N一084數控（kòng）車床（chuáng）刀架升（shēng）級改造（zào）
2016-10-14 來源：轉載 作者（zhě）：陳培亮
摘要：N一084數控車床刀架（jià）係統存在（zài）的（de）f*-I題，升級改造刀架係統，介紹改造實施過程（chéng），改（gǎi）造涉及的電路接線及PMC程序編製，改（gǎi）造效果良好。
關鍵詞：數控車床；刀架；程序；改（gǎi）造；電路
1.存在問題
淮（huái）海工（gōng）業集團有限公司（sī）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（jià）(常（cháng）州亞興數控（kòng）設備有限公司生產)。BWD8—100型電動刀架為8工位（wèi），換（huàn）刀時隻能沿1個方向由低號向高號順時針旋轉，如1。刀位向8*刀位換刀時，刀盤必須順時針旋轉l周才能選中目標刀位。換刀（dāo）時間長且運行不穩定，故障頻發，10台數控機床價值三百（bǎi）多萬元，目（mù）前因刀架問題長期無正常運（yùn）行。為此決定對BWD8—100型電動刀架進（jìn）行升級改造。對目前市場上進口、國產刀架進行調研（yán）後，決定采用性價比較高的AK3180A數控回輪（lún）刀架(煙台環球（qiú）機床附件集（jí）團有限公司生產)作為替（tì）代升級品。AK3180A數控回輪刀架引進意（yì）大利Baruffaldi公司技術，可確保零（líng）件（jiàn）通過一次裝夾自動（dòng）完成車削外圓、端麵、圓弧、螺紋和鏜孔、切槽、切斷（duàn）等加工工序。
2.改造方案
改造技術難點是機械連接、刀架控製電路和刀架PMC控製程序均需重新設計，而且確少原機床廠設（shè）計資料，改造風險大。為慎重起見，先在l台N一084數控車床（chuáng）進行改造，成功後，再推廣至其餘機床。
3.改造實施
3.1機械連接
(1)AK3180A刀架安裝固（gù）定位置（zhì）和原刀架不同，因此，必須根據AK3180A刀架實際安裝固定（dìng）尺寸，對上拖（tuō）板進行安裝螺孔的修配加工。
(2)AK3180A刀（dāo）架中心高度比原刀架中心低10 mm，因此（cǐ）需重新配製刀架墊板和（hé）刀架定位銷。
3.2控製電路
AK3180A刀架結（jié）構及傳動原理（lǐ）與原（yuán）刀架不（bú）同，因此控製信號、點數不同，需要重新設計控（kòng）製電（diàn）路。兩種刀塔I／O(輸入，輸出)信號對比見表1，可以看出，除采用二進製（zhì）8421編碼刀號信號、選通信號（hào）和公共信號外，其餘信號均為新增輸入輸（shū）出信號。
(1)FO輸出控製電路（lù）(圖1)。Y3．2和Y3．3為新增加輸出信號，利用喲板輸入輸出空餘點（diǎn）A21和B21，通過NC輸出信號給中間繼電器線圈，使用（yòng）Y32和Y3．3中間繼電器射I通斷電來控製電機抱閘（zhá）、預（yù）定
圖1 AK3180 7J架PMC輸出信號控製（zhì）電（diàn）路
圖（tú）2 AK3180刀架（jià）PMC輸入信號控製電路（lù）
位電（diàn）磁鐵動作。注意電機抱閘、預定位電磁鐵采用DC 24 V電源，且工（gōng）作時電（diàn）流較大，由於原來向NC供電的DC24 v開關電源容（róng）量不夠，同時確保NC係統24 v不會受到幹擾。因此，需新增加1個DC 24 V開關（guān）電源專門向電機抱閘、預定位電磁（cí）鐵供電。
圖3數控轉塔刀架操作流（liú）程
