数控车床刀塔原理及改造 【摘要】本文主要介绍电动刀塔的结构和液压刀塔的改造。MJ-460 数控刀 塔原采用的电动刀塔,发生故障后,严重影响生产,采用国产液压刀塔成功地实 现了进口意大利 DUPLOMATIC 电动刀塔的国产化改造, 而且早期引进的数控车 床刀塔大部分已经到达使用寿命,本次改造极大的提高了生产效率。 【关键词】刀塔;控制方式;可编程控制器 1.数控车床刀塔改造 MJ-460 数控刀塔原采用的电动刀塔故障后,严重影响生产的情况,尤其是 早期引进的数控车床刀塔大部分已经到达使用寿命,改造极大的提高了生产效 率。 1.1 液压刀塔的工作原理及控制方式 结合图 1.1 举例说明一个 8 工位液压刀塔的工作原理。例如由一号刀换到四 号刀。 电磁阀 A 通电, 刀盘松开。 确认刀盘锁紧信号 G 没有感应, (刀盘已松开) 电磁阀 B 通电液压马达带动刀盘开始旋转。开始刀位信号检测,当刀塔到达四 号刀时,通过软件进行奇偶校验检测正确,电磁阀 B 立即断电刀塔旋转停止。 电磁阀 A 断电刀盘锁紧,刀盘锁紧信号 G 得到,确认刀盘锁紧,换刀过程 结束[1]。 1.2 液压刀塔的控制方式 该液压刀塔的刀号识别: 三个接近开关的状态排列组合代表不同的刀号,根 据接近开关的状态确认当前的刀位。并通过相应电磁阀来执行控制的动作。 (如 表 1.2 是刀号与接近开关的对应关系表) 2.数控车床刀塔 PMC 控制程序编写 2.1 PMC 编写过程 (1)将数控机床的 PMC 程序,使用 CF 卡从数控机床的 ROM 中传出。 (2)将 PMC 中原来的刀塔控制部分删除,重新编写刀塔的控制程序。 (3)将编写好的程序重新传入机床,对机床进行调试。使之符合要求,完 成改造任务。 2.2 机床的 PMC 硬件 FANUC 0i-MA 数控系统的控制单元有内置的 I/O 卡,用于机床各检测元件 信号的采集和控制各种气、液压阀组件,指示灯等的动作。 在控制单元内置的 I/O 卡,其输入点的点数为 96 点,输出点点数为 64 点。 如输入输出数量未能满足要求时,就需要通过控制单元上的 I/O LINK 扩展 I/O 单元来满足使用的要求,并在编写 PMC 程序时,对各 I/O 设备的地址进行分配。 2.3 FANUC PMC 的接口 PMC 与控制伺服电动机和主轴电动机的系统部分,以及与机床侧辅助电气 部分的接口关系(如图 2.1 所示) 。 PMC 与普通的 PLC 的主要区别为:该装置全称为可编程机床控制器并且将 PMC 的信号分别处理后,与数控系统通信,从 PMC 送给数控系统的信号为 G 信号,从数控系统读取的信号为 F 信号,另外由于该机床未使用 I/O LINK,所 以机床侧输入到 PMC 信号从 X1000 开始,PMC 的输出信号从 Y1000 开始。 3.梯形图解读 图 3.1-3.4 为数控车床刀塔控制梯形图。 图 3.2 程序主要功能是将刀塔的各个接近开关的状态,以每个扫描周期为频 率将刀盘的刀号和其他状态以数据传送的形式传送至中间寄存器 R0105 中,这 段程序较好的应用了数据传送这个功能块,避免将刀塔每个 X 值以一条程序的 方式逐一编写,简化了程序的编写方式。 功能块中 8 个 1 是将 X1005 的每一位状态都传送至 R0105 中。 并且将 R0105 的状态相应的变化反应给中间寄存器 R570 中准备下一步工作。 图 3.3 程序表明当机床准备好后,将 R570 的前 4 位和第 7 位状态传送给中 间寄存器 R502 同时把 R570 传送给 R503。 图 3.4 程序主要应用的是译码功能块,当中间寄存器 R503 中的数据与译码 器中设定的值相等时译码输出,R200.1 为刀塔一号刀输出确认。 4.结论 刀塔是数控机床的重要组成部分,刀塔的改进使制造业效率提高。 本文以刀塔的组成及功能、PMC 程序等为理论基础,介绍和分析了如何针 对 MJ-460 数控刀塔的实际情况进行的改造。并将它们与实际应用灵活结合。介 绍了很多数控机床及刀塔的知识, 同时也侧面讲述了一些刀塔故障诊断与维修的 经验。 参考文献 [1]盛伯浩.机床的现状与发展[M].北京:机械工业出版社, 2005. [2]关颖.数控车床[M].沈阳:辽宁科学技术出版社,2005. [3]成大先.机械设计手册[M].北京:化学工业出版社,2004. [4]张平格.液压传动与控制[M].北京:治金工业出版社, 2004.