1、CK6150CK6150数控车床典型故障与维修数控车床典型故障与维修刀架故障诊断与维修刀架故障诊断与维修工作任务 在MDI方式下输入换刀指令，刀架正转但无法停在指定刀位，刀架转动2圈后跳出报警信息，如图6-3-1所示，利用常规检测工具，进行故障排除，并将故障排除过程记录在表6-3-1中。工作任务工作任务 表6-2-1 故障排除过程记录步 骤具体操作方法检测结果知识引导 数控车床为了能在工件一次装夹中完成多个工步，缩短辅助时间，减少工件因多次安装引起的误差，都带有刀架系统。数控车床的刀架是机床的重要组成部分，用于安装和夹持刀具。它的结构和性能直接影响机床的切削性能和切削效率。电动刀架作为数控车床
2、的重要配置,在机床运行工作中起着至关重要的作用,一旦出现故障很可能使工件报废,甚至造成卡盘与刀架碰撞的事故,而且刀架故障在数控车床故障中占有很大的比例，常常包括电气方面、机械方面以及液压方面的问题。知识引导 要及时快速排除数控机床的刀架故障，维修人员首先必须熟练掌握刀架的结构、工作原理和控制流程，针对故障现象作出准确的判断；其次要能够读懂机床使用企业提供的资料信息，包括参数、梯形图以及电气原理图等等；同时能够利用系统的状态显示功能监测刀架的运行状态，掌握常用检测仪器和工具的使用方法，结合刀架换刀机构动作状态确定故障点。知识引导 一.典型刀架分类 数控车床使用的是刀架是最简单的自动换刀装置，按照
3、结构形式划分，可以分为：排刀式刀架、转盘式架、转塔式刀架等等。按照驱动形式划分，有液压驱动和电机驱动两种。知识引导 目前，国内数控车床刀架以电动为主，分为转塔式和转盘式两种。转塔式刀架有四、六工位两种形式，主要用于简易数控车床；转盘式刀架有八、十等工位，可正、反方向旋转，就近选刀，用于全功能数控车床。另外转盘式刀架还有液压刀架和电机驱动刀架。电动刀架是数控车床重要的传统结构，合理地选配电动刀架，并正确实施控制，能够有效的提高劳动生产率，缩短生产准备时间，消除人为误差，提高加工精度与加工精度的一致性等等。知识引导 二.刀架换刀动作分析 数控车床刀架从CNC系统接收换刀指令到驱动电机动作，当换刀指
4、令发出后，刀架电机启动正转，通过平键套筒联轴器使蜗杆转动，从而带动蜗轮转动，蜗轮带动螺杆转动。刀架上刀体中安装有离合盘，内孔有内螺纹，与螺杆旋合。知识引导 当涡轮开始旋转时，刀架下刀体固定不动，蜗轮转动使上刀体抬起，当抬至一定距离后，上、下齿盘脱开，刀架开始转动。当转到程序指定的刀号时，刀架电机反转，上刀体逐渐下落，反靠销在弹簧力的作用下进入下齿盘中进行粗定位，当上、下齿盘黏合时候实现精确定位。知识引导 三.刀架PMC画面调用及功能分析 编辑界面输入换刀指令,数控系统对刀号进行编译并存入系统内部地址F26F29中。执行换刀指令，系统指令F7.3触发，当条件满足，刀架正转信号Y3.4导通。刀架正
5、转过程中，刀位信号X3.0、X3.1、X3.2、X3.3状态随之发生变化，同时当前刀号与指令刀号进行比较，当两者一致时刀架正转信号Y3.4断开，并伴随触发刀架反转信号Y3.0导通，刀架反转。PMC程序中设定反转时间或者刀架到位检测信号，当时间到或检测信号接收到，刀架反转停止。知识引导知识引导 四刀架电路分析 刀架电路可以简单的分为220V的主电路、24V的控制电路以及信号电路，以亚龙558数控车床试验台为例，其电路如图6-3-8至6-3-10所示。知识引导 由上述电路可以得出整个换刀的过程，Y2.4、Y2.5是PMC发出的信号，分别表示刀架正转信号以及刀架反转信号。若想要让刀架正转，首要PMC
6、发出刀架正转信号Y2.4，Y2.4控制的中间续电器KA4得电，KA4得电以后控制电路中的接触器KM1线圈得电，KM1线圈得电以后主电路里面的KM1的主触点闭合，从而刀架电机M3开始正转换刀。知识引导 若想要让刀架反转，首要PMC发出刀架正转信号Y2.5，Y2.5控制的中间续电器KA5得电，KA5得电以后控制电路中的接触器KM2线圈得电，KM2线圈得电以后主电路里面的KM2的主触点闭合，从而刀架电机M3开始反转。知识引导 五换刀功能PMC处理 PMC程序中调用功能指令有利于简化程序，实现系统内部的逻辑处理。要能读懂刀架PMC程序，功能指令的理解至关重要。1.刀位信号 一台四工位电动刀架T1、T2
