畢業(yè)設計（論文）數控車床四工位刀架電路的PLC控制設計

1、四川信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書（論文）第1章 機械結構1.1刀架總述數控刀架安裝在數控車床的滑板上。它上面可以裝夾多把刀具，在加工中實現自動換刀刀架的作用是裝夾車刀，孔加工刀具及螺紋刀具并能準確迅速的選擇刀具進行對工件的切削。刀架滑板由縱向（z軸）滑板和橫向（x軸）滑板組成，縱向滑板安裝在床身導軌上，可以沿床身縱向運動，橫向滑板安裝在縱向滑板上，能沿縱向滑板的導軌進行橫向運動，刀架滑板的作用是安裝在其上的刀架刀具在加工中實現縱向和橫向的進給運動。1.2換刀的機械原理按下換刀鍵或輸入換刀指令后，電機正轉，通過聯軸器，蝸桿帶動渦輪，螺紋帶動螺母刀架體松開并上抬，轉位、找刀刀架體的上方有一發(fā)信盤

2、，盤中每一到刀位都安裝一霍爾開關刀架體旋轉到一刀位時。該刀位的傳感器件向數控系統(tǒng)發(fā)出信號，數控系統(tǒng)將收到的實際刀位信號與指令刀位信號進行比較，當兩信號相同時，說明刀架體已旋轉到所選刀位，數控系統(tǒng)控制繼電器ka1釋放，繼電器ka2得電吸合，換刀電動機反轉，粗定位銷在在彈簧的作用下進入粗定位盤的凹槽中進行粗定位，由于粗定位槽的限制刀架體不能反轉只能在該位置垂直落下，刀架體和刀架底座的端面齒嚙合，實現精確定位，電動機做適當的延時。繼續(xù)反轉，當兩端面齒增加到一定夾緊力。刀架體被鎖緊時。電動機停止轉動，換刀結束。第2章 電動刀架的電氣控制2.1刀架拆卸順序a、使刀架處于松開狀態(tài)，拆下上蓋1，拆下發(fā)訊盤2

3、上的電線，然后拆下小鑼母3、發(fā)訊盤2、磁鋼座4。b、取出大螺母5內兩只m4螺釘，卸下大螺母5及止退圈6、平面軸承、離合盤7。c、取下上刀體11，拆下外端齒16、螺桿19、螺母18、離合削8、反靠銷10（注意外端齒16、螺母18相對于上刀體11的位置。d、拆下電機、聯接座12、端蓋22。e、從端改22端，向聯接座12端敲出蝸桿23以軸承。f、卸下中軸14，取出蝸輪15及平面軸承，卸下反靠盤17。2、裝配順序a、裝配時所有零件清洗上油，傳動部位上潤滑脂。b、按拆卸反順序裝配。c、刀架在嚙合狀態(tài)時，上刀體11與下刀體13應四面平行，反靠銷10應在反靠盤17槽中，離合銷8應在離合盤7平面上，大約離槽1

4、25度左右。d、用內六角扳手轉動蝸桿，使刀架端齒處于松開狀態(tài)，擰緊大螺母5，然后稍稍松開一點大螺母5，使大螺母5上的螺孔與止退圈6上的螺孔對準，裝上2m5防松螺釘，在轉動蝸桿使刀架鎖緊。e、使刀架鎖緊，調整磁鋼21與霍爾元件（發(fā)訊盤3中）的相對位置，使刀架處于要刀位置。圖6-1拆裝順序及結構圖2.2工作原理微機發(fā)出換刀信號，控制繼電器動作，電機正轉，通過蝸輪、蝸桿、螺桿將銷盤上升至一定高度時，離合銷進入離合盤槽，離合盤帶動離合銷，離合銷帶動銷盤，銷盤帶動上刀體轉位，當上刀體轉到所需刀位時，霍爾元件電路發(fā)出到位信號，電機反轉，反靠銷進入反靠盤槽，離合銷從離合盤槽中爬出，刀架完成粗定位。同時銷盤下

