華中數(shù)控綜合實驗臺實訓項目

1、第3小組組員張 鋒、李冬冬、蔣鵬飛 “普通車床主軸箱及刀架、尾座裝普通車床主軸箱及刀架、尾座裝配與調(diào)試配與調(diào)試”一.普通車床的組成普通車床的組成1.主軸箱主軸箱主軸箱內(nèi)裝有主軸實現(xiàn)主運動，主軸端部有三爪或四爪卡盤以主軸箱內(nèi)裝有主軸實現(xiàn)主運動，主軸端部有三爪或四爪卡盤以夾持工件。夾持工件。2.進給箱進給箱作用是變換進給量，并把運動傳給溜板箱。作用是變換進給量，并把運動傳給溜板箱。3.溜板箱溜板箱帶動刀架實現(xiàn)縱向、橫向進給，快速移動或車螺紋。帶動刀架實現(xiàn)縱向、橫向進給，快速移動或車螺紋。4.4.刀架刀架裝四組刀具，按需要手動轉(zhuǎn)位使用。裝四組刀具，按需要手動轉(zhuǎn)位使用。 5.尾座尾座 支持工件或安裝鉆

2、頭等孔加工刀具支持工件或安裝鉆頭等孔加工刀具 6.床身床身部件都安裝在床身上，以保持部件間相互位置精度。部件都安裝在床身上，以保持部件間相互位置精度。 二二. .工作原理工作原理1.1.把刀具和工件安裝在車床上，由車床的傳動和變速系統(tǒng)產(chǎn)生刀把刀具和工件安裝在車床上，由車床的傳動和變速系統(tǒng)產(chǎn)生刀具與工件的相對運動，及切削運動，車床的加工范圍，主要具與工件的相對運動，及切削運動，車床的加工范圍，主要加工回轉(zhuǎn)零件，車外圓車端面切槽鉆孔鏜孔車錐面車螺紋車加工回轉(zhuǎn)零件，車外圓車端面切槽鉆孔鏜孔車錐面車螺紋車成型面鉆中心孔及滾花等。成型面鉆中心孔及滾花等。2.2.車削加工的主要工藝類型車削加工的主要工藝類

3、型 三.傳動聯(lián)系圖 四、實體建模四、實體建模本章小結(jié) 通過對車床的整體拆卸可以清晰地看到每個結(jié)通過對車床的整體拆卸可以清晰地看到每個結(jié)構(gòu)之間的配合，以及每個結(jié)構(gòu)之間的傳動聯(lián)系。在構(gòu)之間的配合，以及每個結(jié)構(gòu)之間的傳動聯(lián)系。在拆卸的過程中對各種工具的合理使用可以加以規(guī)范，拆卸的過程中對各種工具的合理使用可以加以規(guī)范，還有零部件的合理清洗以及潤滑都有一定的實踐提還有零部件的合理清洗以及潤滑都有一定的實踐提升。通過實踐操作提升了自己的實踐動手能力以及升。通過實踐操作提升了自己的實踐動手能力以及擴寬了知識面。在實踐方面也有了一點進步。在這擴寬了知識面。在實踐方面也有了一點進步。在這簇實驗中我體會到做事要

4、認真細心還要有創(chuàng)新思維。簇實驗中我體會到做事要認真細心還要有創(chuàng)新思維。第二章第二章“HNC-21TF實驗臺刀架實驗臺刀架裝配與調(diào)試裝配與調(diào)試一、主要部件列表一、主要部件列表底座底座銷盤電機上蓋連接座發(fā)信盤蝸桿軸承平面軸承離合銷蝸輪2 2、工作原理、工作原理 需要換刀時，控制系統(tǒng)發(fā)出刀架轉(zhuǎn)位信號，三相異步電機正向旋轉(zhuǎn)，通過蝸桿副帶動螺桿正向轉(zhuǎn)動，與螺桿配合的上刀體逐漸抬起，上刀體與下刀體之間的端面齒慢慢脫開；與此同時，上蓋圓盤也隨著螺桿正向轉(zhuǎn)動（上蓋圓盤1通過圓柱銷與螺桿聯(lián)接），當轉(zhuǎn)過約270時，上蓋圓盤直槽的另一端轉(zhuǎn)到圓柱銷的正上方，由于彈簧的作用，圓柱銷落入直槽內(nèi)，于是上蓋圓盤就通過圓柱銷使

