数控机床刀架由什么组成

⑴ 数控车床刀架工作原理

数控车床刀架工作原理是在加工的过程中，当端面齿盘上的定位销拔出后，切削力过大或撞刀时，刀盘会产生微量转动，圆光栅将传动转换成脉冲信号送给数控系统，正常时用于刀盘上刀具刀位的计数；撞刀时用于产生刀架报警信号。刀盘的转动可根据最近找刀原则实现正反向转动，以达到快速找力的目的。

它属于四工位刀架，由电动机、蜗轮和蜗杆结构、丝杠和螺母结构、霍尔元件定位系统等组成，正转时，电动机通过涡轮和蜗杆结构将驱动传给丝杠，螺母和转动的刀架是键槽联结，即螺母和转动的刀架只能做相对上下滑动，而不能相对转动。

而螺母与电机底座是通过齿面啮合形成定位机构，在这对啮合齿脱开之前，螺母是不能转动的，也就是转动的刀架也是不能转动，刚刚开始，由于丝杠的顺时针旋转，螺母相对于转动的刀架向上移动。

当啮合齿脱开后，通过销钉和止推槽的作用，使得丝杠转动→螺母转动一刀架转动→进行换刀，到指定的工位时，通过霍尔元件定位系统将到位信号传递给数控装置系统，从而停止转动，通过霍尔元件定位系统和辅助定位销钉进行位置的定位。

数控装置控制刀架换刀电动机进行一定延时的反转信号，因为止推销钉的作用，螺母系统和刀架系统不能反转，因而螺母系统顺着丝杠向下移动，直到两对啮合齿重新啮合为止，这样完成了整个换刀的过程。

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数控机床上的刀架是安放刀具的重要部件，许多刀架还直接参与切削工作，如卧式车床上的四方刀架，转塔车床的转塔刀架，回轮式转塔车床的回轮刀架，自动车床的转塔刀架和天平刀架等。这些刀架既安放刀具，而且还直接参与切削，承受极大的切削力作用，所以它往往成为工艺系统中的较薄弱环节。

随着自动化技术的发展，机床的刀架也有了许多变化，特别是数控车床上采用电(液)换位的自动刀架，有的还使用两个回转刀盘。

加工中心则进一步采用了刀库和换刀机械手，定现了大容量存储刀具和自动交换刀具的功能，这种刀库安放刀具的数量从几十把到上百把，自动交换刀具的时间从十几秒减少到几秒甚至零点几秒。

因此，刀架的性能和结构往往直接影响到机床的切削性能、切削效率和体现了机床的设计和制造技术水平。

回转刀架是数控车床最常用的一种典型换刀刀架，一般通过液压系统或电气来实现机床的自动换刀动作，根据加工要求可设计成四方、六方刀架或圆盘式刀架，并相应地安装4把、6把或更多的刀具。

⑵ 数控刀架进货渠到

1. 电机组件：作为数控刀架的动力源泉，电机组件驱动刀架进行切削操作，对刀架性能有直接影响。
2. 刀架底座：刀架底座是刀架的基础，其材料和加工精度确保了刀架的稳定性和加工精度。
3. 刀盘组件：刀盘组件负责安装和快速更换刀具，其设计直接关系到刀具更换的效率和便捷性。
4. 轴承组件：轴承组件确保刀架在高速旋转时的灵活性和稳定性，对刀架性能至关重要。
5. 控制模块：控制模块如同刀架的“大脑”，负责信号处理和运动控制，决定了数控刀架的智能化水平和性能稳定性。
数控刀架的配件繁多，它们协同工作，确保数控机床的高效和精确切削。在数控机床的制造和使用过程中，正确选择和配置这些配件对于保证机床性能和使用寿命至关重要。因此，深入了解数控刀架配件的功能和性能特点是十分必要的。

