车床刀架

前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇车床刀架范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。

车床刀架范文第1篇

关键词：FANUC数控 PMC设计 刀架

一、FANUC数控系统PMC 的介绍

数控系统分为控制伺服电动机和主轴电机作各种进给切削动作的系统部分和控制机床辅助电气部分的 PMC。PMC 与 PLC 所需实现的功能是基本一样的。PLC 用于工厂一般通用设备的自动控制装置，而PMC 专用于数控机床辅助电气部分的自动控制，所以称为可编程序机床控制器，简称 PMC。

X 是来自机床侧的输入信号（如接近开关、极限开关、压力开关、操作按钮等输入信号元件，I/Olink 的地址是从 X0 开始的。PMC 接收从机床侧各装置反馈的输入信号，在控制程序中进行逻辑运算，作为机床动作的条件及对设备进行诊断的依据。Y 是由 PMC 输出到机床侧的信号。在 PMC 控制程序中，根据自动控制的要求，输出信号控制机床侧的电磁阀、接触器、信号灯动作，满足机床运行的需要。I/Olink 的地址是从 Y0 开始的F 是由控制伺服电机与主轴电机的系统部分侧输入到 PMC 信号，系统部分就是将伺服电机和主轴电机的状态，以及请求相关机床动作的信号（如移动中信号、位置检测信号、系统准备完成信号等），反馈到 PMC 中去进行逻辑运输，作为机床动作的条件及进行自诊断的依据，其地址从 F0 开始。G 是由 PMC 侧输出到系统部分的信号，对系统部分进行控制和信息反馈（如轴互锁信号、M 代码执行完毕信号等）其地址从 G0 开始。

二、刀架换刀原理

数控车床使用的回转刀架是最简单的自动换刀装置，有四工位和六工位刀架，回转刀架按其工作原理可分为机械螺母升降转位、十字槽转位等方式，其换刀过程一般为刀架抬起、刀架转位、刀架压紧并定位等几个步骤。回转刀架必须具有良好的强度和刚性，以承受粗加工的切削力。同时还要保证回转刀架在每次转位的重复定位精度。在 JOG 方式下，进行换刀，主要是通过机床控制面板上的手动换刀键来完成的，一般是在手动方式下，按下换刀键，刀位转入下一把刀。刀架在电气控制上，主要包含刀架电机正反转和霍尔传感器两部分，实现刀架正反转的是三相异步电机，通过电机的正反转来完成刀架的转位与锁紧；而刀位传感器一般是由霍尔传感器构成，四工位刀架就有四个霍尔传感器安装在一块圆盘上，但触发霍尔传感器的磁铁只有一个，也就是说，四个刀位信号始终有个为“1”或为“0”。

三、手动换刀的 PMC控制程序编制

车间内很多机床原来是不带手动换刀功能的，经过改造后程序如下：

1、刀架抬起，正转启动

此处加了一个R71.0的中间信号，因为在实际测试中发现，在下面的检测信号过程中，如果没有该延时信号，机床无法正常换刀。

2、刀号检索

3、刀架锁紧

4、复位

上述过程，由于大家都有了非常成熟的程序，在此不再赘述。

四、PMC状态表查看

发那科系统提供 PMC 状态查询， 我们可以按系统面板上的 【SYSTEM】 - 【PMC】-【信号】 ，搜索 X 查询现有地址的状态。正常状态下的刀架是有一位是低电平，三个为高电平，如果四位相同，那么就表示刀架信号异常，就会产生不能换刀的故障， 这时候， 就需要用检查发讯盘与线路了。 发那科提供的信号状态查询功能，可以很好的进行信号状态的查询，对判断故障原因提供很大的方便。这个功能是需要我们牢固掌握的。

五、结论

刀架故障是常见的数控车床故障，原因很多，也有是因为刀架电机正反转不良造成的，所以需要仔细掌握刀架与 PMC 的控制过程，发现故障原因。本文通过刀架手动换刀程序的编写是通过 PMC 状态表，查看刀位信号，从而判断故障原因，也可以通过万用表测试相关信号的电平来进行判断。

通过PMC程序可以控制数控机床自动运行，那么我们通过编写相应的指令与系统内部指令匹配，就可以查看其状态，对机床功能进行修改及相应编程，这样我们在进行机床排故时就可以事半功倍！