7、、T3、T4刀位输入信号为X4.6、X4.7、X5.0、X5.1。刀架电机正转信号Y2.4，反转信号Y2.5。知识引导 进入PMC维修菜单界面，观察刀位信号变化状态。按系统SYSTEM键，多次按软键+直到出现梯形图界面。按软键【PMCMNT】,进入信号诊断页面，输入X4，按【搜索】键，进入刀位信号画面如图6-3-11所示。执行换刀指令，观察信号变化，完成表格6-3-2的填写。知识引导知识引导换刀指令X4.6 X4.7 X5.0 X5.1 信号状态T0101T0202T0303T0404知识引导 2.指令刀号与当前刀号比较分析 在PMC程序界面中调出COIN指令、刀架正转指令Y3.4以及相关逻辑
8、语句，观察R130.0信号变化。相关梯形图如图6-3-12所示。知识引导知识引导 如上图所示，功能指令COIN中，R0120为当前刀具数值，F26为指令刀具数值，如果两者一致，R130.0=1。利用R130.0信号的接通来解决出现相同刀号时后续程序无法执行的问题。3.刀架正转 刀架触发指令R134.1=1时，Y3.4导通，刀架电机正转，相关梯形图如图6-3-13所示。知识引导知识引导 4.刀架停止延时 当前刀位与指令到位一致时，刀架正转停止，触发信号R139.0=1.定时器指令执行，为下阶段刀架反转做好准备，相关梯形图如图6-3-14所示。知识引导知识引导 5.刀架反转 刀架正转停止延时时间到
9、，R135.0=1，触发刀架反转信号Y3.0=1.刀架反转。刀架反转的意义在于实现刀架的准确定位和锁紧功能，相关梯形图如图6-3-15所示。知识引导知识引导 6.刀架反转停止延时 刀架反转的过程中，上齿盘和下齿盘进行精定位，当反靠销进入啮合槽的瞬间，刀架定位结束，刀架反转停止，换刀过程结束，相关梯形图如图6-3-16所示。知识引导任务实施 一准备工作 1.设备：配置FANUC 0i 系统的CK6150数控车床或者具有相似功能的实验台。2.工具：万用表、螺丝刀、压线钳等工具。3.情境导入：数控车床发出换刀指令后刀架正传但一直无法找到刀位，直至产生报警刀架停止转动。4.任务确定：根据刀架正反转的原
10、理，结合CK6150电气原理图，完成刀架故障诊断与排除。任务实施 二实施步骤 1.确定检修范围 查阅CK6150机床电气原理图，找出刀架控制相关的原理图，如图6-3-17、6-3-18所示，分析刀架的工作原理。任务实施 2.PMC信号检查 刀架报警的排查首先从PMC程序开始，然后依次检查信号电路、控制电路、主电路，通过观察PMC信号的状态，判断故障的位置。具体步骤如下：任务实施（1）假设此时到位不在1号到位，选择MDI方式，输入“TO1O1;”,按下循环启动按钮，进入PMC维修菜单，输入Y3.0，按面板下方软键【搜索】，光标跳跃到Y3.0信号栏，观察Y3.0信号状态。Y3.0为1表示梯形图正常
11、，检查硬件故障；如为0，表示报警有可能由梯形图引起。任务实施（2）进入梯形图界面，查看PMC程序。输入Y3.0，按【W搜索】，光标自动移动到Y3.0线圈上，找出引起Y3.0信号断开的原因。根据以上操作步骤，查看信原因，并完成下表6-3-4填写。任务实施步 骤有故障的梯形图修改内容任务实施 3.刀架电路检修 刀架PMC信号检查完成后，如果PMC信号正常，系统还不能换刀，接下来就开始排查硬件故障。刀架电路故障主要分布在信号电路、控制电路、主电路3个部位。具体排查顺序如下：任务实施（1）检查刀架信号回路 假设此时到位在1号到位，选择MDI方式，输入“TO1O1;”,按下循环启动按钮，假定此时信号Y3
12、.0为1，但刀架仍然不正传，说明刀架电路有问题，首先检查信号电路。用万用表检查中间续电器KA3的线圈是否有电压，若有电压则表示刀架信号电路没问题，若没电压则检查KA3的线圈两端是否接触不良或者KA3是否损坏。任务实施（2）检查刀架控制回路 中间继电器KA3得电以后刀架仍然不正传，开始检查刀架控制回路，用万用表检查接触器KM3的线圈是否得电，若得电则表示控制回路正常，若没得电，用万用表检查KA3的常开触点是否闭合以及KM4的常闭触点是否正常，有可能是接触不良或损坏。如图6-3-19所示。任务实施（3）检查刀架主电路 若KM3得电以后，刀架仍然不正传，检查主电路，用万用表测量KM3的主触点是否接通，然后测量空气开关QF5是否接通。根据上述操作步骤，完成下表6-3-5填写。任务实施步 骤具体操作方法检测结果任务评价课后作业 1.叙述FANUC 0i 数控系统刀架转动的流程。2.在实训车间找到一台采用转盘式刀架的数控车床，查阅其有关刀架的PMC程序，并根据PMC程序来阐述换刀的流程。