5、降端齒嚙合，完成精定位，刀架鎖緊。（15t）反轉時間到，繼電器動作，電機停止。（5/3t）延時績電器動作，切斷電源，電機停轉，并向微機發(fā)出回答信號，加工程序開始。2.3電動刀架的電氣控制電動刀架的電氣控制分強電和弱電兩部分，強電部分有三相電源驅動三相交流異步電動機正、反向旋轉，從而實現電動刀架的松開、轉位、鎖緊等動作；弱電部分主要由位置傳感器發(fā)訊盤構成。發(fā)訊盤采用霍爾傳感器發(fā)訊。根據數控系統(tǒng)的不同，發(fā)訊盤及相應控制也不相同，現分別說明：2.3.1 5/3t型換刀時，數控系統(tǒng)將相應刀位線（t1t4）接地，然后等待回答信號，刀架的松開、轉位、鎖緊動作均由控制箱完成。圖2-2電氣控制圖 引腳1234

6、56789101112131415功能t1t2t3t4t5t6到位電源線色黃橙藍白粉紅紫綠紅表6-1刀架信號接口（15芯孔式插頭）引腳1234功能peuvw線色黃綠黑黑黑表2-2刀架電機線接口（4芯針式航空插頭）2.3.2 15t型圖2-3刀架電機控制圖換刀時，數控系統(tǒng)將低電平有效的正轉信號送出，然后檢測相應刀位信號線（t1t4），當所要刀位信號線有效（低電平）后，撤消正轉信號，同時給出反轉信號，系統(tǒng)已設定反轉時間，反轉時間到，撤消反轉信號。該種方式我廠也配有控制箱，可代替交流接觸器，用戶可根據實際情況選用。引腳123456789101112131415功能t1t2t3t4t5t6地電源線色黃

7、橙藍白粉紅紫綠紅表2-3刀架信號線接口（15芯孔式插頭）引腳1234功能peuvw線色黃綠黑黑黑表2-4刀架電機線接口（4芯針式航空插頭）a、正位（鎖進）信號：有些立式刀架提供正位（鎖進）信號，由霍爾傳感器發(fā)訊，低電平有效。（ld4-0625刀架，正位信號由微動開關發(fā)信，低電平有效）該信號由一根灰色線在插頭（15芯孔式插頭）外單獨引出。b、霍爾發(fā)訊盤：采用開關型、單記性極性霍爾傳感器發(fā)訊。其輸出為npn型常開輸出，低電平有效，最大額定輸出電流25ma。使用電源為12v/24vdc。c、有的發(fā)訊盤設計有限流保護電路。如果發(fā)訊盤的輸出電流大于額定輸出電流則保護電路啟動，切斷所有刀位信號輸出電流（刀

8、架連轉）。此時需斷開發(fā)訊盤電源，排除電路故障，重新上電即能正常工作。因此刀架接線時應確認發(fā)訊盤的負載電流是否符合要求。例如不能用發(fā)訊盤直接帶繼電器等大負載器件，另外加上拉電阻時上拉電阻阻值不可太小。帶保護的發(fā)訊盤有12v和24vdc兩種規(guī)格，使用前應確認所使用發(fā)訊盤的電源規(guī)格。d、上拉電阻：有些cnc系統(tǒng)要求刀位輸入信號高電平有效，此時應加上拉電阻，上拉電阻阻值及功率不可太小，以免損壞發(fā)訊盤。建議在24v電源下使用1.5k2.2k，1/2w電阻；在12電源下使用6201500，1/2w電阻。第3章 數控車床刀架plc控制3.1過程分析以四工位自動刀架為例，刀架電機采用三相交流380v供電，正轉

9、是驅動刀架正向旋轉，各刀具按順序依次經過加工位置，刀架電機反轉時，刀架自動鎖死，保證刀具能夠承受切削力。每把刀具各有一個霍爾位置檢測開關。換刀動作由t指令或手動換刀按紐啟動，換刀過程如下：(a)刀架電機正轉；(b)檢測到所選刀位的有效信號，停止刀架電機，并延時（100s）；(c) 延時結束后刀架電機反轉鎖死刀架，并延時（500s）；(d) 延時結束后停止刀架電機，換刀完成。3.2安全互鎖(1)刀架電機長時間旋轉（如20s），而檢測不到刀位信號，則認為刀架出現故障，立即停止刀架電機，以防止將其損壞并報警提示；過熱報警時，停止換刀過程，并禁止自動加工；3.3程序設計3.3.1 車床刀架用t指令換刀

