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N一084數控（kòng）車床刀架升（shēng）級改造（zào）

2016-10-14 來源：轉載作（zuò）者（zhě）：陳（chén）培亮

摘要：N一084數控車床（chuáng）刀（dāo）架（jià）係統存在的f*-I題（tí），升級改造刀架係統，介紹改（gǎi）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（dāo）架；程序；改造；電路

1.存在問題

淮（huái）海工業集（jí）團有限公司10台N一084數控車（chē）床(南京數控（kòng）機床廠生產)，采用FANUC 0i Mate係統和BWD8—100型電動刀架(常州亞興數控設備有限公（gōng）司生產)。BWD8—100型電（diàn）動刀架為8工位，換刀時隻能沿1個方向由（yóu）低號向高號順時針旋（xuán）轉，如1。刀位向8*刀位換刀時（shí），刀盤必須順時針旋轉l周才能選中目標刀（dāo）位。換刀時間長且運行不穩定，故障頻發，10台數控機床價值（zhí）三百多（duō）萬元，目前（qián）因刀架問題長（zhǎng）期無正常運行。為（wéi）此決定對BWD8—100型電動刀架（jià）進行升級（jí）改造。對目前市場上進口、國產刀架進行調研後，決定采用性價比較高的AK3180A數控回輪刀架(煙台環球（qiú）機床附件集團（tuán）有限公司生產)作為替代升級品。AK3180A數控回輪刀架引（yǐn）進意（yì）大利Baruffaldi公司技術（shù），可確保零件通過一次裝夾自動完成車削外（wài）圓（yuán）、端麵、圓弧、螺紋和鏜孔、切槽、切斷等加工工序。

2.改造方案

改造技術難點是（shì）機械連接、刀架控製電路和刀架PMC控製程（chéng）序均需重（chóng）新設計，而（ér）且確少原機床廠設計資料，改造風險大。為慎重（chóng）起見，先（xiān）在l台N一084數控車床進行改造，成功後，再推廣至其（qí）餘機（jī）床。

3.改造實施

3.1機械連接

(1)AK3180A刀架安裝固定位置（zhì）和原刀架不同，因此，必須根據AK3180A刀（dāo）架實際安裝固定尺寸，對上拖板進行安裝螺孔的修配加工。

(2)AK3180A刀架中心高度比原刀架中心低10 mm，因（yīn）此需重新配製（zhì）刀架墊板和（hé）刀架定位銷（xiāo）。

3.2控製（zhì）電路

AK3180A刀架結構（gòu）及傳動原（yuán）理與原刀架不同，因此控製（zhì）信（xìn）號、點數不同，需要重新設計控製電路。兩（liǎng）種刀塔I／O(輸入，輸出（chū）)信號對比見表1，可以看（kàn）出，除（chú）采用二進製8421編碼刀號信號、選通信號和公共信號外，其餘信號均為新增輸入輸出信號。

(1)FO輸出（chū）控製電路(圖1)。Y3．2和Y3．3為新增加輸出（chū）信號，利用喲板輸（shū）入輸出空餘點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）、預定

圖1 AK3180 7J架PMC輸出信（xìn）號控製電路

圖2 AK3180刀架（jià）PMC輸入信（xìn）號控製電路

位電磁（cí）鐵動作。注意電機抱閘、預定位電磁鐵采用DC 24 V電源，且（qiě）工作（zuò）時電流較大（dà），由於原來向NC供電的DC24 v開關電源容量不夠，同時（shí）確保NC係統24 v不會受到幹擾。因此，需新增加1個DC 24 V開關電源專門向電機抱閘、預定位電磁鐵（tiě）供電。

圖3數控轉塔刀架操作流程

(2)m輸人信號電路(圖（tú）2)。根據I／O接口輸入點占用情況，利用空閑點，分別設置B12對應X13．5奇偶校驗、B4對應X11．5刀架電機過熱（rè）、A13對應X13．6鎖（suǒ）緊檢測開關（guān）、B13對（duì）應X13．7預定位檢測開關新增輸入點（diǎn）信號（hào）。為便於和原電路（lù）圖結合，對新增加信號線，直接以信號（hào）名稱標注信號線。采用0．5mill2x16芯電纜作為刀架信號線，預留2根作為維修備用。

(3)電機正反轉控（kòng）製電路（lù）。根據AK3180刀架傳動原理，重新設計正反轉控（kòng）製電（diàn）路（lù）。

(4)刀（dāo）架接線排（pái）端子與I／O信號連接電路。所用16芯電纜（lǎn）要直接與（yǔ）I／O板輸入輸出接線端（duān）子相對應並連接，應盡量避免（miǎn）電纜中（zhōng）間出現節點，確保I／O信號可靠（kào）。

3.3運行過程

刀架轉位必須先斷開刹緊裝（zhuāng）置，然（rán）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（dāo）架電機供電，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，則預分度電磁鐵立即供電（diàn）(選通信號下降沿到達至電磁鐵供電最大（dà）延遲必（bì）須小於60 ms)。電磁鐵接電後，待預定位電磁鐵銷插入主軸等分鍵槽內，回轉被迫（pò）停止，接收到預分度接近開關信號(由0上跳為1)後，電機立即停止，50 ms後，電機反向旋轉使刀架刹（shā）緊定位。刀架刹緊定位（wèi）後，鎖緊接近開關輸出（chū）由（yóu）O跳變到1。該（gāi）信（xìn）號發（fā）出立即使電機（jī）停止，刹緊線圈通電(鎖緊接近開關發出信號至電機停機製動最大延時（shí）小於60 ms)。鎖緊開關發出鎖緊信號後，控製係統進行位置檢測，以發出允許刀架進行（háng）切（qiē）削加工工件（jiàn）的指令。200 ms後電磁鐵斷電(刀架鎖緊結束（shù）時，電磁鐵是否（fǒu）斷電不影響刀架鎖緊精度)。注意如果刀架在轉位過程中電控部分故障（zhàng）急停，再次啟動時必須沿停止前的（de）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（jiàn）

圖5換刀準備

圖6換刀過（guò）程1

3.4 PMC程（chéng）序編（biān）製

根據AK3 1 80A刀架運（yùn）行信號波（bō）形圖及運行流（liú）程，編製PMC控製程序，PMC參（cān）數K2為（wéi）刀塔的選擇開關，當K2--00000101時，即K2．0=1、K2．1--0和K2．2=1，AK3180A刀塔才能有效，最後調試時，按照波形

圖7換刀過程2

圖和操作流程，對PMC程序中定（dìng）時器對應的PMC參數(T數據表中對應的T參數)進行賦值（zhí）(表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（xǔ）執行換刀指（zhǐ）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（wán）成(圖5)；換刀指令發出後，延時200 Ills開始（shǐ）換（huàn）刀，若6000 Ills內未完成換刀過程，則輸出換（huàn）刀超時報警(圖6)；寫入目（mù）標刀號與當前刀號比較（jiào）(圖（tú）7)；換刀過程3-7的PMC程序略；若換（huàn）刀過程中，出現一（yī）些（xiē）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（xī）顯示(圖9)。

圖8換刀過程（chéng）故障輸出

圖9報警信息顯示

10台N-084數控車（chē）床刀架升（shēng）級（jí）改造（zào）後，盤活了公司長期停用的固定資產，解決了生產設備棘手問題（tí），同時鍛煉和提高了維（wéi）修隊伍，為今後數控設（shè）備維修改造提供了寶貴經驗。

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