参考文献：

[1]赖思琪，黄恒《基于FANUC 0i系统的加工中心刀库控制》《机床与液压》2012年40期

[2]何彩颖，杨金鹏 《数控车床六方刀架换刀PMC编程设计》《新技术新工艺》2013年7期

车床刀架范文第2篇

关键词：数控车床 四方刀架 故障 维修

中图分类号：TG519 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）04（b）-0079-01

近年来，随着我国加工制造业的迅速发展，具有加工高速、高效、高精的数控机床也随着占踞了加工制造行业的重要地位，尤其是经济性数控机床成本低、高效率更是在小企业、学校等得到普遍应用。电动四工位四方刀架更是经济型数控机床的重要组成部分，作为一名学校车间的实训指导教师，我将这些年我在维修四方刀架上遇到的问题、故障排除及维修方法作一经验总结，希望能够对大家有所帮助，只是个人经验，如有不足之处还请同行指正。

1 四工位四方刀架的工作原理

首先我们要知道四工位四方电动刀架是通过“控制系统发出换到信号，控制继电器动作，既而刀架电机正转，通过蜗轮、蜗杆、螺杆将销盘上升到一定高度时，离合销带动销盘，销盘再带动上刀体转动，当上刀体转到所需刀位时，霍尔元件（发信盘）电路发出到位信号，从而电机反转，反靠销进入反靠槽，离合销从离合盘中爬出，刀架完成粗定位，同时销盘下降端齿啮合，完成精定位，刀架位置被锁紧”。从而保证了加工过程中，车刀始终能够保持正确的加工位置。知道工作原理后，我们就可以根据问题现象快速查找和排除问题。

2 故障分析和解决

2.1 现象为系统发出指令信号，刀架无旋转换刀动作，这时候我们可以从以下几个方面进行排查

（1）空开跳闸。

因为机床电路里有过载和过流保护装置，当过载或过流时，为了保护其它电器元件不受损坏，所以保护装置及时切断回路，导致不能正常换刀，将其恢复即可，当然有些机床使用自恢复保护装置则可忽略此问题。

（2）查看正转控制线路及交流接触器是否正常。

这里导致不能换刀的原因和空开跳闸原理是一样的，都是回路不通，但是这里需要查找的内容就相对比较多，一般我们以交流接触器为界线来查找回路。首先我们要“听声音法”进行判断，如系统发出信号，我们听到有交流接触器“啪”吸合的声音，则认为从系统到交流接触器段的线路无故障，反之则用万用表继续查找交流接触器到刀架电机的线路，直到找到断点及时维修。那么如果系统发出信号，我们没有听到任何声音，则说明电流没有到达交流接触器，这时候我们可以人工触动使交流接触器吸合，如果此时刀架开始旋转，则可证明接触器之后电路正常；如果刀架没有旋转，我们就可以利用“交换法”交换接触器，再来看现象，如果这时刀架开始旋转，我们可再从系统发出换刀信号，如果换刀正常，那就可以确定之前的交流接触器坏了，需要更换它；如果换刀还是不正常，则需要用表查找正转接触器的控制回路是否正常。现实中也有可能是两种或多种原因导致问题出现，这种现状查找和排除起来比较麻烦，需要我们维修人员多积累经验、多点细心和耐心。

（3）电机烧坏，可用手触摸感觉电机温度做出判断。

如果是刀架电机问题，则问题相对比较集中，方便我们快速排查。如果正在使用过程中出现鼓障，我们可及时用手试探触摸电机判断是否烧坏；否则我们需要用表测量来判断电机是否正常。如果车间有同类型设备，许多问题我们也可用“交换法”查找和排除故障。

（4）看现象也是快速查找故障的有效方法之一。

如果我们使系统发出信号看到刀架有微弱颤动或听到刀架内部有短暂的机械传动声音，但是刀架没有正常旋转换刀，则查看是否为刀架自身机械问题或电机相序接反（没有更改电源情况下一般不会出现相序接反问题，可从机械问题着手排查）。

（5）PLC没有正转信号输出，查看正转输出信号输出端是否正常，根据实际情况进行改输出点解决问题。

2.2 现象为系统发出换刀信号，刀架有正传，没有反转动作，持续正转数秒后报警随即旋停下来，我们可从以下几方面查找排除

（1）霍尔元件（也叫发信盘）坏，一般为换某个（或某几个）刀位时，不能正常换刀，刀架旋转几个刀位后，随即停下来。说明霍尔元件坏了，刀位到位的信号不能发出，所以系统检测不到刀位到位信号，认为没有找到刀位，所以一直旋转找刀位，直到超出预设的换刀时间为止，被迫发出“换刀超时”报警。这个故障比较常见，最好将此元件多备几个，以备不时之用。