10、的c語言plc處理程序if(x2&ox80)=4 /若電機過熱（x2.7為0） *sys_ext_alm()|=4; /則顯示2號外部報警：刀架電機過熱mod_t_code(0)=-1; /強制t指令完成return; /從t指令處理程序返回到plc主程序 （以下簡稱“返回”）eles /否則 *sys_ext_alm()&=4; /清楚2號外部報警t_no=mod_t_code(0)/100; /由t指令獲得所要選的刀號 /列如t121，指選1號刀具，刀偏值取21號if(t_stage_dwellplcl_time); /若設定的換刀延時時間未完成 t_stage_dwell-=plcl_t

11、ime; /則延時時間減去本程序執(zhí)行周期的掃描時間 reture; /并且返回else /否則t_stage_dwell=0; /清零為下次延時準備 /進入switch結果，執(zhí)行換刀順序的下一步switch(t_stage) /讀取換刀順序標記case 0: /換刀第0步 y0|=ox40; /輸出y0.6步，刀架正轉 break; /退出switch結構（以下簡稱“退出”）case 1: /換刀第1步if(x3&oxf)!=(18 000) /若超過8s沒有找到目標刀位*sys_ext_alm()|=8; /則顯示3號外部報警：換刀超時y0&= ox40; /停止電機mod_t_code(0

12、)=-1; /t指令強制完成break; /退出else *sys_ext_alm()&=8; /否則清楚3號外部報警break; /退出y0&=ox40; /否則，表示以到達所選刀位，y0.置零，停止刀架正轉t_stage_dwell=100; /設定停止延時=100msbreak; /退出case 2; /換刀第2步y(tǒng)0|=ox80; /y0.7置1，刀電機反轉鎖死刀架t_stage_dwell=500; /反轉時間為500msbreak; / 退出case 3; /換刀第3步y(tǒng)0&=ox80; /y0.7置0，刀架電機停止旋轉mod_t_code(0)=-1; /置t指令完成標記brea

13、k; /退出t_stage+; /換刀順序標記加1 /若順利，下面的程序掃描周期中 /待延時時間完成后自動進入換刀順序過程的下一步3.4刀架控制邏輯3.4.1控制邏輯刀架控制邏輯見表2-1分類條件結果執(zhí)行t代碼 自動方式下零件加工成功程序中t代碼與實際刀位不符時刀架正轉信號有效，信號一直保持到實際刀位與編程中t代碼一致，然后刀架反轉信號自動生效。反轉信號的保持時間由機床參數設定連續(xù)換刀 手動方式下按下換刀鍵，直至刀架轉到所需位置 刀架正轉信號有效，直至換刀鍵松開，然后刀架反轉信號自動生效。反轉信號的保持時間由機床設定點動換刀手動方式下短促按下手動換刀鍵刀架正轉信號有效，直至刀架轉過一個刀位，然

14、后刀架反轉信號自動生效表2-13.4.2信號地址、名稱和意義刀架控制的有關信號地址、名稱和意義見表2-2輸入信號類型地址及名稱意義i/oplc信號i0.0、i0.1、i0.2、i0.3刀位反饋信號刀架在t1位時i0.0為onnckplc信號v25002000.0、v25002000.1、v25002000.2、v25002000.3零件程序中的t1、t2、t3、t4讀入編程指令t1,則v25002000.0為onv31000000.2有效運動方式“手動”off時為自動方式mcpplc信號v1000000.3換刀鍵（k4）按下k4，v1000000.3為on輸出信號類型地址及名稱意義plci/o

