典型機床電氣診斷與維修教材課件6-3

1、CK6150數(shù)控車床典型故障與維修刀架故障診斷與維修工作任務(wù)在MDI方式下輸入換刀指令，刀架正轉(zhuǎn)但無法停在指定刀位，刀架轉(zhuǎn)動2圈后跳出報警信息，如圖6-3-1所示，利用常規(guī)檢測工具，進行故障排除，并將故障排除過程記錄在表6-3-1中。工作任務(wù)工作任務(wù)表6-2-1 故障排除過程記錄步 驟具體操作方法檢測結(jié)果知識引導(dǎo) 數(shù)控車床為了能在工件一次裝夾中完成多個工步，縮短輔助時間，減少工件因多次安裝引起的誤差，都帶有刀架系統(tǒng)。數(shù)控車床的刀架是機床的重要組成部分，用于安裝和夾持刀具。它的結(jié)構(gòu)和性能直接影響機床的切削性能和切削效率。電動刀架作為數(shù)控車床的重要配置,在機床運行工作中起著至關(guān)重要的作用,一旦出現(xiàn)

2、故障很可能使工件報廢,甚至造成卡盤與刀架碰撞的事故,而且刀架故障在數(shù)控車床故障中占有很大的比例，常常包括電氣方面、機械方面以及液壓方面的問題。知識引導(dǎo)要及時快速排除數(shù)控機床的刀架故障，維修人員首先必須熟練掌握刀架的結(jié)構(gòu)、工作原理和控制流程，針對故障現(xiàn)象作出準(zhǔn)確的判斷；其次要能夠讀懂機床使用企業(yè)提供的資料信息，包括參數(shù)、梯形圖以及電氣原理圖等等；同時能夠利用系統(tǒng)的狀態(tài)顯示功能監(jiān)測刀架的運行狀態(tài)，掌握常用檢測儀器和工具的使用方法，結(jié)合刀架換刀機構(gòu)動作狀態(tài)確定故障點。知識引導(dǎo) 一.典型刀架分類 數(shù)控車床使用的是刀架是最簡單的自動換刀裝置，按照結(jié)構(gòu)形式劃分，可以分為：排刀式刀架、轉(zhuǎn)盤式架、轉(zhuǎn)塔式刀架等

3、等。按照驅(qū)動形式劃分，有液壓驅(qū)動和電機驅(qū)動兩種。知識引導(dǎo)目前，國內(nèi)數(shù)控車床刀架以電動為主，分為轉(zhuǎn)塔式和轉(zhuǎn)盤式兩種。轉(zhuǎn)塔式刀架有四、六工位兩種形式，主要用于簡易數(shù)控車床；轉(zhuǎn)盤式刀架有八、十等工位，可正、反方向旋轉(zhuǎn)，就近選刀，用于全功能數(shù)控車床。另外轉(zhuǎn)盤式刀架還有液壓刀架和電機驅(qū)動刀架。電動刀架是數(shù)控車床重要的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，合理地選配電動刀架，并正確實施控制，能夠有效的提高勞動生產(chǎn)率，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時間，消除人為誤差，提高加工精度與加工精度的一致性等等。知識引導(dǎo)二.刀架換刀動作分析數(shù)控車床刀架從CNC系統(tǒng)接收換刀指令到驅(qū)動電機動作，當(dāng)換刀指令發(fā)出后，刀架電機啟動正轉(zhuǎn)，通過平鍵套筒聯(lián)軸器使蝸桿轉(zhuǎn)動，從而帶

4、動蝸輪轉(zhuǎn)動，蝸輪帶動螺桿轉(zhuǎn)動。刀架上刀體中安裝有離合盤，內(nèi)孔有內(nèi)螺紋，與螺桿旋合。知識引導(dǎo)當(dāng)渦輪開始旋轉(zhuǎn)時，刀架下刀體固定不動，蝸輪轉(zhuǎn)動使上刀體抬起，當(dāng)抬至一定距離后，上、下齒盤脫開，刀架開始轉(zhuǎn)動。當(dāng)轉(zhuǎn)到程序指定的刀號時，刀架電機反轉(zhuǎn)，上刀體逐漸下落，反靠銷在彈簧力的作用下進入下齒盤中進行粗定位，當(dāng)上、下齒盤黏合時候?qū)崿F(xiàn)精確定位。知識引導(dǎo)三. 刀架PMC畫面調(diào)用及功能分析編輯界面輸入換刀指令,數(shù)控系統(tǒng)對刀號進行編譯并存入系統(tǒng)內(nèi)部地址F26F29中。執(zhí)行換刀指令，系統(tǒng)指令F7.3觸發(fā)，當(dāng)條件滿足，刀架正轉(zhuǎn)信號Y3.4導(dǎo)通。刀架正轉(zhuǎn)過程中，刀位信號X3.0、X3.1、X3.2、X3.3狀態(tài)隨之發(fā)生