（2）查看反转控制线路及交流接触器是否正常（方法同正转控制回路）。

（3）PLC没有反转信号输出，查看正转输出信号输出端是否正常，跟据实际情况进行改输出点解决问题。

2.3 现象为刀架有正转动作但不能正常锁死

（1）刀架底部可能有铁销之类的杂物影响刀架精定位，及时给予清除，平时要注意保持刀架周围清洁干净。

（2）刀架反转锁死时间设置很短，没有足够时间锁死刀架，可以在PLC控制中设置合适的锁死时间。

3 结语

多年在一线带数控实训中，刀架的问题最为常见，相信好多一线实训教师也遇到了例似的故障，甚至积累了更丰富的排故和维修经验。新的技术不断出现，新的故障也应然而生，一些小的故障去让厂家维修花费代价相对比较高，所以要求我们一线的实训指导教师不仅能够很好的使用机床，把专业技能传授给学生，而且还得具备一定的机床保养、维护和维修方面的能力。因此，在日常工作中，我们应该多留心机床小故障，多点细心和耐心的去排查和解决故障，多为自己积累一些维修经验，从而能够保障我们设备的正常运转。

车床刀架范文第3篇

关键词：数控车床，撞刀，解决方法

 

在数控车实训教学中，由于学生对机床的操作不熟练，在加工实训中有时不慎会使刀具或刀架撞到工件或卡盘上，轻者会撞坏刀具和被加工的零件，影响教学的正常进行，重者会造成人身事故。因此，在数控车实训教学过程中为了防止学生在实际操作时发生撞刀现象的发生，总结出以下几种常见的撞刀现象与解决方法。

一、常见数控车床加工的撞刀现象

（一）建立机床工件坐标系引起的撞刀现象

我校在数控车实训教学过程中，采用G54-G59指令结合试切法建立工件坐标系，一个学生在用试切法对刀时，采用MDI指令试切，采用指令G90 U-1.5 W-20.0 F0.06试切完成后，在建立工件坐标系坐标值X坐标忘记+输入-1.5，编好程序后试运行一切正常，就放心的加工，结果在加工中发生撞刀现象。

（二）、编程错误引起的撞刀现象

在实训加工中，由于学生对车床编程指令理解的不透彻，常常由于编程错误引起撞刀现象的出现。例如，有位学生在数控车床加工时，在加工锥面螺纹时，用G92指令编程，在第三次循环加工时，发生撞刀现象。螺纹刀尖崩坏，工件报废。论文写作，解决方法。停机检查程序，发现在G92指令第三刀X19.50写成19.05，背吃刀量过大，引起撞刀现象；

（三）工件装夹不当引起的撞刀现象

在一次实训中，在加工零件左侧部分时，由于零件可装夹长度只有15MM,装夹距离短，一位同学在装夹时，卡盘卡爪只有一个卡齿夹到工件表面，在用G92指令加工锥面螺纹时，由于径向力过大，发生撞刀现象。

（四）操作不当引起的撞刀现象

学生在数控车床操作时，在对刀过程中因为操作失误， 把Z向0.01误认为是0.1所以用手脉时控制走刀过快，导致撞刀刀尖碎裂。

二、防止数控车床加工中撞刀常见现象的三点解决方法

（一）、输入程序并校验

程序的输入与校验在数控车床加工操作中是一个重要的环节，它主要是把输入的加工程序用数字指令形式将加工过程中刀具的运行轨迹以最快的速度通过显示面板显示出来。然后观察零件加工图形是否正确是否有危险指令，因此在操作中应注意以下几个问题。

1、将刀架移动到安全位置，按下锁住机床和孔运行键进行空运行操作，主要观察运行轨迹是否正确，程序中的刀号与机床的刀号是否一致。

2、经校验后的程序如果没有出现危险指令和错误，也没有出现报警，校验出的图形也没有问题，线别急于加工，要再检查程序中的以下几个方面：

（1）、校验程序中是否有刀号；

程序中是否有刀号，这一问题往往被学生忽视。论文写作，解决方法。校验程序时没有刀号，程序照样加工运行，运行轨迹也正确。如果在实际加工中需要换刀加工而没有重新调用刀号时，此时加工时仍然使用前一把刀进行加工，就会出现撞刀。