15、信號q0.4、q0.5刀架正反轉輸出刀架正反轉信號plcmcpv11000000.3刀架運動狀態(tài)顯示刀架正反轉時，led4亮表2-23.4.2自動換刀系統(tǒng)1.自動換到系統(tǒng)i/o口定義（1）輸入i口i0.0、i0.1、i0.2、i0.3:刀位檢測信號；i0.4:鎖緊到位檢測信號；i2.1：機床面板上的手動換刀鍵；i2.2：零件程序中的t指令正轉信號；i2.3：零件程序中的t指令反轉信號。（2）輸出o口q0.4：刀架正轉；q0.5:刀架反轉；q0.6:換刀故障指示燈。2.自動換刀系統(tǒng)自動控制圖2-1刀架電路外部連接圖（1） 自動換刀系統(tǒng)工作原理手動方式下，當短促或長時間按手動換刀鍵sb1后，網絡1

16、單元i2.1為1，使輔助輸出m1.1閉合，并由其自身的常開自鎖，同時控制網絡5中的q0.4接通中間繼電器ka1線圈，刀架正轉到與其相鄰的一個工位或刀架正轉一直保持按鍵松開。由網絡2中的工位檢測判斷其有無旋轉到該工位上，分別由i0.0、i0.1、i0.2、i0.3、i0.4五個工位位置輸入信號檢測控制輔助繼電器m0.1，當到達該工位后，m0.1閉合，從而斷開網絡1中的m1.1,使網絡5中的q0.4斷開，刀架停轉。自動方式下、網絡3中當零件加工程序t正轉信號i2.2接通后，使輔助繼電器m1.2閉合，并由其自身的常開自鎖，同時控制網絡5中的q0.4接通中間繼電器ka1線圈，刀架正轉一直保持到刀位與編

17、碼t相等。由網絡2中的工位檢測判斷其有無旋轉到該工位上，分別由i0.0、i0.1、i0.2、i0.3、i0.4五個工位位置輸入信號檢測控制輔助繼電器m0.1，當到達該工位后，m0.1閉合，從而斷開網絡1中的m1.1,使網絡5中的q0.4斷開，刀架停轉；反轉同理，在網絡4中，當閉合m1.3并由其自身常開自鎖，同時控制網絡6中的q0.5接通中間繼電器ka2線圈，刀架反轉一直保持到刀位與編碼t相等。由網絡2中的工位檢測判斷其有無旋轉到該工位上，分別由i0.0、i0.1、i0.2、i0.3、i0.4五個工位位置輸入信號檢測控制輔助繼電器m0.1，當到達該工位后，m0.1閉合，從而斷開網絡1中的m1.1

18、使網絡6中的q0.5斷開，刀架停轉。圖2-2（2） 自動換刀系統(tǒng)出現故障時監(jiān)控 在網絡7中，由t37設定值控制刀架轉動時間，若長時間刀架轉不到位，則使輸出q0.6閉合控制hl2閃爍報警。第4章 數控機床的開機調試機床的各個部分安裝就緒后應做好一下工作一、在手動方式下調試x軸z軸方向上的進給與后退二、在手動方式下完成機床的回零三、在手動與指令輸入的方式下。調試主軸的正反轉與無級調速四、在手動與指令輸入方式完成道具的自動換刀經濟型數控車床一般都配有四工位自動回轉刀架，它是根據微機數控系統(tǒng)改造傳統(tǒng)機床設備的需要，同時兼顧刀架在機床上能夠獨立控制的需要而設計的?，F有自動回轉刀架，其結構主要有插銷式和端

19、齒盤式。由于刀架生產廠家無統(tǒng)一標準，因此，其結構、尺寸各異。而無論是哪一類刀架，要使其正常工作，均涉及到機械、電氣、控制系統(tǒng)等多方面的穩(wěn)定、可靠工作。一旦出現某種故障現象，則可能是機械原因，也可能是電氣、控制系統(tǒng)方面的原因。因此，應根據不同故障類型，找準原因，準確迅速確定故障點，方能及時排除故障。現以目前使用較多的端齒盤式四工位自動刀架可能出現的各種故障現象加以分析，確定其排除方法。其它類型的刀架，雖其結構、尺寸、元器件類型號各有差異，但故障原因大多雷同，也可參照此法加以排除。4.1刀架不能啟動4.1.1機械方面的原因 刀架預緊力過大。當用六角扳手插入蝸桿端部旋轉時不易轉動，而用力時，可以轉動