5、變化，同時當(dāng)前刀號與指令刀號進行比較，當(dāng)兩者一致時刀架正轉(zhuǎn)信號Y3.4斷開，并伴隨觸發(fā)刀架反轉(zhuǎn)信號Y3.0導(dǎo)通，刀架反轉(zhuǎn)。PMC程序中設(shè)定反轉(zhuǎn)時間或者刀架到位檢測信號，當(dāng)時間到或檢測信號接收到，刀架反轉(zhuǎn)停止。知識引導(dǎo)知識引導(dǎo)四刀架電路分析刀架電路可以簡單的分為220V的主電路、24V的控制電路以及信號電路，以亞龍558數(shù)控車床試驗臺為例，其電路如圖6-3-8至6-3-10所示。知識引導(dǎo)由上述電路可以得出整個換刀的過程，Y2.4、Y2.5是PMC發(fā)出的信號，分別表示刀架正轉(zhuǎn)信號以及刀架反轉(zhuǎn)信號。若想要讓刀架正轉(zhuǎn)，首要PMC發(fā)出刀架正轉(zhuǎn)信號Y2.4，Y2.4控制的中間續(xù)電器KA4得電，KA4得電以

6、后控制電路中的接觸器KM1線圈得電，KM1線圈得電以后主電路里面的KM1的主觸點閉合，從而刀架電機M3開始正轉(zhuǎn)換刀。知識引導(dǎo)若想要讓刀架反轉(zhuǎn)，首要PMC發(fā)出刀架正轉(zhuǎn)信號Y2.5，Y2.5控制的中間續(xù)電器KA5得電，KA5得電以后控制電路中的接觸器KM2線圈得電，KM2線圈得電以后主電路里面的KM2的主觸點閉合，從而刀架電機M3開始反轉(zhuǎn)。知識引導(dǎo)五換刀功能PMC處理 PMC程序中調(diào)用功能指令有利于簡化程序，實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部的邏輯處理。要能讀懂刀架PMC程序，功能指令的理解至關(guān)重要。1.刀位信號一臺四工位電動刀架T1、T2、T3、T4刀位輸入信號為X4.6、X4.7、X5.0、X5.1。刀架電機正轉(zhuǎn)信

7、號Y2.4，反轉(zhuǎn)信號Y2.5。知識引導(dǎo)進入PMC維修菜單界面，觀察刀位信號變化狀態(tài)。按系統(tǒng)SYSTEM鍵，多次按軟鍵+直到出現(xiàn)梯形圖界面。按軟鍵【PMCMNT】,進入信號診斷頁面，輸入X4，按【搜索】鍵，進入刀位信號畫面如圖6-3-11所示。執(zhí)行換刀指令，觀察信號變化，完成表格6-3-2的填寫。知識引導(dǎo)知識引導(dǎo)換刀指令X4.6 X4.7 X5.0 X5.1 信號狀態(tài)T0101T0202T0303T0404知識引導(dǎo)2.指令刀號與當(dāng)前刀號比較分析 在PMC程序界面中調(diào)出COIN指令、刀架正轉(zhuǎn)指令Y3.4以及相關(guān)邏輯語句，觀察R130.0信號變化。相關(guān)梯形圖如圖6-3-12所示。知識引導(dǎo)知識引導(dǎo)如上

8、圖所示，功能指令COIN中，R0120為當(dāng)前刀具數(shù)值，F(xiàn)26為指令刀具數(shù)值，如果兩者一致，R130.0=1。利用R130.0信號的接通來解決出現(xiàn)相同刀號時后續(xù)程序無法執(zhí)行的問題。3.刀架正轉(zhuǎn) 刀架觸發(fā)指令R134.1=1時，Y3.4導(dǎo)通，刀架電機正轉(zhuǎn)，相關(guān)梯形圖如圖6-3-13所示。知識引導(dǎo)知識引導(dǎo)4.刀架停止延時 當(dāng)前刀位與指令到位一致時，刀架正轉(zhuǎn)停止，觸發(fā)信號R139.0=1.定時器指令執(zhí)行，為下階段刀架反轉(zhuǎn)做好準(zhǔn)備，相關(guān)梯形圖如圖6-3-14所示。知識引導(dǎo)知識引導(dǎo)5.刀架反轉(zhuǎn) 刀架正轉(zhuǎn)停止延時時間到，R135.0=1，觸發(fā)刀架反轉(zhuǎn)信號Y3.0=1.刀架反轉(zhuǎn)。刀架反轉(zhuǎn)的意義在于實現(xiàn)刀架的準(zhǔn)