（2）、换刀点是否安全；

换刀点一般选在机床参考点上，但为了节省加工时的辅助时间减少空程序可就近选取，要依照刀具探出的长度和加工零件的尺寸来定。换刀点确定之前，要首先确定上一刀尖所在位置，并合理利用G00指令移动刀架到达换刀点的过程中，防止撞刀。

（3）、G00指令、G01指令的使用是否正确；

G00指令：快速定位(G00或G0) 刀具以点位控制方式从当前所在位置快速移动到指令给出的目标位置。论文写作，解决方法。

G01指令：直线插补(G01或G1) 刀具以一定的进给速度从当前所在位置沿直线移动到指令给出的目标位置。

在程序校验过程中都是以最快的速度把加工轨迹表现出来，在校验中通过观察图形很难看出G00指令和G01指令的区别。如果在程序中刀具在工件表面上移动出现G00指令就必然会产生撞刀现象。论文写作，解决方法。

（4）、检查程序中是否存在移动指令与刀具指令同在一个程序中。

如G00 X42.0 Z3.0 T0101，因为在程序在执行时先执行移动指令后执行刀具指令或在移动中执行刀具指令。在这种情况下换刀，刀具与工件发生碰撞，正确的应该是分成两个程序段。

……

G00 X42.0 Z3.0 ;

T0101;

……

3、校验程序完毕后要回参考点，在校验程序时机床是锁住不动的，而刀具相对工件加工在模拟运行（绝对坐标和相对坐标在变化），这时的坐标与实际位置不符，需用返回参考点的方法，保证机械零点坐标与绝对和相对坐标一致。这一环节有时不注意在校验程序后没有发现问题就进行加工操作，会造成撞刀现象。

（二）试切法回工件坐标系原点校验

试切法对刀是实际中应用的最多的一种对刀方法。

工件和刀具装夹完毕，驱动主轴旋转，移动刀架至工件试切一段外圆。记下坐标系的X坐标再减直径（西门子系统减半径），以及刀尖在右端面的Z坐标，输入到坐标系的G54-G59当中。

例如：1#刀刀架在X为120.0车出的外圆直径为30.0，那么使用该把刀具切削时的程序原点X值为 120.0-30.0=90.0；刀架在Z为 100.0时接触工件右端面，分别将(90、100)存入到G54----G59里就可以成功建立出工件坐标系。论文写作，解决方法。

在对刀完成以后，校验工件坐标系是否正确，可以用MDI指令进行校验。

如：G54 G00 X100.0 Z100.0,使刀尖移动到距离当前工件坐标系的一个安全距离。论文写作，解决方法。在该指令执行完成后，可用手轮驱动刀架由快到慢移动到工件原点附近，观察坐标系值的变化情况，是否接近X0.0Z0.0。

（三）加工与运行

加工与运行是最后一个操作环节也是机床操作中的最后一道工序，虽然在前面采取了多项措施，但也不可以掉以轻心，因此在加工运行前要做好以下几个方面的工作：

1、光标必须要回到程序的开头，如果没有从程序开头加工容易出现撞刀现象；

2、当启动和程序结束的时候，要把倍率调低，在看清程序和刀具的位置后再给倍率，调试程序时快速进给要调到最慢档，最好手不离开进给保持，要养成先看后走的好习惯，这样会减少事故的发生；

3、在调试程序加工第一件工件时，一定要仔细检查程序，试加工时单段运行，随时控制进给率，随时看剩余行程，加工前应模拟运行一次，单段运行，再正式加工。看看有没有意外的刀具路径出现，一旦出错，迅速急停，特别是初学者，要注意急停按钮的应用。