20、，但下次夾緊后刀架仍不能啟動。此種現象出現，可確定刀架不能啟動的原因是預緊力過大，可通過調小刀架電機夾緊電流排除之。 刀架內部機械卡死。當從蝸桿端部轉動蝸桿時，順時針方向轉不動，其原因是機械卡死。首先，檢查夾緊裝置反靠定位銷是否在反靠棘輪槽內，若在，則需將反靠棘輪與螺桿連接銷孔回轉一個角度重新打孔連接；其次，檢查主軸螺母是否鎖死，如螺母鎖死，應重新調整；再次，由于潤滑不良造成旋轉件研死，此時，應拆開，觀察實際情況，加以潤滑處理。4.1.2電器方面的原因 電源不通、電機不轉。檢查溶芯是否完好、電源開關是否良好接通、開關位置是否正確。當用萬用表測量電容時，電壓值是否在規(guī)定范圍內，可通過更換保險、調

21、整開關位置、使接通部位接觸良好等相應措施來排除。除此以外，電源不通的原因還可考慮刀架至控制器斷線、刀架內部斷線、電刷式霍爾元件位置變化導致不能正常通斷等情況。 電源通，電機反轉，可確定為電機相序接反。通過檢查線路，變換相序排除之。 手動換刀正常、機控不換刀，應重點檢查微機與刀架控制器引線、微機i/o接口及刀架到位回答信號。4.2刀架連續(xù)運轉、到位不停由于刀架能夠連續(xù)運轉，所以，機械方面出現故障的可能性較小，主要從電氣方面檢查：檢查刀架到位信號是否發(fā)出，若沒有到位信號，則是發(fā)訊盤故障?？蓹z查：發(fā)訊盤彈性觸頭是否磨壞、發(fā)訊盤地線是否斷路或接觸不良或漏接。此時需要更換彈性片觸頭或重修，針對其線路中的

22、繼電器接觸情況、到位開關接觸情況、線路連接情況相應地進行線路故障排除。當僅出現某號刀不能定位時，則是由于該號刀位線斷路所至。 4.3刀架越位過沖或轉不到位刀架越位過沖故障的機械原因可能性較大。主要是后靠裝置不起征作用。首先檢查后靠定位銷是否靈活，彈簧是否疲勞。此時應修復定位銷使其靈活或更換彈簧。其次，檢查后靠棘輪與蝸桿連接是否斷開，若斷開，需更換連接銷。若仍出現過沖現象，則可能是由于刀具太長過重，應更換彈性模量稍大的定位銷彈簧。出現刀架運轉不到位(有時中途位置突然停留)，主要是由于發(fā)訊盤觸點與彈性片觸點錯位，即刀位信號膠木盤位置固定偏移所至。此時，應重新調整發(fā)訊盤與彈性片觸頭位置并固定牢靠。若

23、仍不能排除故障，則可能是發(fā)訊盤夾緊螺母松動，造成位置移動。 4.4刀架不能正常夾緊出現該故障時，首先檢查夾緊開關位置是否固定不當，并調整至正常位置；其次，用萬用表檢查其相應線路繼電器是否能正常工作，觸點接觸是否可靠。若仍不能排除，則應考慮刀架內部機械配合是否松動。有時會出現由于內齒盤上有碎屑造成夾緊不牢而使定位不準，此時，應調整其機械裝配并清潔內齒盤。 第5章 故障現象分析5.1常見的故障1. 按下啟動按鈕機床未動作分析：用萬用表測量后發(fā)現伺服啟動按鈕的常開與常閉按鈕接錯解決的辦法，按正確的接線結好即可2. 急停報警分析：產生此故障由兩個：一x6接口未接好。二x6上的15、16管腳上的急停沒有

