第5章 自动换刀装置
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第27 卷第1期2 0 0 9 年1 月西安航空技术高等专科学校学报Journal of Xi an Aerotechnical CollegeVol 2 7 No 1Jan . 2 0 0 9 自动换刀装置控制原理及故障分析罗庚合1, 黄万长2( 1. 西安航空技术高等专科学校机械工程系, 陕西西安710077; 2. 陕西法士特齿轮有限公司, 陕西西安710077)摘要: 加工中心自动换刀装置提高了数控机床的加工效率, 但由于加工中心换刀装置的动作控制比较复杂, 包含机械、电气与PM C、液压和检测等技术, 所以自动换刀装置的故障率比较高, 主要介绍自动换刀装置的类别和控制,自动换刀装置的故障诊断方法, 列举了自动换刀装置的一些常见故障及维修示例。
关键词: 加工中心; 选刀; 刀具交换; 乱刀与掉刀; PM C 诊断; I/ O 状态诊断中图分类号: T H161+ . 21 文献标识码: A 文章编号: 1008- 9233( 2009) 01- 0014- 051 引言4、6、8、12 工位, 有用电动机驱动的正传和反转, 也有用液压系统通过电磁换相阀和顺序阀进行控制加工中心可分为车削中心、镗铣中心和钻削中心等, 加工中心在加工过程中, 要使用多种刀具, 因此必须有自动换刀装置, 以便选择不同刀具, 完成不同工序的加工工艺。
常用的刀库形式有圆盘式刀库, 链式刀库, 格子盒式刀库。
按有无机械手又可分为不带机械手的自动换刀装置和带机械手的自动换刀装置。
按刀库的旋转和机械手的动作驱动方式可分为有液压、气动控制系统和电气与机械联合控制的驱动系统。
随着加工中心数控机床的普及和应用, 自动换刀装置控制过程中的故障率也比较高。
由于自动换刀装置结构比较复杂、控制为机、电、液联合控制, 复杂系数高等原因。
所以加工中心自动换刀装置的故障维修比较困难。
简要叙述换刀装置的分类和特点, 以立式镗铣中心普遍使用的圆盘式加工中心自动换刀装置为例, 分析自动换刀装置的控制原理及常见故障的维修方法。
自动换刀主轴工作原理
自动换刀主轴工作原理是指在机床中,主轴上配备了自动换刀装置,可以根据加工需要自主完成刀具的更换。
下面是自动换刀主轴的工作原理:
1. 刀具旋转:主轴驱动着刀具进行旋转,用于加工工件表面。
2. 刀库:机床上设置有刀库,刀库中存放着不同种类的刀具。
每种刀具都有一个唯一的识别编码。
3. 换刀装置:自动换刀装置包含刀库、刀具夹持器和换刀机构等部分。
换刀机构控制着刀夹位置的移动。
4. 刀具传感器:换刀装置上配备有刀具传感器,用于识别刀库中的刀具。
5. 选刀:根据加工任务,通过操作主轴控制系统进行刀具选择。
系统会指定需要哪种刀具进行加工,同时会记录已使用刀具的刀具编码。
6. 刀具识别:换刀装置开始动作,将选择的刀具位置移动到主轴旁边。
刀具传感器会识别刀夹位置是否有刀具。
如果没有刀具,则进入下一步。
7. 刀具更换:选取刀库中的合适刀具,并将其夹持在刀夹器上。
然后,换刀机构将刀夹器移动到主轴,完成刀具更换。
8. 刀具装夹校准:刀具更换后,主轴控制系统会对刀具进行校准,以保证刀具与工件的加工位置精确对应。
9. 加工:完成刀具更换后,主轴继续驱动新的刀具进行加工任务。
通过自动换刀主轴,可以实现高效的刀具更换,提高机床的加工效率和自动化程度。
