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N一084數控車床刀架升級改造
2016-10-14  來源:轉載  作者(zhě):陳培亮

      摘(zhāi)要:N一084數控車床刀架係統存在的f*-I題,升級改(gǎi)造刀架係統,介紹改造實施過程,改造涉及的電路接線及PMC程序編製,改造效果良好。
  
      關鍵詞:數控車床;刀架;程序;改造;電路
  
      1.存在問題
  
      淮海工業集團有限公司10台N一084數控車床(南京數控機床廠生產),采用FANUC 0i Mate係統和BWD8—100型電動刀架(常州亞興數控設備(bèi)有限公司生產)。BWD8—100型電動刀架為8工位,換刀時隻能沿1個方向由低號向高號順(shùn)時針旋轉,如1。刀(dāo)位向8*刀位(wèi)換刀時,刀(dāo)盤必須順時針(zhēn)旋轉l周才能(néng)選中目標刀位(wèi)。換刀時(shí)間長且運行不穩定,故(gù)障頻發,10台數控機床價(jià)值三百多萬元,目前因刀架(jià)問題長期無正常運行。為此(cǐ)決定對BWD8—100型電動刀(dāo)架進行升級改造(zào)。對目前市場上進口、國產刀架進行調(diào)研後,決定采用性價比較高的AK3180A數(shù)控(kòng)回輪刀架(煙(yān)台環球機床附件集團有限(xiàn)公(gōng)司生產)作為替代升級品。AK3180A數控回輪刀架引進意大利Baruffaldi公司技術,可確保零件通過一次(cì)裝夾自動完(wán)成車削外圓、端麵、圓弧、螺紋和鏜孔、切槽、切斷等加工工序。
  
      2.改(gǎi)造方案
  
      改造技術難(nán)點是機械連接(jiē)、刀架控製電路(lù)和刀架PMC控製(zhì)程序(xù)均需(xū)重新設計,而且確少原機床廠設計資料,改造風險(xiǎn)大。為慎重起見,先在l台N一(yī)084數控車床進行改造,成功後,再(zài)推廣至其餘機床。
  
      3.改造實(shí)施
  
      3.1機械連接
  
      (1)AK3180A刀架安裝固定位置和原(yuán)刀架(jià)不同,因此,必須根據AK3180A刀架(jià)實(shí)際安裝固定(dìng)尺寸,對上拖(tuō)板進行安裝螺(luó)孔的修配加工。
  
      (2)AK3180A刀架中心高度比原刀架中心低10 mm,因(yīn)此需重(chóng)新配製刀架墊板和刀架定位銷。
  
      3.2控製電路
  
      AK3180A刀架結構及傳(chuán)動原理(lǐ)與原刀架不同,因此控(kòng)製信號、點數不同,需要重(chóng)新(xīn)設計控製電路。兩種(zhǒng)刀塔I/O(輸入,輸出(chū))信號對比(bǐ)見表1,可以(yǐ)看出,除(chú)采用二進製8421編碼刀號(hào)信號、選通信(xìn)號(hào)和公(gōng)共信號外,其餘信號均為新增輸入輸出信(xìn)號。
  
 
      (1)FO輸出(chū)控製(zhì)電路(圖1)。Y3.2和Y3.3為新(xīn)增加輸出信號,利用喲板輸入輸出空(kōng)餘點A21和B21,通過NC輸出信號給中間繼電(diàn)器線圈,使用Y32和Y3.3中間(jiān)繼電器射I通斷電來控製電機抱(bào)閘(zhá)、預定
 
 
圖(tú)1 AK3180 7J架PMC輸出(chū)信號控製電路(lù)
 
 
圖2 AK3180刀架PMC輸入信號控(kòng)製電路

位電磁鐵動作。注意(yì)電機(jī)抱閘、預(yù)定位電磁鐵采用DC 24 V電源,且工作時電流較大,由(yóu)於原來向NC供電(diàn)的DC24 v開(kāi)關電源容量不夠,同時確保NC係統24 v不會受到幹擾。因此(cǐ),需新增加1個DC 24 V開關電源專門向電(diàn)機(jī)抱閘、預定位電磁鐵供電。
  
  
 