⑶ 分析4工位数控刀架的换刀过程

1 车床四工位电动回转刀架的工作原理
数控车床上使用的回转刀架一般是立式的，具有四工位（装有四把刀具）或六工位，由数控机床发出的脉冲指令进行回转和换刀。对于使用回转刀架的数控机床，在加工过程中，回转刀架不但可以存储刀具，而且在切削时要连同刀具一起承受切削力，在加工过程中要完成刀具交换转位、定位夹紧等动作。
1.发信盘；2.推力轴承；3.螺杆螺母副；4.端面齿盘；5.反靠圆盘；6.三相异步电机；7.联轴器；8.蜗杆副；9.反靠销；10.圆柱销；11.上盖圆盘；12.上刀体
四工位电动刀架一般由电动机、机械换刀机构、发讯盘等组成如图1所示，自动回转刀架换刀具体的换刀动作如下：数控系统输出换刀信号——PLC控制信号输出（控制电路中继电器-接触器动作）——刀架电机正向寻刀开始——刀架抬起（螺杆将销盘上升到一定高度）——刀架正转（离合销进入离合盘槽，离合盘槽带动销盘，销盘带动上刀体转位）——检测元件检测到刀位信号——刀架电机开始反转并锁紧——刀架电机断电——加工顺序进行。
2 四工位电动回转刀架的电路调试
目前数控车床刀架基本为电动刀架，电动刀架具有很多种类。以用霍尔元件检测到位的刀架最为常见。图2为刀架的电路控制系统硬件接线图，刀架采用三相异步电动机驱动，刀架检测采用霍尔元件。电气控制为控制直流继电器，继电器再驱动交流接触器接通三相交流电源，使刀架电动机正转或反转。
刀架在电动机正转换刀，反转锁紧。刀架反转锁紧时刀架电机实际上是一种堵转状态，因此刀架电机反转的时间不能太长，否则可能导致刀架电机的损坏。刀架上每一个刀位都配备一个霍尔元件。霍尔元件的常态是截止，当刀具转到工作位置时，利用磁体和霍尔元件导通，将刀架位置状态发送到PLC数字输入，通过PLC的数字输出，控制直流继电器，继电器再驱动交流接触器接通三相交流电源，使刀架电机正转或反转。
3 四工位刀架的PLC控制
由数控装置和可编程控制器协调配和完成对数控机床的控制，数控机床上应用的PLC有两类：“内装型”（Bulid-in Type）PLC和“独立型”（Stand-alone Type）PLC，现在使用的PLC以内装式居多。可编程控制器主要负责完成与逻辑运算有关的一些动作。
刀架的顺序控制是由PLC通过对刀架的全部I/O信号( xs10、11和xs20、21)的扫描，进行逻辑处理及计算来实现的，为了保证手动换刀和通过T指令进行自动换刀这两种换刀方式的正确性，在系统中设置一些相应的PMC参数来进行保证，手动换刀是用按钮启动的，自动换刀是用T指令触发的，换刀动作、延时控制时间及相应的参数设置如下：
1）刀架电机接收到PLC相应信号后正转，正转有一个最大时间（一般为8s），在参数设计时有一个参数保证，用P2--换刀超时时间来保证；2）霍尔元件检测到所选刀位的有效信号后，停止刀架电动机，并延时（100ms），此时间控制用P4—正转延时时间来控制；3）延时结束后刀架电动机反转锁死刀架，并延时（600ms）, 此时间控制用P3—刀具锁紧时间来控制；4）延时结束后停止刀架电动机，换刀完成。
在设计PLC时，还要考虑机床整体安全互锁方面的因素，主要有以下几点：
1）刀架电机在正转时不能反转，此在软件也设计就会与硬件互锁相呼应，起到双重互锁的作用；
2）数控机床出现急停、限位、进给驱动报警或主轴报警时都要禁止刀具的换刀动作；
3）刀架电动机长 时间旋转（如8s），而 检测不到刀位信号，则应给停止刀架电机，防止刀架电机被损坏并应报警提示；
4）刀架电机过热报警时，停止换刀过程，并禁止自动加工。

⑷ 数控车床可以配备哪几种刀架

1. 数控车床的刀架是其重要的部件之一，通常采用回转式结构。这种结构使得刀具能够沿圆周方向安装在刀架上，便于进行径向车刀、轴向车刀、钻头、镗刀等多种刀具的安装。对于车削加工中心来说，还可以配备轴向铣刀和径向铣刀。
2. 某些数控车床可能会采用直排式刀架，这种刀架将刀具沿一条直线安装。前置刀架的特点是径向(X向)退刀方向是朝向操作者方向的，这使得装刀变得方便且价格相对便宜，但刀位数量有限，只有四个。
3. 后置刀架则具有更多的刀位，且装卸工件更为方便。其径向退刀方向是朝向操作者相对方向的。尽管后置刀架的价格较高，但它的这些优点使得它在数控车床中得到了应用。
4. 数控车床可以配备的刀架主要有两种类型：通用刀架和专用刀架。通用刀架是根据一定的通用标准生产的，数控车床生产厂商可以根据机床的功能要求进行选择配置。而专用刀架则是由车床生产厂商自己开发，使用的刀柄是专用的，其优点是制造成本低，但缺乏通用性。
5. 在数控车床的使用过程中，可能会遇到多种故障，包括刀架类、主轴类、螺纹加工类、系统显示类、驱动类、通信类等。其中，刀架故障的比例较大。一旦发生故障，机床将暂时无法使用，导致人力、物力资源的浪费。如果能对刀架进行一些基本的维修，便能节约成本、节省时间，并创造一定的经济效益。