(2)m輸人（rén）信號電路(圖2)。根據（jù）I／O接口輸入點占用情況，利用空閑點，分（fèn）別（bié）設置B12對應X13．5奇偶校驗、B4對應X11．5刀架（jià）電（diàn）機過熱、A13對應X13．6鎖緊檢測（cè）開關、B13對（duì）應X13．7預定位檢測（cè）開關新增輸入點信號。為便（biàn）於和原電路圖結合，對新（xīn）增加信號線，直接以信號名稱標注信號線。采用0．5mill2x16芯電纜作為刀架信號線，預留2根作為（wéi）維修備用。
(3)電機正反轉（zhuǎn）控製電路。根據AK3180刀架傳動原理，重新設計（jì）正反轉控（kòng）製電路。
(4)刀架接線排端子與I／O信號連（lián）接電路。所用16芯電纜要直接與I／O板輸入輸出接（jiē）線端子相對應並連接，應（yīng）盡量避免電纜中間出現節點，確保I／O信號可靠。
3.3運行過程
刀架轉位必須先斷（duàn）開刹緊裝置，然後PMC程序才能輸出控製信號給中間繼電器K15或K16(圖1)，向刀架電機供電，按（àn）選擇方（fāng）向（xiàng）旋轉。當編碼器前1工位的選通信號下（xià）降沿到達時（shí），則預（yù）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（yú）60 ms)。電磁鐵接電後，待預定位電磁鐵銷插入主（zhǔ）軸等分鍵槽內，回轉被迫停止，接收（shōu）到預分度接近開關信號(由0上跳為1)後，電機立即停止（zhǐ），50 ms後，電機反向旋轉使刀架刹緊定位。刀架刹緊定（dìng）位後，鎖緊接近開關輸出由O跳變到1。該信號發出立即使電機（jī）停止，刹緊線圈（quān）通電(鎖緊接近開關發出信號至電機停（tíng）機（jī）製動最大延時小於60 ms)。鎖緊開關發出鎖緊信號後，控製係統進行位置（zhì）檢測，以發出允許刀架進行切削加工工件的指令。200 ms後電磁鐵斷電(刀架鎖緊結束時，電磁鐵是否斷電（diàn）不影響刀架鎖緊精度)。注意如果刀架在轉（zhuǎn）位過程中（zhōng）電控部分故障急停，再次啟動時必須沿停止前的運動方向重新開始，具體操作流（liú）程見圖3。
圖4滿足換刀條件
圖5換刀準備
圖6換刀過程1
3.4 PMC程序編製（zhì）
根據AK3 1 80A刀架運行信號（hào）波形（xíng）圖及運行流程，編製PMC控製程序，PMC參數（shù）K2為刀塔的選擇開關，當K2--00000101時，即K2．0=1、K2．1--0和K2．2=1，AK3180A刀塔才能（néng）有效，最後調試時，按（àn）照波形
圖7換刀過程2
圖和操作流程，對PMC程序中定時（shí）器對應的PMC參數(T數據表中對應的T參數)進行賦值(表2)。PMC程序中l(2．0開關參數接通後，在選擇不同機床操（cāo）作模式（shì）下，可允許（xǔ）執行（háng）換刀指令，操作模式為互鎖關係(圖4)；具備換刀條件後，換刀準備在1000 ms內完成(圖5)；換刀指令發出後，延時200 Ills開始換刀，若6000 Ills內（nèi）未完成換刀過（guò）程，則輸出換刀超時（shí）報（bào）警(圖6)；寫入目標刀號與當前刀號比較(圖7)；換刀（dāo）過程3-7的（de）PMC程序略（luè）；若換刀過程中（zhōng），出（chū）現一些原因未能完成換刀，則輸出換刀故障報警(圖8)；各種報警信息顯示(圖9)。
圖8換刀過程故障輸出
圖9報警（jǐng）信息顯示（shì）
10台N-084數控車床刀架升級改造後，盤活了公（gōng）司長期停用的固定資產，解（jiě）決了生產設備棘（jí）手問題，同（tóng）時鍛煉和提高了維修隊伍，為今後數控設備維修（xiū）改造提供（gòng）了（le）寶貴經驗。
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