5、得上刀體轉(zhuǎn)動起來（此時端面齒已完全脫開）。 上蓋圓盤、圓柱銷以及上刀體在轉(zhuǎn)動過程中，反靠銷能夠從反靠圓盤中十字槽的左側(cè)斜坡滑出，而不影響上刀體尋找刀位時的正向轉(zhuǎn)動。 上刀體帶動磁鐵轉(zhuǎn)到需要的刀位時，發(fā)信盤上對應(yīng)的霍爾元件輸出低電平信號，控制系統(tǒng)收到后，立即控制刀架電動機反轉(zhuǎn)，上蓋圓盤通過圓柱銷帶動上刀體開始反轉(zhuǎn)，反靠銷馬上就會落入反靠圓盤的十字槽內(nèi)，至此，完成粗定位。此時，反靠銷從反靠圓盤的十字槽內(nèi)爬不上來，于是上刀體停止轉(zhuǎn)動，開始下降，而上蓋圓盤繼續(xù)反轉(zhuǎn)，其直槽的左側(cè)斜坡將圓柱銷的頭部壓入上刀體的銷孔內(nèi)，之后，上蓋圓盤的下表面開始與圓柱銷的頭部滑動。在此期間，上、下刀體的端面齒逐漸嚙合，實現(xiàn)

6、精定位，經(jīng)過設(shè)定的延時時間后，刀架電動機停轉(zhuǎn)，整個換刀過程結(jié)束。 由于蝸桿副具有自鎖功能，所以刀架可穩(wěn)定地工作。 3.3.拆裝步驟拆裝步驟 1 1、使刀架處于松開狀態(tài)，拆下上蓋、使刀架處于松開狀態(tài)，拆下上蓋1 1，拆下發(fā)信盤，拆下發(fā)信盤2 2上的電上的電線，然后拆下小螺母線，然后拆下小螺母3 3，發(fā)信盤，發(fā)信盤2 2，磁鋼座，磁鋼座4 4。2 2、取出大螺母、取出大螺母5 5內(nèi)的二只內(nèi)的二只M4M4螺釘，卸下大螺母螺釘，卸下大螺母5 5及止退圈及止退圈 2424，平面軸承，離合盤，平面軸承，離合盤6 6。3 3、取下上刀體、取下上刀體1414，拆下外端齒，拆下外端齒8 8，螺桿，螺桿7 7，銷

7、盤，銷盤2626，離合，離合 銷銷2525，反靠銷，反靠銷1313（注意外端齒（注意外端齒8 8，銷盤，銷盤2626相對于上刀體相對于上刀體1414的位置）。的位置）。4 4、拆下電機，連接座、拆下電機，連接座2323，端蓋，端蓋1818。5 5、從端蓋、從端蓋1818端向連接座端向連接座2323端敲出蝸桿端敲出蝸桿1919及軸承。及軸承。6 6、卸下中軸、卸下中軸1111，取出蝸輪，取出蝸輪1010及平面軸承，卸下反靠盤及平面軸承，卸下反靠盤1212。3、裝配結(jié)構(gòu)圖、裝配結(jié)構(gòu)圖 4、實體建模裝配圖、實體建模裝配圖5 5、電器原理圖、電器原理圖本章小結(jié)本章小結(jié) 通過對數(shù)控刀架的拆裝及測繪，了解

