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2.1試驗對象

2.1.1盤式刀庫換刀系統(tǒng)簡介

刀庫自動換刀系統(tǒng)是加工中心所普遍采用的一種高可靠性、高效率的換刀系統(tǒng)^[52]。根據(jù)刀庫的抓刀方式，刀庫一般可以分為：斗笠式刀庫、鏈條式刀庫、圓盤式刀庫。

本故障預(yù)警系統(tǒng)所針對的研究對象為某集團有限責任公司生產(chǎn)的某型圓盤式刀庫自動換刀系統(tǒng)，如圖2.1所示。

該系列盤式刀庫采用減速電機帶動分度機構(gòu)實現(xiàn)刀盤的運轉(zhuǎn)，選刀動作快速、平穩(wěn)。分度機構(gòu)由圓柱凸輪與凸輪軸承組合而成，分度精度高，噪音小；刀庫刀套采用工程塑料ABS制作，具有重量輕、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、沖擊小等優(yōu)點，因此在進行信號采集時能將干擾降到最低，有效地降低了故障誤報率。上述減速電機在運轉(zhuǎn)時帶動副鏈輪、副鏈條運轉(zhuǎn)，通過副鏈條帶動刀庫外部帶有接近傳感器的軸轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)對刀盤運動的精確控制。機械手的換刀動作由減速電機帶動鏈條、鏈條帶動滾子式蝸型弧面復(fù)合凸輪來完成。

盤式刀庫性能如表2.1所示:

表2.1某型圓盤式刀庫性能參數(shù)

項目		性能參數(shù)
刀倉容量		24
刀盤電機		380V/50Hz 縱置
機械手電機		380V/50Hz 縱置
刀套間距	mm	88.7
刀具最大長度	mm	300
刀具最大重量	Kg	8
滿刀刀具最大直徑	mm	79
相鄰空刀刀具最大直徑	mm	159
刀柄形式		BT40
刀臂回轉(zhuǎn)半徑	mm	310
換刀時間（刀一刀）	sec	1.8
氣源壓力	MPa	0.8

2.1.2盤式刀庫換刀系統(tǒng)動作流程分析

盤式刀庫換刀系統(tǒng)主要由三部分組成：1.由減速電機和分度機構(gòu)帶動轉(zhuǎn)動的刀盤部分；2.由減速電機和凸輪帶動轉(zhuǎn)動的機械手部分；3.完成倒刀和回刀動作的氣缸部分。如圖2.2所示。

盤式刀庫換刀系統(tǒng)動作主要由2個減速電機、1個三位五通電磁閥和5個接近傳感器控制完成。

盤式刀庫換刀系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)有3個：1.減速電機Ml,用于控制刀盤的選刀；2.減速電機M2,用于控制機械手的抓刀、換刀動作；3.氣缸，用于換刀位置的倒刀和回刀，由電磁閥YV1控制。

盤式刀庫換刀系統(tǒng)有5個檢測元件_：1.刀盤定位接近開關(guān)SQ1,用于識別刀套是否到位；2.刀盤轉(zhuǎn)動計數(shù)接近開關(guān)SQ2,用于刀盤轉(zhuǎn)動時刀套的計數(shù)作用；3.機械手原點確認接近開關(guān)SQ3,用于確認機械手是否處于原點位置；4.機械手扣刀確認接近開關(guān) SQ4,用于確認機械手是否正確扣刀；5.機械手馬達停止接近開關(guān)SQ5,用于確認機械手減速電機M2是否停止;6.倒刀定位接近開關(guān)SQ6,用于識別氣缸倒刀動作是否到位；

7.回刀定位接近開關(guān)SQ7,用于識別氣缸回刀動作是否到位。

盤式刀庫自動換刀系統(tǒng)工作時，上位工控機根據(jù)目標刀號控制減速電機Ml按照就近原則進行正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)。刀盤每轉(zhuǎn)一個刀位，計數(shù)接近開關(guān)SQ2就會向PLC傳遞一次信號，當?shù)侗P電機Ml將目標刀具轉(zhuǎn)動到換刀位置時，定位接近開關(guān)SQ1檢測到刀具到達位置，并將信號反饋回PLC。此時，刀盤減速電機Ml停止轉(zhuǎn)動，倒刀電磁閥得電，氣缸動作，刀套向下轉(zhuǎn)動90°至垂直；當氣缸推刀具至倒刀磁環(huán)開關(guān)位置時，倒刀定位接近開關(guān)SQ6得電并將信號反饋至PLC，氣缸停止動作；原點確認接近開關(guān) SQ3檢測機械手處于原點位置，扣刀確認接近開關(guān)SQ4檢測機械手扣刀無誤，機械手減速電機M2開始動作，機械手轉(zhuǎn)65°并抓住刀庫與虛擬主軸處刀柄；機械手下降拔出兩把刀具，并旋轉(zhuǎn)180°交換虛擬主軸刀具與刀庫刀具位置；當機械手轉(zhuǎn)到插刀位置時，機械手上升，并將刀柄分別插入兩個刀套中；機械手反轉(zhuǎn)65°，此時回刀電磁閥接通，氣缸將換刀位置刀套推至水平位置。此過程中，回刀定位接近開關(guān)SQ7得電并將信號反饋至PLC，機械手原點確認接近開關(guān)SQ3檢測到機械手回到預(yù)定位置，換刀完成。

本文采摘自“加工中心盤式刀庫換刀系統(tǒng)的故障預(yù)警方法研究”，因為編輯困難導(dǎo)致有些函數(shù)、表格、圖片、內(nèi)容無法顯示，有需要者可以在網(wǎng)絡(luò)中查找相關(guān)文章！本文由伯特利數(shù)控整理發(fā)表文章均來自網(wǎng)絡(luò)僅供學(xué)習參考，轉(zhuǎn)載請注明！

標簽：加工中心立式加工中心數(shù)控加工中心 CNC加工中心刀庫

分類：加工中心

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