24、和機床面板上的急停按鈕相連，解決的辦法，x6上的15、16腳外接急停鍵信號，開路表示“急停狀態(tài)”常態(tài)時與0v接通。例如15、16腳短接3. 按下主軸按鈕主軸運行正常但繼電器指示燈不亮分析：指示燈未一發(fā)光二極管由正負，解決的辦法倒一下繼電器線圈的兩根線即可。類似故障解決的辦法也一樣。4. 去掉電動刀架后主軸正反轉不能輸出，現象： ka3、ka4不吸合燈不亮分析：不能和l1、m1構成回路解決的辦法找到x4 接口上的2號管腳和10號管腳把系統(tǒng)的24v和開關電源上的24v連上能實現系統(tǒng)對主軸電機的控制。5. 進給軸報警。解決的辦法，選擇手動工作方式按與限位方向的手動進給鍵即可推出行程限位6. 驅動器報

25、警，在屏幕右上角提示z軸驅動器報警：程序停止運行并關閉所有輸出信號解決的辦法檢查驅動器即排除故障重新上電5.2刀架使用的注意事項a、刀架電機采用三相380v特殊刀架電機，刀架連續(xù)運行時，每分鐘換刀次數不得超過6次，否則會燒壞電機。該刀架反轉鎖緊時間為1.21.3秒。反轉鎖緊時間設置過長會使電機溫升過高而損壞電機。反轉鎖緊時間設置過短會使刀架不能充分鎖緊。在每臺刀架的合格證上都注明了該刀架的準確鎖緊時間。故障現象可能原因排除方法1、電機起不動或上刀體不轉動1）電機三相電源線相序接反2）電源電壓偏低1）立即切斷電源，調整電機相序。2）電源電壓正常后在使用。2、上刀體連轉不?；虻杜_在某刀位不停1）發(fā)

26、訊盤電源故障2）發(fā)訊盤某刀位信號線接觸不良3）某霍爾元件斷路或短路4）磁鋼磁極裝反5）磁與霍爾元件高度位置不準6）某霍爾元件與磁鋼無信號去掉上罩殼，檢查發(fā)訊盤接線是否有短路或開路現象；發(fā)訊盤電源電壓是否正常；檢查機床相關接線是否良好；調整磁鋼磁極方向；調整磁鋼與霍爾元件位置；更換霍爾元件。3、刀架鎖不緊1）刀架電機反轉時間不夠2）刀架電機正發(fā)轉接觸器的接線接觸不良3）用刀架鎖緊信號關斷電機反轉接觸器重設刀架反轉鎖緊時間；檢查機床相關控制程序是否正確；不能用刀架鎖緊信號控制反轉接觸器4、刀臺換刀位時不到位或過沖太大1）磁鋼在圓周方向相對霍爾元件太前或太后2）機床動作控制程序中，在刀架電機正轉停止

27、和反轉開始之間，插入較長延時。調整磁鋼在圓周方向相對于霍爾元件的位置；修改程序，刪除在刀架電機正轉停止和刀架電機反轉開始之間的延時。5、工件的加工表面出現波紋1）刀架沒有充分鎖緊2）車刀固定不牢固或刀桿太細適當延長鎖緊時間。（合格證上注明了該刀架的準確鎖緊時間）表5-5常見故障及排除方法數控回轉刀架是數控車床重要部件之一，它在一定程度上標志著數控車床的技術水平，并且與加工精 度和生產效率密切相關。因此，國內外都在不斷地提高數控回轉刀架的重復定位精度和轉位速度， 以適應高質量、高效率生產的要求。目前具有世界先進水平的數控車床，其轉位速度已達到1s以 內，重復定位精度可保證小于0.002mm。數控

28、車床回轉刀架按結構分有轉塔型和轉塔刀庫 型兩種。目前轉塔型的較多，轉塔上一般有412個工位，水平式轉軸占絕大多數?，F在采用較 多的數控回轉刀架有：德國的sauter（肖特）、意大利的du-plomatuc（杜普洛 馬蒂克）和baruffaldi（巴魯法迪）等，它們都有自己的系列型式、規(guī)格和專利。下面 僅介紹德國的肖特公司的數控回轉刀架。其結構見附圖。刀架的分度過程是以普通三相交流電動機 驅動，通過三級行星齒輪降速，借助電動機正反轉來完成轉塔刀架的松開、升起、轉位、落下和夾緊肖特刀架結構圖1.刀盤體 2.緩沖橡膠塊 3.緩沖盤（粗定位盤）4.殼體5.下端齒盤 6.固定端齒盤 7.連接銷釘 8.上