数控机床编程与操作(第四版数控铣床加工中心分册)习题册参考答案第一章数控铣床/加工中心及其编程基础第一节数控铣床/加工中心概述一、填空题1. 数控技术2. 车削加工3. 铣削镗削4. 刀库刀具自动交换装置5. 采用点位控制系统刀具移动轨迹6. 数控装置刀库和换刀装置7. 分盘式刀库链式刀库8. 法那科西门子华中数控广州数控二、选择题1.C2.D3.B4.D5.C6.D三、判断题1.×2.×3.×4.√5.√6.×第二节数控加工与数控编程概述一、填空题1. 加工程序数字控制2. 加工程序加工精度3. 手工编程自动编程4. 确定加工工艺数值计算制作控制介质5. 软磁盘移动存储器硬盘6. 语言式交互式CAD/CAM7. 程序程序数控编程8.UG PRO/E MASTERCAM POWERMILL二、选择题1.A2.C3.B4.C5.A6.B三、判断题1.×2.×3.×4.√5.√第三节数控铣床/加工中心编程基础知识一、填空题1. 标准坐标系2. X Y Z3. 主轴X远离4. 右右5. 程序号程序内容程序结束6.O 四位数字7.M02 M30 M17 M02 RET8. 字—地址使用分隔符固定9. ( ) ; 10. 基准参考正二、选择题1.C2.A3.D4.C5.A6.D7.B8.B9.D三、判断题1.×2.×3.√4.√5.×6.×7.×8.√9.√10.×第四节数控机床的有关功能及规则一、填空题1. 准备功能辅助功能其他功能2. 1号刀具2号刀沿3. 每分钟每转mm / min mm / r4.G96 G97 v =πDn / 10005.M03 M04 M056. 模态代码续效非模态非续效7. XY ZX YZ8. 绝对坐标相对坐标9. 合成速度圆弧的切线方向的速度10. 50%~120%二、选择题1.D2.A3.A4.C5.D6.A7.A8.C9.C 10.D 11.C 12.B三、判断题1.×2.×3.×4.√5.×6.√7.√8.×9.√10.√第五节数控铣床/加工中心编程的常用功能指令一、填空题1.G00 G01 顺时针圆弧插补逆时针圆弧插补2. 圆弧半径起点到圆心矢量3.M98 M99 M08 M094. 正值负值5.G006. 镗平面锪孔7. 工件坐标系8. 暂停10s9. 至绝对坐标X-30.0 处10. G75二、选择题1.D2.C3.D4.C5.B6.A7.B8.B9.B 10.A 11.A 12.A三、判断题1.×2.×3.√4.√5.√6.×7.√8.×9.√10.√11.√12.√13.√14.×15.√四、编程题略。
《数控机床安装调试与维修》教案目录教案1--------概述教案2--------数控机床的安装调试教案3--------数控机床的验收教案4--------数控机床的调整、主轴部件教案5--------进给传动部件的调整教案6--------回转部件、自动换刀装置的调整教案7--------位置检测装置、床身导轨的调整教案8--------数控系统发展简介、FANUC-0ib功能介绍教案9--------FANUC-0ib系统构成、硬件连接教案10------系统参数与设定教案11------I/O接口及PMC编程教案12------ SINU MERIC 840C特点介绍主要功能教案13----- SINUMERIC 840C系统的结构及各部分的功能教案14------ fanuc-0ib系统报警分类及常见故障分析教案15-----FANUC-0ib常见报警及处理方法教案16----数控机床的故障诊断及维修技术概述教案17----利用PLC进行数控机床的故障检测教案18-----数控系统系统故障的诊断教案19-----伺服系统的故障及维修技术教案20-----检测装置的故障及诊断教师教案教案专用纸第一章概述1.数控机床的优点:数控机床集机械制造、计算机、气动、传感检测、液压、光机电技术等一体,其优点:⑴能够进行复杂型面零件的加工,解决工艺难题。
⑵提高生产率⑶具有柔性⑷减轻工人的劳动强度2.我国数控机床的发展现状起步年代:1958开始研制目前生产能力:2001年国内数控机床产量已达1.8万台国产数控系统:⑴华中理工大学华中一型、华中二型⑵北京航天机床数控集团航天一型⑶中科院沈阳计算机所蓝天一型⑷中国珠峰数控公司中华一型3.加强数控维修的意义⑴技术需要⑵市场需要⑶企业的效益需要4.对数控维修人员的要求⑴知识面广⑵良好的系统的培训⑶良好的英语阅读能力⑷敢于实践,通过实践不断总结经验⑸敬业精神⑹持续的学习精神5.本课程的学习任务、要求⑴掌握数控机床安装调试验收的的知识、验收机床精度的方法。
