2.1试验对象
2.1.1盘式刀库换刀系统简介
刀库自动换刀系统是加工中心所普遍采用的一种高可靠性、高效率的换刀系统[52]。 根据刀库的抓刀方式，刀库一般可以分为：斗笠式刀库、链条式刀库、圆盘式刀库。
本故障预警系统所针对的研究对象为某集团有限责任公司生产的某型圆盘式刀库 自动换刀系统，如图2.1所示。
该系列盘式刀库采用减速电机带动分度机构实现刀盘的运转，选刀动作快速、平 稳。分度机构由圆柱凸轮与凸轮轴承组合而成，分度精度高，噪音小；刀库刀套采用 工程塑料abs制作，具有重量轻、运转平稳、冲击小等优点，因此在进行信号采集时 能将干扰降到低，有效地降低了故障误报率。上述减速电机在运转时带动副链轮、 副链条运转，通过副链条带动刀库外部带有接近传感器的轴转动，实现对刀盘运动的 精确控制。机械手的换刀动作由减速电机带动链条、链条带动滚子式蜗型弧面复合凸 轮来完成。
盘式刀库性能如表2.1所示:
表2.1某型圆盘式刀库性能参数
项目
性能参数
刀仓容量
24
刀盘电机
380v/50hz 纵置
机械手电机
380v/50hz 纵置
刀套间距
mm
88.7
刀具大长度
mm
300
刀具大重量
kg
8
满刀刀具大直径
mm
79
相邻空刀刀具大直径
mm
159
刀柄形式
bt40
刀臂回转半径
mm
310
换刀时间（刀一刀）
sec
1.8
气源压力
mpa
0.8
2.1.2盘式刀库换刀系统动作流程分析
盘式刀库换刀系统主要由三部分组成：1.由减速电机和分度机构带动转动的刀盘部 分；2.由减速电机和凸轮带动转动的机械手部分；3.完成倒刀和回刀动作的气缸部分。 如图2.2所示。
盘式刀库换刀系统动作主要由2个减速电机、1个三位五通电磁阀和5个接近传感 器控制完成。
盘式刀库换刀系统执行机构有3个：1.减速电机ml,用于控制刀盘的选刀；2.减 速电机m2,用于控制机械手的抓刀、换刀动作；3.气缸，用于换刀位置的倒刀和回刀， 由电磁阀yv1控制。
盘式刀库换刀系统有5个检测元件：1.刀盘定位接近开关sq1,用于识别刀套是否 到位；2.刀盘转动计数接近开关sq2,用于刀盘转动时刀套的计数作用；3.机械手原点 确认接近开关sq3,用于确认机械手是否处于原点位置；4.机械手扣刀确认接近开关 sq4,用于确认机械手是否正确扣刀；5.机械手马达停止接近开关sq5,用于确认机械 手减速电机m2是否停止;6.倒刀定位接近开关sq6,用于识别气缸倒刀动作是否到位；
7.回刀定位接近开关sq7,用于识别气缸回刀动作是否到位。
盘式刀库自动换刀系统工作时，上位工控机根据目标刀号控制减速电机ml按照 就近原则进行正转或者反转。刀盘每转一个刀位，计数接近开关sq2就会向plc传递 一次信号，当刀盘电机ml将目标刀具转动到换刀位置时，定位接近开关sq1检测到 刀具到达位置，并将信号反馈回plc。此时，刀盘减速电机ml停止转动，倒刀电磁 阀得电，气缸动作，刀套向下转动90°至垂直；当气缸推刀具至倒刀磁环开关位置时， 倒刀定位接近开关sq6得电并将信号反馈至plc，气缸停止动作；原点确认接近开关 sq3检测机械手处于原点位置，扣刀确认接近开关sq4检测机械手扣刀无误，机械手 减速电机m2开始动作，机械手转65°并抓住刀库与虚拟主轴处刀柄；机械手下降拔出 两把刀具，并旋转180°交换虚拟主轴刀具与刀库刀具位置；当机械手转到插刀位置时， 机械手上升，并将刀柄分别插入两个刀套中；机械手反转65°，此时回刀电磁阀接通， 气缸将换刀位置刀套推至水平位置。此过程中，回刀定位接近开关sq7得电并将信号 反馈至plc，机械手原点确认接近开关sq3检测到机械手回到预定位置，换刀完成。
本文采摘自“加工中心盘式刀库换刀系统的故障预法研究”，因为编辑困难导致有些函数、表格、图片、内容无法显示，有需要者可以在网络中查找相关文章！本文由伯特利数控整理发表文章均来自网络仅供学习参考，转载请注明！