参考文献：

【1】沈阳-机床：CAK3665使用说明书

【2】沈阳-机床：CAK3665操作编程说明书

【3】刘立群、陈文杰《数控编程与操作实训教程》清华大学出版社.2009

车床刀架范文第4篇

一、加工方法及刀具选择

梯形螺纹一般作传动用，精度高（图1）。在数控车床上加工梯形螺纹，可沿用普通车床的加工方法加工。进刀方式有斜进法、直进法和左右借刀法。粗车选用斜进法，精车选用直进法和左右借刀法来控制精度和两侧的表面粗糙度。粗车时，为了缩短加工时间，转速可选高些，将过多的余量尽快去除。精车时，转速可选较低些，尽量控制好精度和降低两侧的表面粗糙度值。车刀选择：粗车刀选硬质合金刀具，精车刀选高速钢刀具。设1号刀为基准刀（90°外圆车刀）、2号刀为高速钢切槽刀（刀宽4mm、右刀尖对刀）、3号刀为硬质合金梯形螺纹粗车刀（刀宽1.5mm、右刀尖对刀）、4号刀为高速钢梯形螺纹精车刀（刀宽1.7mm、右刀尖对刀）。

二、加工时选择的指令

梯形螺纹与三角螺纹相比，螺距及牙深都比较大，且精度高，两侧表面粗糙度值要求较小。由于梯形螺纹成型前，余量多，切削力大，对刀具的强度也有影响。普通车床加工梯形螺纹灵活性较高，而数控车床加工完全是由程序来控制加工。因此，在车削梯形螺纹时，需根据螺纹指令的特点，灵活运用。笔者所在学校的数控系统为广州数控GSK980TD系统。车削螺纹的指令有G32、G92和G76。G32、G92，进刀方式为直进法，两侧的刀刃同时参加切削，切削力大，排屑困难，适合车削螺距小于2mm的三角螺纹。G76进刀方式为斜进法，车削时，切削深度为递减式，刀具从尾座方向沿车床主轴方向单侧刃车削，刀具切削力较小，易排屑。一般适合大螺距螺纹加工。所以，梯形螺纹粗加工时，选择G76指令编程。精加工时，选择G92指令编程。

三、装夹方案

一是先加工左侧外圆尺寸φ300-0.025、φ380-0.025部分并倒角1×45°（两个）。

用三爪自定心卡盘夹毛坯外圆φ40，伸出长度50mm，校正夹紧。由于零件外圆部分由直线构成，故采用G71循环指令编程粗车，用G70循环指令编程精车。

二是调头，再加工右侧退刀槽及梯形螺纹。

用三爪自定心卡盘夹外圆φ300-0.025，校正夹紧。先控制好总长尺寸。采用G71循环指令编程粗车梯形螺纹外圆（留量0.3mm）。用G75循环指令粗加工退刀槽，用G01指令精加工退刀槽。用G76循环指令粗加工梯形螺纹Tr32×6-8h（螺纹两侧留量0.2mm、槽底留量0.3mm）。用G70循环指令编程精车梯形螺纹Tr32×6-8h外圆至尺寸要求。用G92循环指令编程精车梯形螺纹Tr32×6-8h的槽底及螺纹两侧，控制好中径尺寸。

采用重庆第二机床厂双速电机前置四工位刀架车床（广州数控GSK980TD系统），加工左侧的程序省略，加工右侧退刀槽及梯形螺纹加工程序如下：

O2233；（程序号）

N10 X100 Z100 M08；

N20 M3 S1 T0101；（底速挡 500r/min）

N30 G0 X42 Z3；

N40 G71 U2 R0.5；

N50 G71 P60 Q120 U0.3 W0 F150；

N60 G0 X24；

N70 G01 Z0；

N80 X31.8 Z-4；

N90 Z-50；

N100 X36；

N110 X38 W-1；

N120 X42；

N130 G0 X100 Z100 M05；

N140 M00；

…… （省略粗、精加工退刀槽程序）

N260 M3 S1 T0303；（底速挡 500r/min）

N270 G0 X34 Z5；

N280 G76 P030030 Q300 R0.05;

N290 G76 X25 Z-45 P3500 Q800 F6;

N300 G0 X100 Z100 M05;

N310 M00;

N320 M3 S2 T0101；（高速挡 1300r/min）

N330 G0 X42 Z3；

N340 G70 P60 Q120 F150；（精车精车梯形螺纹外圆）

N350 G0 X100 Z100 M05；

N360 M00；

四、换刀、换速加工梯形螺纹的操作技巧

用G76粗车完梯形螺纹后，G70精车梯形螺纹外圆。用G92指令精车梯形螺纹的槽底及两侧，一定会出现乱牙。较有效的解决办法，就是正确对刀。高速钢车刀精车梯形螺纹主要是控制精度及两侧表面粗糙度，选低速车削更容易控制两侧表面粗糙度。另外，低速车削螺纹时，卡盘旋转和车刀进给速度都很慢，可以用眼睛目测来观察车削时螺纹精车刀与粗车后牙型槽偏差多少。具体做法是：用G92指令编程精车梯形螺纹，程序如下：