8、了數(shù)控刀架的機械結(jié)構(gòu)及裝配方法.通過自己動手實踐，鍛煉了我的動手能力，測繪工作臺的過程中，有要求我們正確的使用拆卸工具和測量工具，這也使我們鞏固了這些工具的用法，同時，大量的測繪工作，也極大地提高了我們的制圖水平。第三章第三章 “HNC-21TF實驗臺刀架及控制系統(tǒng)實驗臺刀架及控制系統(tǒng)連接及調(diào)試連接及調(diào)試” 一、電器原理圖一、電器原理圖1、電路圖分析、電路圖分析 刀架換刀由松開、頂起、旋轉(zhuǎn)、落下、鎖緊等幾個步驟組成。刀架電機的正反轉(zhuǎn)是由KM1、KM2兩個交流接觸器來控制的，KM1控制刀架正轉(zhuǎn)，KM2控制刀架反轉(zhuǎn)，其具體控制過程是：用220A的線連接了繼電器KA4的K7口，K8口出來用111的線

9、連接KM2的常閉觸點，出來用113線連接到KM1的線圈上，出來連接220B線，這樣完成了刀架的正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)控制與其類似，用220A的線連接了繼電器KA5的K9口，K10口出來用112的線連接KM1的常閉觸點，出來用114線連接到KM2的線圈上，出來連接220B線，達到刀架的反轉(zhuǎn)，這樣連接是為了保證不讓KM1和KM2同時得電，防止電源短路。二、控制原理二、控制原理 需要換刀時，控制系統(tǒng)發(fā)出刀架轉(zhuǎn)位信號，三相異步電機正向旋轉(zhuǎn)，通過蝸桿副帶動螺桿正向轉(zhuǎn)動，與螺桿配合的上刀體逐漸抬起，上刀體與下刀體之間的端面齒慢慢脫開；與此同時，上蓋圓盤也隨著螺桿正向轉(zhuǎn)動（上蓋圓盤1通過圓柱銷與螺桿聯(lián)接），當轉(zhuǎn)過約27

10、0時，上蓋圓盤直槽的另一端轉(zhuǎn)到圓柱銷的正上方，由于彈簧的作用，圓柱銷落入直槽內(nèi)，于是上蓋圓盤就通過圓柱銷使得上刀體轉(zhuǎn)動起來（此時端面齒已完全脫開）。上蓋圓盤、圓柱銷以及上刀體在轉(zhuǎn)動過程中，反靠銷能夠從反靠圓盤中十字槽的左側(cè)斜坡滑出，而不影響上刀體尋找刀位時的正向轉(zhuǎn)動。 上刀體帶動磁鐵轉(zhuǎn)到需要的刀位時，發(fā)信盤上對應(yīng)的霍爾元件輸出低電平信號，控制系統(tǒng)收到后，立即控制刀架電動機反轉(zhuǎn)，上蓋圓盤通過圓柱銷帶動上刀體開始反轉(zhuǎn)，反靠銷馬上就會落入反靠圓盤的十字槽內(nèi)，至此，完成粗定位。此時，反靠銷從反靠圓盤的十字槽內(nèi)爬不上來，于是上刀體停止轉(zhuǎn)動，開始下降，而上蓋圓盤繼續(xù)反轉(zhuǎn)，其直槽的左側(cè)斜坡將圓柱銷的頭部壓入

11、上刀體的銷孔內(nèi)，之后，上蓋圓盤的下表面開始與圓柱銷的頭部滑動。在此期間，上、下刀體的端面齒逐漸嚙合，實現(xiàn)精定位，經(jīng)過設(shè)定的延時時間后，刀架電動機停轉(zhuǎn)，整個換刀過程結(jié)束。由于蝸桿副具有自鎖功能，所以刀架可穩(wěn)定地工作。 三、實操接線三、實操接線四、調(diào)試方案四、調(diào)試方案 在接線過程中，根據(jù)所出現(xiàn)的故障現(xiàn)象，分析其故障原因，并找出解決方法。調(diào)試步驟如下：1 1刀架不能啟動刀架不能啟動 機械方面：刀架預緊力過大。當用六角扳手插入蝸桿端部旋轉(zhuǎn)時不易轉(zhuǎn)動，而用力時，可以轉(zhuǎn)動，但下次夾緊后刀架仍不能啟動。此種現(xiàn)象出現(xiàn)，可確定刀架不能啟動的原因是預緊力過大，可通過調(diào)小刀架電機夾緊電流即可。 刀架內(nèi)部機械卡死。當