29、端齒盤（下部離合器） 9.上部離合器 10.碟形彈簧11.一級壓緊環(huán) 12.開關傳動齒輪 13.軸齒輪 14.升起圓柱形彈簧 15.電機 16.粗定位盤 3.上的定位孔 17.預分度銷釘 18.預插銷連桿固定動作。主要動作順序是：回轉刀架被鎖緊在某 一原位上時，驅動電動機與電磁鐵均處于斷電狀態(tài)。離合器9和8處于鎖緊狀態(tài)。當電動機15正 轉時，行星輪機構的最后一級驅動壓緊環(huán)11和齒形離合器上部9一起旋轉，約轉20角，上部離合器9的凸起部分落入下部離合器8的凹槽部分。在圓柱形彈簧14的作用下使下部離合器8升 起而脫開雙層端齒盤5（與刀盤1連接）和固定于殼體4上的固定端齒盤6，完成刀架的升起動作 。

30、由于采用雙層端齒盤結構，使刀盤體1無軸向運動。當齒形離合器9繼續(xù)旋轉時，離合器9帶動 離合器8一起旋轉，而離合器8可通過圓周上的三個銷釘7使已脫開的下層端齒盤5旋轉，帶動刀 盤體1轉動，實現分度動作。在刀架分度到預定位置時，由件5的內齒輪經軸齒輪13，帶動8421位置編碼器發(fā)出指令給電磁鐵s1，使兩個預分度銷釘17迅速插入緩沖盤3的定位孔16中 ，行程約為5。在銷釘17的插入過程中，約1/2行程時，其連桿18作用無觸點開關b7 （注：由于在同一圓周上設計有2套預分度銷釘17，所以s1和b7也各有2件），斷開三相電 動機15的正向旋轉，并隨即進入反向旋轉。即結束了刀架的分度動作而轉入端齒盤的嚙合

31、與夾緊 動作。當電動機15反轉時，由于銷釘17已經插入刀盤體1，則件8、5均不能轉動，這就迫使 離合器8、9借助單向斜齒面使已處于升起位置的上端齒盤8被壓下，壓合在下端齒盤5上，并使 均布在件11和件9之間的碟形彈簧10產生大于20kn的鎖緊力作用于三件齒盤8、5和6之 間。由于電動機15反轉帶著壓緊環(huán)11反轉，位于其上的感應片作用無觸點開關b5而使電動機 停止轉動，至此完成全部分度動作過程。這種回轉刀架結構的優(yōu)點是：（1）采用行星傳動機構，結構緊湊傳動軸均為同一方向，沒有象蝸輪副降速機構的交叉軸設計，易于一體化布置。例如：在肖 特回轉刀架的設計中，把動力電動機標準外殼去掉，只保留電動機的轉子

32、和定子與行星機構形成機 電一體化的整體，推入回轉刀架殼體4之中，使整個刀架外形設計緊湊美觀，拆卸方便?？墒?，電 動機散熱不夠好。（2）行星機構傳動效率高據有關資料介紹這種行星機構的傳動效率在0.970.99之間，大大高于蝸輪副降速裝置（蝸輪副約為0.50.6）。故采用這種機構有助 于動力電動機功率的減小。（3）松開和夾緊動作快由于采用牙嵌式齒形離合器升起和夾緊機構， 空行程轉角小，只有20，比baruffaldi螺旋升降方式結構的效率高，且自鎖功能可 靠。（4）采用緩沖裝置，吸收了慣性沖擊在預分度銷釘17插入粗定位盤（緩沖盤）3時，緩沖 裝置起作用。即位于刀盤體1中的緩沖盤3的外圓周上為多齒形

