。

表1 刀号与接近开关的对应关系表刀号接近开关 1 2 3 4 5 6 7 8D(刀具编码3)0 0 0 1 1 1 1 0C(刀具编码2)0 0 1 1 0 0 1 1B(刀具编码1)0 1 1 1 1 0 0 0A(刀具奇效验)1 0 1 0 1 0 1 0(3)PMC相关信息本机床采用的是FANUC 0i-MA数控系统,该系统控制单元有内置的I/O卡,用于机床各检测元件信号的采集和控制各种气、液压阀组件,指示灯等的动作。

在控制单元内置的I/O卡,其输入点的点数为96点,输出点点数为64点。

如输入输出数量未能满足要求时,就需要通过控制单元上的I/O LINK扩展I/O单元来满足使用的要求,并在编写PMC程序时,对各I/O设备的地址进行分配。

FANUC PMC全称为可编程机床控制器,PMC与普通PLC的主要区别在于该PMC不仅可以对外部实实在在的I/O信号进行逻辑分析和处理,还可以从数控系统读取信号(F),向数控系统发送信号(G),是日本FANUC系统所独有的设备。

(4)关于配盘因为仅仅改造刀塔,所以电路配盘较为简单,只需将相应接近开关接至接口信号板,并将电磁换向阀接至相应接触器即可,注意受空气开关保护即可。

5.3.2 软件部分(1)PMC编写步骤第一步:将数控机床的PMC程序,使用CF卡从数控机床的ROM中传出。

使用软件转换成PC可读程序,在LADDERⅢ中读出第二步:配合机床工作状态,图纸资料和FANUC系统说明书,找出并删除第一二级梯形图程序中关于刀塔部分的语句,重新编写刀塔的控制程序。

第三步:将编写好的程序重新转换为NC可读程序,传入机床,对机床进行调试,使之符合要求,完成改造任务。

(2)梯形图主要包含内容①T指令解码。

②刀具编码处理。

③换刀请求错误及其它报警逻辑。

④自动、手动和强制执行刀塔旋转方式。

⑤换刀逻辑和锁紧指令。

⑥刀塔正反转和松开锁紧控制,即相应电磁阀输出。

⑦T指令完成。

(3)新旧梯形图主要区别原电动刀塔与改造后的液压刀塔主要区别有以下几点:①刀具编码方式。

②锁紧动作不同。

③选通信号有无。

④粗定位方式不同。

下面以刀具编码方式为例,简单解读部分梯形图。

图3~图6为数控车床刀塔控制梯形图。

图3程序段的主要功能是将刀塔的各个接近开关的状态,以每个扫描周期为频率送至中间寄存器R0105中,利用该功能块,可以避免将刀塔的每个输入信号以一条程序的方式逐一编写,简化了程序的书写。

功能块中8个1是将X1005的每一位状态都传送至R0105中。

并且将R0105的状态相应的变化反应给中间寄存器R570,准备下一步工作。

图3 接近开关信号状态读入图4 机床准备好控制图4程序段表明当机床准备好后R0552.2为1,此时将R570的前4位和第7位状态传送给中间寄存器R502。

图5程序段主要应用的是译码功能块,当中间寄存器R503中的数据与译码器中设定的值相等时译码输出,R200.1为刀塔一号刀输出确认,以此类推。

图6程序段是五号刀至八号刀的译码程序。

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