12、從蝸桿端部轉(zhuǎn)動蝸桿時，順時針方向轉(zhuǎn)不動，其原因是機械卡死。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，由于潤滑不良造成旋轉(zhuǎn)件研死，此時，應(yīng)拆開，觀察實際情況，加以潤滑處理。2.2.電源不通、電機不轉(zhuǎn)電源不通、電機不轉(zhuǎn) 檢查溶芯是否完好、電源開關(guān)是否良好接通、開關(guān)位置是否正確。當用萬用表測量電容時，電壓值是否在規(guī)定范圍內(nèi)，可通過更換保險、調(diào)整開關(guān)位置、使接通部位接觸良好等相應(yīng)措施來排除。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致

13、不能正常通斷等情況。 電源通，電機反轉(zhuǎn)。可確定為電機相序接反。通過檢查線路，變換相序排除。3.3.刀架連續(xù)運轉(zhuǎn)、到位不停刀架連續(xù)運轉(zhuǎn)、到位不停 由于刀架能夠連續(xù)運轉(zhuǎn)，所以，機械方面出現(xiàn)故障的可能性較小，主要從電氣方面檢查。 檢查刀架到位信號是否發(fā)出，若沒有到位信號，則是發(fā)訊盤故障。此時可檢查：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，針對其線路中的繼電器接觸情況、到位開關(guān)接觸情況、線路連接情況相應(yīng)地進行線路故障排除。 當僅出現(xiàn)某號刀不能定位時，則一般是由于該號刀位線斷路所至。 5.5.其它故障現(xiàn)象其它故障現(xiàn)象 除以上故障外，有時還出現(xiàn)：無法機控選

14、刀、夾緊后無回答信號、啟動或松開手控按紐刀架返原來位置等故障現(xiàn)象。出現(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、電源相序不對所致，可分別讀其加以調(diào)整、修復，使故障排除。4.4.刀架不能正常鎖緊刀架不能正常鎖緊 出現(xiàn)該故障時應(yīng)當: 檢查夾緊開關(guān)位置是否固定不當，并調(diào)整至正常位置。 用萬用表檢查其相應(yīng)線路繼電器是否能正常工作，觸點接觸是否可靠。若仍不能排除，則應(yīng)考慮刀架內(nèi)部機械配合是否松動。有時會出現(xiàn)由于內(nèi)齒盤上有碎屑造成夾緊不牢而使定位不準，此時，應(yīng)調(diào)整其機械裝配并清潔內(nèi)齒盤本章小結(jié) 刀架的電氣控制分強電和弱電兩部分，強電部分由三相電源經(jīng)驅(qū)動器驅(qū)動步進電機正反向旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)刀架

15、的松開，轉(zhuǎn)位夾緊等動作；弱電部分由位置傳感器（霍爾元件）組成。每一個霍爾元件相對于刀架一格工位，根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的不同，霍爾元件的接線方式也不同，現(xiàn)分別說明： 3/5T型換刀時數(shù)控系統(tǒng)將相應(yīng)的刀位線（T1-T4）接地，然后等待回答信號，刀架的松開，轉(zhuǎn)位，夾緊動作全部有控制箱完成。 15T型換刀時，數(shù)控系統(tǒng)將正轉(zhuǎn)信號置地，然后檢測相應(yīng)刀位線（T1-T4），當?shù)都艿轿缓螅蜂N正轉(zhuǎn)信號，同時給出反轉(zhuǎn)信號，等刀架夾緊后撤銷反轉(zhuǎn)信號。第四章第四章“HNC-21TF實驗臺伺服系統(tǒng)實驗臺伺服系統(tǒng)連接及調(diào)試連接及調(diào)試”一、主要部件列表及工作原理一、主要部件列表及工作原理1.主要部件列表主要部件列表開關(guān)電源空氣開關(guān)