33、結構，在件1的內周槽內有對應的 凹槽，其兩側各裝有一個緩沖橡膠塊2。這個具有彈性阻尼的橡膠塊2可以吸收由于銷釘17硬性 插入時而引起的慣性沖擊，并迫使刀盤體1立即停止而不會越位。（5）由于采用雙層（復合式） 定位端齒盤結構，對齒盤的脫開與嚙合動作均在刀架殼體內部進行，因而回轉刀架的轉位主軸或是 工作臺面在分度時均無伸縮動作，這樣就易于保證分度精度，又便于回轉刀架的密封。幾種回轉刀 架在升起與降下和分位時間的比較如下表。廠家升降方式螺紋導程（mm）以完成4mm距離時所 要轉過的工作角（）所需升起與夾緊（降下）時間（）刀架轉1/4位時，所需分位時間分 位（）大連機床廠螺紋20360204=7221

34、.03.25巴魯法迪螺紋25360254=5220.722.69肖特離合器2020.28x1.81一個回轉刀架的分位 時間分位升起分度降下如果刀架都是以相同的轉位速度分度時，則式中的分度是 相同的。因而一個回轉刀架分位時間的長短就取決于升起和降下時間了。由表中可知：所升起 的行程和所轉過的工作角度越小，則所需分位時間就越短。在螺紋升降方式中，加大螺紋導程會縮 短升起和降下時間，但不要忽略螺紋在夾緊時所承受的自鎖功能。由于作為刀架驅動動力源的普通 交流電動機，有特性硬的缺點，近來也有些廠家采用液壓馬達作為驅動動力源的回轉刀架。液壓馬 達具有轉速低，速度可控的優(yōu)點。如美國辛辛那提公司的cintur

35、n系列數控車床用的回轉刀 架就是這種結構型式。還有的廠家使用了帶有動力刀具的回轉刀架，多為采用了伺服直流電動機作為驅動動力源一種數控回轉刀架的結構與性能, 回轉刀架 , 行星傳動,分度結構,性能都是以相同的轉位速度分度時，則式中的分度是相同的。因而一個 回轉刀架分位時間的長短就取決于升起和降下時間了。由表中可知：所升起的行程和所轉過的 工作角度越小，則所需分位時間就越短。在螺紋升降方式中，加大螺紋導程會縮短升起和降下時間 ，但不要忽略螺紋在夾緊時所承受的自鎖功能。由于作為刀架驅動動力源的普通交流電動機，有特 性硬的缺點，近來也有些廠家采用液壓馬達作為驅動動力源的回轉刀架。液壓馬達具有轉速低，速

36、 度可控的優(yōu)點。如美國辛辛那提公司的cinturn系列數控車床用的回轉刀架就是這種結構型式。還有的廠家使用了帶有動力刀具的回轉刀架，多為采用了伺服直流電動機作為驅動動力源一種數控回轉刀架的結構與性能。數控車床利用cnc技術對頭架、尾各軸進給進行自動控制，達到對零件快捷。優(yōu)質的加工，其刀架 作為最終加工的執(zhí)持者，亦是數控車床的核動部件。數控車床九架無論是采用蝸輪、蝸桿進行分 度，還是馬氏機構進行分度，或者采用行星齒輪系進行分度，作為高度機、電一體化部件，對其維 修無論從機械角度，或者電氣角度都有很大局限性，只有機、電一體化綜合考慮，才能收到事半功 倍的效果，這里就意大利公司產品進行介紹：一、主要

37、結構和工作原理本刀架采用瑞齒 盤作為分度和定位元件，由電機驅動，通過一對齒輪和一套行星輪系進行分度傳動。工作程序為： 當主機控制系統(tǒng)向刀架出轉位信號后，電機上的制動器松開，電源接通使電機開始工作，通過輪o i、11帶動行星輪明旋轉。這時小齒輪10為定齒輪，由于同與行星輪02嚙合的齒輪ic和陰 齒數不同，行星輪oz帶動空套齒輪明旋轉，空套齒輪端齒帶動滾輪架03轉盤過一個預置角度， 使后的端面凸輪松開，端齒盤向后移動脫開端齒咽合，滾輪架明受到端齒盤后端面鍵槽的限制停止 轉動這時空套齒輪明成為定齒輪，則行星齒輪oz通過小齒輪io帶動主軸os旋轉，實現轉位分 度，當主軸轉到預選位置時，角度編碼器12發(fā)出信號，電磁鐵os向下將插銷07壓人主軸os 凹槽中，主軸os停止轉動，預計度傳感器o