数控机床习题(第一章)1填空题(1)数控机床一般由控制介质、数控系统、伺服系统、机床本体、反馈装置和各种辅助装置组成。
(2)数控机床采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。
(3)突破传统机床结构的最新一代的数控机床是并联机床。
(4)自适应控制技术的目的是要求在随机变化的加工过程中,通过自动调节加工过程中所测得的工作状态、特性,按照给定的评价指标自动校正自身的工作参数,以达到或接近最佳工作状态。
2选择题(1)一般数控钻、镗床属于( C )(A)直线控制数控机床(B)轮廓控制数控机床(C)点位控制数控机床(D)曲面控制数控机床(2)( D )是数控系统和机床本体之间的电传动联系环节(A)控制介质(B)数控装置(C)输出装置(D)伺服系统(3)适合于加工形状特别复杂(曲面叶轮)、精度要求较高的零件的数控机床是( A )(A)加工中心(B)数控铣床(C)数控车床(D)数控线切割机床(4)闭环控制系统的位置检测装置装在( D )(A)传动丝杠上(B)伺服电动机轴上(C)数控装置上(D)机床移动部件上(5)根据控制运动方式的不同,数控机床可分为(B )(A)开环控制数控机床、闭环控制数控机床和半闭环控制数控机床(B)点位控制数控机床、直线控制数控机床和轮廓控制数控机床(C)经济型数控机床、普及型数控机床和高档型数控机床(D)NC机床和CNC机床3 判断题(1)通常一台数控机床的联动轴数一般会大于或等于可控轴数。
(×)(2)数控机床是通过程序来控制的。
(√)(3)数控机床只用于金属切削类加工。
(×)(4)数控系统是机床实现自动加工的核心,是整个数控机床的灵魂所在。
(√)(5)机床本体是数控机床的机械结构实体,是用于完成各种切割加工的机械部分。
(√)4 简答题(1)简述数控机床的发展趋势。
P91、高速度与高精度化2、多功能化3、智能化4、高的可靠性(2)简述数控机床各基本组成部分的作用。
第一章绪论简答题答案,没有工艺题的1 什么是数控机床答:简单地说,就是采用了数控技术(指用数字信号形成的控制程序对一台或多台机床机械设备进行控制的一门技术)的机床;即将机床的各种动作、工件的形状、尺寸以及机床的其他功能用一些数字代码表示,把这些数字代码通过信息载体输入给数控系统,数控系统经过译码、运算以及处理,发出相应的动作指令,自动地控制机床的道具与工件的相对运动,从而加工出所需要的工件。
2 数控机床由哪几部分组成?各组成部分的主要作用是什么?答:(1)程序介质:用于记载机床加工零件的全部信息。
(2)数控装置:控制机床运动的中枢系统,它的基本任务是接受程序介质带来的信息,按照规定的控制算法进行插补运算,把它们转换为伺服系统能够接受的指令信号,然后将结果由输出装置送到各坐标的伺服系统。
(3)伺服系统:是数控系统的执行元件,它的基本功能是接受数控装置发来的指令脉冲信号,控制机床执行元件的进给速度、方向和位移量,以完成零件的自动加工。
(4)机床主体(主机):包括机床的主运动、进给运动部件。
执行部件和基础部件。
3 数控机床按运动轨迹的特点可分为几类?它们特点是什么?答:(1)点位控制数控机床:要求保证点与点之间的准确定位(它只能控制行程的终点坐标,对于两点之间的运动轨迹不作严格要求;对于此类控制的钻孔加工机床,在刀具运动过程中,不进行切削加工)。
(2)直线控制数控机床:不仅要求控制行程的终点坐标,还要保证在两点之间机床的刀具走的是一条直线,而且在走直线的过程中往往要进行切削。
(3)轮廓控制数控机床:不仅要求控制行程的终点坐标值,还要保证两点之间的轨迹要按一定的曲线进行;即这种系统必须能够对两个或两个以上坐标方向的同时运动进行严格的连续控制。
4 什么是开环、闭环、半闭环伺服系统数控机床?它们之间有什么区别?答:(1)开环:这类机床没有来自位置传感器的反馈信号。
数控系统将零件程序处理后,输出数字指令后给伺服系统,驱动机床运动;其结构简单、较为经济、维护方便,但是速度及精度低,适于精度要求不高的中小型机床,多用于对旧机床的数控化改造。