16、Z軸伺服模塊伺服變壓器伺服電機PLC輸入、輸出板數(shù)控系統(tǒng)PLC輸出繼電器板2.2.工作原理工作原理 進給系統(tǒng)進給系統(tǒng): : 進給系統(tǒng)包括進給系統(tǒng)包括X X軸和軸和Z Z軸進給系統(tǒng)，軸進給系統(tǒng)， X X軸進給系統(tǒng)，采用步進驅(qū)動器和步進電機。軸進給系統(tǒng)，采用步進驅(qū)動器和步進電機。 Z Z軸進給系統(tǒng)，采用伺服驅(qū)動器和伺服電機。軸進給系統(tǒng)，采用伺服驅(qū)動器和伺服電機。 數(shù)控系統(tǒng)給數(shù)控系統(tǒng)給X X軸模塊和軸模塊和Z Z軸模塊發(fā)出指令來控制電軸模塊發(fā)出指令來控制電動機的轉(zhuǎn)向及轉(zhuǎn)速。再通過編碼器來檢測電動機動機的轉(zhuǎn)向及轉(zhuǎn)速。再通過編碼器來檢測電動機的時時運動情況給數(shù)控系統(tǒng)。的時時運動情況給數(shù)控系統(tǒng)。 二、拆裝

17、步驟二、拆裝步驟 1.讀電氣原理圖讀電氣原理圖2.2.分析電氣原理圖及工作原理分析電氣原理圖及工作原理3.3.接線接線4.4.接線完成后進行檢測各電路之間是否有短路現(xiàn)象接線完成后進行檢測各電路之間是否有短路現(xiàn)象5.5.檢測完成后進行通電檢測完成后進行通電6.6.通電正常后進行拆卸。通電正常后進行拆卸。7.7.整理工具整理工具1.1.電器原理圖電器原理圖二、接線本章小結(jié) 通過此次HNC-21TF實驗臺的連接及調(diào)試實驗，很明顯的感到自己的接電能力有了一定的提高。 第五章第五章“HNC-21TF實驗臺主軸系統(tǒng)實驗臺主軸系統(tǒng)連接及調(diào)試連接及調(diào)試 二、工作原理二、工作原理 1.主軸系統(tǒng)的組成 主軸系統(tǒng)由

18、CNC數(shù)控系統(tǒng)、PLC輸入輸出電路板、變頻器、開關(guān)電源等元器件構(gòu)成，組成開環(huán)系統(tǒng)，在本實驗臺上主軸電機上面沒有反饋裝置，主軸的轉(zhuǎn)速，只能通過CNC數(shù)控系統(tǒng)去控制，而不能檢測主軸當時的轉(zhuǎn)速，CNC控制變頻器從而控制變頻器的通斷，以及主軸的轉(zhuǎn)動與停止，CNC發(fā)出一個信號，控制變頻器，使得變頻器控制主軸的轉(zhuǎn)動以及轉(zhuǎn)速一、主要部件列表一、主要部件列表控制變壓器開關(guān)電源數(shù)控裝置交流接觸器步進電機伺服電機步進驅(qū)動模塊步進電機伺服驅(qū)動模塊2.2.變頻器變頻器 運行/停止指示燈：當變頻器輸出驅(qū)動電機時亮，輸出關(guān)閉時滅 。編輯/監(jiān)控指示燈:當變頻器已經(jīng)準備好進行參數(shù)編輯時亮，而當參數(shù)顯示器正在監(jiān)視數(shù)據(jù)時滅。 運行允許指示燈：當變頻器已經(jīng)準備好響應(yīng)運行命令是燈亮，而在運行指令不能執(zhí)行時燈滅 。運行建：按此鍵可以啟動電機（前提是運行允許指示燈亮。 停止/復位鍵：按此鍵可使運行中的電機停機。此鍵可在跳閘后使報警器復位 。電位器