9、確定位和鎖緊功能，相關(guān)梯形圖如圖6-3-15所示。知識引導(dǎo)知識引導(dǎo)6.刀架反轉(zhuǎn)停止延時 刀架反轉(zhuǎn)的過程中，上齒盤和下齒盤進行精定位，當(dāng)反靠銷進入嚙合槽的瞬間，刀架定位結(jié)束，刀架反轉(zhuǎn)停止，換刀過程結(jié)束，相關(guān)梯形圖如圖6-3-16所示。知識引導(dǎo)任務(wù)實施一準(zhǔn)備工作 1.設(shè)備：配置FANUC 0i 系統(tǒng)的CK6150數(shù)控車床或者具有相似功能的實驗臺。2.工具：萬用表、螺絲刀、壓線鉗等工具。3.情境導(dǎo)入：數(shù)控車床發(fā)出換刀指令后刀架正傳但一直無法找到刀位，直至產(chǎn)生報警刀架停止轉(zhuǎn)動。4.任務(wù)確定：根據(jù)刀架正反轉(zhuǎn)的原理，結(jié)合CK6150電氣原理圖，完成刀架故障診斷與排除。任務(wù)實施二實施步驟1. 確定檢修范圍

10、查閱CK6150機床電氣原理圖，找出刀架控制相關(guān)的原理圖，如圖6-3-17、6-3-18所示，分析刀架的工作原理。任務(wù)實施2.PMC信號檢查 刀架報警的排查首先從PMC程序開始，然后依次檢查信號電路、控制電路、主電路，通過觀察PMC信號的狀態(tài)，判斷故障的位置。具體步驟如下：任務(wù)實施（1）假設(shè)此時到位不在1號到位，選擇MDI方式，輸入“TO1O1;”,按下循環(huán)啟動按鈕，進入PMC維修菜單，輸入Y3.0，按面板下方軟鍵【搜索】，光標(biāo)跳躍到Y(jié)3.0信號欄，觀察Y3.0信號狀態(tài)。Y3.0為1表示梯形圖正常，檢查硬件故障；如為0，表示報警有可能由梯形圖引起。任務(wù)實施（2）進入梯形圖界面，查看PMC程序。

11、輸入Y3.0，按【W(wǎng)搜索】，光標(biāo)自動移動到Y(jié)3.0線圈上，找出引起Y3.0信號斷開的原因。 根據(jù)以上操作步驟，查看信原因，并完成下表6-3-4填寫。任務(wù)實施步 驟有故障的梯形圖修改內(nèi)容任務(wù)實施3.刀架電路檢修 刀架PMC信號檢查完成后，如果PMC信號正常，系統(tǒng)還不能換刀，接下來就開始排查硬件故障。刀架電路故障主要分布在信號電路、控制電路、主電路3個部位。具體排查順序如下：任務(wù)實施（1）檢查刀架信號回路 假設(shè)此時到位在1號到位，選擇MDI方式，輸入“TO1O1;”,按下循環(huán)啟動按鈕，假定此時信號Y3.0為1，但刀架仍然不正傳，說明刀架電路有問題，首先檢查信號電路。用萬用表檢查中間續(xù)電器KA3的線圈是否有電壓，若有電壓則表示刀架信號電路沒問題，若沒電壓則檢查KA3的線圈兩端是否接觸不良或者KA3是否損壞。任務(wù)實施（2）檢查刀架控制回路中間繼電器KA3得電以后刀架仍然不正傳，開始檢查刀架控制回路，用萬用表檢查接觸器KM3的線圈是否得電，若得電則表示控制回路正常，若沒得電，用萬用表檢查KA3的常開觸點是否閉合以及KM4的常閉觸點是否正常，有可能是接觸不良或損壞。如圖6-3-19所示。任務(wù)實施（3）檢查刀架主電路若