N370 M3 S1 T0404；（底速档 50r/min）

N380 G0 X34 Z5；

N390 G92 X33 Z-45 F6；

N400 G0 X100 Z100 M05;

N410 M00

3号刀、4号刀加工螺纹前已对好刀，直径方向尺寸肯定正确，关键是换刀、换低速后轴向尺寸方向会出现偏差。编程时“G92 X33 Z-45 F6；”就是使4号刀刀尖不接触牙顶。按编辑程序使光标移到N370处，自动方式循环启动，观察螺纹精车刀与粗车后牙型槽偏移多少。往正方向还是负方向偏移，假如往负方向偏移，大约2mm（图2）。当程序运行到程序段N410时，车刀回到螺纹起刀点X34 Z5的位置，主轴停、程序暂停。此时，按录入方式刀补使光标移到004处，按W-2输入。再按编辑程序使光标移到N370处，自动方式循环启动，观察螺纹刀与粗车后牙型槽偏移多少（图3）。

程序段N390，改为G92 X30 Z-45 F6；按编辑程序使光标移到N370处，自动方式循环启动，观察螺纹刀与粗车后牙型槽偏移多少（图4）。按上述方法，逐步调整刀补和修改程序段N390运行车削，直至使车刀对准粗车后牙型槽底（图5）。最后，修改程序段N390为G92 X24.7 Z-45 F6；按普通车床精车梯形螺纹的方法，空刀几次修清牙底。程序如下：

N370 M3 S1 T0404；

N380 G0 X34 Z5；

N390 G92 X24.7 Z-45 F6；

N400 X24.7；

N410 X24.7；

N420 G0 X100 Z100 M05;

N430 M00

车床刀架范文第5篇

关键词：电动刀架 数字化改造

中图分类号：TG519.1 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2013）07-0102-02

一、数控机床刀架改造及方案

数控车床电动刀架是数控车床的重要功能部件，主要完成零件加工过程中的自动换刀。使机床在一次装夹中完成多工序的加工，有效的减少刀具多次装夹带来的加工误差，刀架用于夹持切削用的刀具，其结构直接影响机床的切削性能和切削效率。因此数控车床的刀架选择的好与坏、效率高与低将直接影响到产品的加工时间和质量，随着制造业的不断发展，对自动刀架的功能及性能要求也越来越高，原有的四工位刀架常常不能满足盘式零件加工要求。本篇主要介绍如何用卧式六工位电动刀架取代立式四工位刀架，以提高数控机床使用性能。

图 1-1 所示为数控车床自动回转刀架机电系统，其中包括控制元件、动力源、传动装置、刀架体与检测装置。PMC作为控制装置，通过程序控制电机的起停与正反转，电机作为动力源，通过传动装置控制上刀体的抬起、下降与转动，霍尔元件作为检测元件，检测上刀体是否到位，到位信号反馈给PMC，共同控制电机的运转。

下面从机械与电气两方面做一说明。

二、刀架选择及安装

1.刀架选择

数控刀架开始向快速换刀、电液组合驱动和伺服驱动方向发展。目前国内数控刀架以电动为主，分为立式和卧式两种。立式刀架有四、六工位两种形式，主要用于简易数控车床；卧式刀架有八、十、十二等工位，可正、反方向旋转，就近选刀，用于全功能数控车床。另外卧式刀架还有液动刀架和伺服驱动刀架。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。另外，加工工艺适应性和连续稳定的工作能力也明显提高：尤其是在加工几何形状较复杂的零件时，除了控制系统能提供相应的控制指令外，很重要的一点是数控车床需配备易于控制的自动回转刀架，以便一次装夹所需的各种刀具，灵活方便地完成各种几何形状的加工。

电动刀架已经形成了系列产品，国内许多厂家已有定型产品，如：立式四工位刀架、卧式六工位刀架、八工位刀架、十工位、十二工位刀架等，我们在改造时只需要根据产品加工的工艺要求，选用卧式六工位刀架，如下图（b）。