圖3數控轉塔刀架操(cāo)作流程
  
      (2)m輸人信號電路(圖2)。根據I/O接口輸(shū)入點占用情況,利用空閑點,分別(bié)設置B12對(duì)應X13.5奇(qí)偶校驗、B4對應X11.5刀架電機過熱、A13對應X13.6鎖緊檢測開關、B13對應X13.7預(yù)定位檢測(cè)開關新增輸入點信號。為便於和原電路圖結合,對新增加信號線,直接(jiē)以信號名稱標注信號線。采用0.5mill2x16芯電纜作(zuò)為刀架信號(hào)線(xiàn),預(yù)留2根作為維修備用。
  
      (3)電機(jī)正反轉控(kòng)製電路。根據AK3180刀架傳動原理,重新設計正反轉控製電路。
  
      (4)刀架接線排端子與I/O信號連接電路。所用16芯電纜要直接與I/O板輸入輸出接線端子(zǐ)相對應並連接,應盡量(liàng)避免(miǎn)電纜中間(jiān)出現(xiàn)節(jiē)點,確保I/O信號可(kě)靠。
  
      3.3運行過程
  
      刀架轉位必須先斷開刹緊裝置,然後PMC程序才能輸出控製信號給中間繼(jì)電(diàn)器K15或K16(圖1),向刀架電(diàn)機供電,按選擇方向旋轉。當編碼器(qì)前1工位的選通信號下降沿到達時(shí),則(zé)預分度電磁鐵立即供電(選通信號下降沿到達至電磁鐵供電最大延遲必須小於60 ms)。電(diàn)磁(cí)鐵(tiě)接電後,待預定位(wèi)電(diàn)磁鐵銷插入主(zhǔ)軸等分(fèn)鍵槽內,回轉被迫(pò)停止,接收到預分(fèn)度接(jiē)近開關信號(由0上跳為1)後,電(diàn)機立(lì)即停止,50 ms後,電機反向旋轉使刀架刹緊定位。刀架刹緊定位後(hòu),鎖(suǒ)緊接近開關輸出由O跳變到1。該信號發出立即(jí)使電機停止,刹緊線圈通電(鎖緊接近開關發出信號(hào)至電機停機製動最大延時小於60 ms)。鎖緊開關發出(chū)鎖緊(jǐn)信號(hào)後(hòu),控製係統進行位置檢測,以發出允許刀架進行(háng)切削加工(gōng)工件的指令。200 ms後電磁鐵斷電(刀架鎖緊結束時,電磁鐵是否斷電不影響刀架鎖緊(jǐn)精度)。注意(yì)如果刀(dāo)架在轉(zhuǎn)位過程中電控部分故障急停,再次啟(qǐ)動時必須(xū)沿停止前的運動方向重新開始,具體操(cāo)作流程見圖3。
  
 
  
 
圖4滿(mǎn)足換刀條件
  
 
圖5換刀準備(bèi)
  
 
圖6換刀(dāo)過程1
  
      3.4 PMC程序編製
 
      根據AK3 1 80A刀(dāo)架運行信號波形圖及運行流程,編製PMC控製(zhì)程序,PMC參數K2為刀塔的選(xuǎn)擇開(kāi)關,當K2--00000101時,即K2.0=1、K2.1--0和(hé)K2.2=1,AK3180A刀塔才能有效,最後調試時,按(àn)照波形
  
 
圖7換刀(dāo)過程2
  
      圖和操作流程(chéng),對PMC程序中定時器對應的PMC參數(T數據表中對應的T參數)進行賦值(表(biǎo)2)。PMC程序中l(2.0開關參數接通後,在選擇不同機床操作模式下,可允許執行換刀指令,操作(zuò)模式為互鎖關係(圖4);具備換刀條件後,換刀準(zhǔn)備在1000 ms內(nèi)完成(圖5);換刀指令發出(chū)後,延時200 Ills開始換刀,若6000 Ills內(nèi)未(wèi)完成換刀過程,則(zé)輸出換刀超時報警(jǐng)(圖6);寫(xiě)入目標刀號與當前刀號比較(圖7);換刀過程3-7的PMC程序略;若換刀過程中,出現一些原因未能完成換刀(dāo),則輸出換刀(dāo)故障報警(圖8);各種報警信息顯示(圖9)。
  
  
 
圖8換刀過程(chéng)故障輸出
   
 
圖9報(bào)警(jǐng)信息顯示
  
      10台N-084數控車床刀架升級改造後,盤活了公司長期停用的固定資產(chǎn),解決了生產設備棘手問題,同時鍛煉和提高了維修隊伍(wǔ),為今後數(shù)控設(shè)備維修改造提供了寶貴經驗。
  

 
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