2.刀架安装

与原刀架高度及尺寸相近视，刀架电控系统与原刀架电控系统电平一致，机械参数可以参考同类机床进行类比，中心高不能过高，低了可以用垫板垫；安装尺寸也要合适，可以采用过渡件安装。

3.电气改造及调试

电气控制部分改造分两步，线路改造和刀架控制梯形图的编写。

3.1电气部分改造

电气部分，刀架电机主电路不变，原刀架四个刀位输入信号地址X2.1、X2.2、X2.3、X2.4中，前三个可作为六工位刀位信号使用，刀架的分度由刀架电动机后端的角度编码器进行检测和控制，信号是BCD码，X2.4可作为刀架加紧信号输入，需增加X2.6、X2.5两个输入点作为刀位选通信号及刀架电机过载保护输入端，系统其它电气控制部分不再改动，下图为改装后的原理接线图。

3.2刀架结构及动作分析

经济型数控车床刀架式在普通车床六方位刀架的基础上发展的一种自动换刀装置，其功能和普通六方位刀架一样：有6个刀位，能夹持六把不同功能的刀具，方刀架回转60°时，刀架交换一个刀位，但方刀架回转和刀位号的选择是由加工程序指令控制的。下面就以六工位刀架为例来说明其结构与原理，如下图3.2所示。

3.3刀位信号

3.4自动刀架控制涉及到的I/O信号

PLC输入信号： X2.1～X2.3：1～6号刀到位信号输入；X2.4：热继电器信号输入；

X2.5：行程到达信号输入； X2.6：角度编码器位置选通信号输入；

X2.7：电源空开信号输入； PLC输出信号： Y2.4：刀架正转继电器控制输出；

Y2.5：刀架反转继电器控制输出。

电动机的正反转由接触器KM6、KM7控制，刀架的松开和锁紧靠微动行程开关SQ1进行检测，地址为X2.5。刀架的分度由刀架电动机后端的角度编码器进行检测和控制，信号是BCD码，分别是X2.1、X2.2、X2.3。刀具位置选通脉冲信号为X2.6。电动刀塔过载保护输入信号为X2.4。选通信号X2.6为1时表示刀架已经旋转到某个刀位位置，这时的具体刀位号由X2.1、X2.2、X2.3来确定。

3.5电气设计要求

机床接收到换刀指令（程序的T码指令）后，刀架电动机正转进行松开并分度控制，分度过程中要有转位时间的检测，检测时间设定为10s，每次分度时间超过10s系统就发出分度故障报警。刀架分度并到位后，通过电动机反转进行锁紧和定位控制，为了防止反转时间过长导致电动机过热，要求电动机反转控制时间不得超过0.7s。电动机正反转控制过程中，还要求有正转停止延时时间控制和反转开始的延时时间控制。自动换刀指令执行后，要进行刀架锁紧到位信号的检测，只有检测到该信号，才能完成T代码功能。自动换刀过程中，要求有电动机过载、短路及温度过高保护，并有相应的报警信息显示。自动运行中，程序的T代码错误（T=0或T>7）时相应有报警信息显示。

3.6控制软件的设计

电动刀架控制系统软件执行过程为：换刀系统接收到换刀指令后，系统首先读取刀号存储单元中存储的当前刀位号码，并将该存储单元中的刀位号与换刀指令给出的刀位号比较，如果相同，则不需换刀，系统继续向下执行程序；如果当前刀位号码与换刀指令给出的刀位号不相同，则PMC的Y2.4脚输出高电平控制刀架电机正转，并不断检测刀位到位信号，当检测到刀位到位信号后，PMC的Y2.4脚输出低电平，停止刀架运转，同时在Y2.5脚输出高电平，电机反转，同时启动定时器（电机反转的时间必须严格控制，时间过短，刀架无法锁紧，时间过长，会导致电机过载而烧毁），延时时间一到， Y2.5脚输出低电平，电机停止旋转，完成换刀过程。

接下来就要完成FANUC系统PMC刀架控制梯形图的编制，根据刀架换刀流程及I/O分配地址，完成刀架控制梯形图的编写。

对一台特定的数控机床，只要能满足控制要求，对梯形图的结构、规模并没有硬性的规定，我们可以按思路和逻辑方案进行编程。但理想的梯形图程序除能满足机床的控制要求外，还应具有最少的步数、最短的处理时间和易于理解的逻辑关系。

3.7调试

3.7.1顺序程序的输入、调试