4.2 数控加工中心气动换刀控制系统的装调（课件）-《机械设备控制技术》同步精品课堂（高教版）

《机械设备控制技术》（高教社） 高等教育出版社 同步精品课程——中职专业课 项目四 数控加工中心气动换刀控制系统的装调 4.2 数控加工中心气动换刀控制系统的装调 知识目标 学生能够理解数控加工中心气动换刀控制系统的组成结构和工作原理。 掌握气源装置、执行元件、控制元件和辅助元件等在系统中的作用。 熟悉常见故障的类型和产生原因。 能力目标 具备正确安装和调试数控加工中心气动换刀控制系统的基本技能。 能够运用所学知识对系统的简单故障进行诊断和排除。 提高观察、分析和解决实际问题的能力。 情感目标 培养学生严谨细致、认真负责的工作态度。 激发学生对机械制造领域的兴趣和创新意识。 增强学生的团队合作精神和沟通能力，在实践中体验成功的喜悦，树立自信心。 培养学生的安全意识和环保意识，在操作过程中遵守规范，爱护设备和环境。 三维目标 导入情景 01 同学们，想象一下，你们是一家现代化工厂里的技术工人，今天接到了一项重要的任务。 工厂里的数控加工中心在加工一批精密零件时，突然出现了换刀故障。原本高效运转的生产线被迫停了下来，每耽误一分钟，都会给工厂带来巨大的损失。 维修师傅们迅速赶到现场，经过初步检查，发现是气动换刀控制系统出了问题。现在，需要我们一起来找出问题所在，并完成系统的装调和修复，让生产线重新运转起来。 大家都知道，数控加工中心在现代制造业中起着至关重要的作用，而气动换刀控制系统就像是它的“灵巧之手”，能够快速、准确地更换刀具，保证加工的连续性和精度。 那么，让我们一起开启今天的学习之旅，深入了解数控加工中心气动换刀控制系统的装调，成为解决问题的高手！ 新知学习 02 一、管道的安装 1.安装前要检查管道中是否有粉尘或者其他杂质,内壁是否光滑,外表面及接头是否完好 并进行除锈和清洗。 2.管道支架要安装牢固,工作时不得产生振动。 3.装紧各连接处,不允许漏气。 4.管道焊接应符合规定的标准条件。 5.安装软管时,其长度应有一定余量:弯曲软管时,不能从端部接头处开始弯曲:安装软管直线部分时,不要使端部接头和软管间有拉伸:软管安装时应尽可能远离热源或安装隔热板;管路系统中任何一段管道应均能拆装;管道安装的倾斜度、弯曲半径、间距和坡向均要符合有关规 新知学习 02 二、气动元件的安装 1.安装前应对气动元件进行清洗,必要时要进行密封试验。 2.各类阀体上的箭头方向或标记要符合气流流动方向。 3.密封圈不要装得太紧,特别是U形密封圈的阻力特别大,所以松紧要合适。 4.气缸的中心线与负载作用力的中心线要同心,否则会引起侧向力,使密封件磨损加速,活塞杆弯曲。 5.各种自动控制仪表、自动控制器、压力继电器等在安装前应进行校验 新知学习 02 三、气密性试验 气动系统安装完成后一般要进行气密性试验。气密性试验的目的是检验安装质量,确认管道焊缝、法兰连接、阀门等密封点无泄漏,以确保试车顺利进行。进行气密性试验时,先把气动系统按压力大小不同分为不同的系统,再分系统进行。对同一个系统,最好采用分级试验法,试验的最高压力应为额定压力的1.2~1.5倍且保压一段时间,一段时间后压差一般不能超过技术文件的规定值。 新知学习 02 1.调试前的准备 ① 要熟悉说明书等有关技术资料,力求全面了解气动系统的原理、结构、性能及操作方法。 ②)了解需要调整的气动元件在设备上的实际位置、操作方法及调节手柄的旋向。 ③准备好调试的工具及仪表。 2.空载试运转 空载试运转不得少于2h,注意观察压力、流量、温度的变化。 3.负载试运转 负载试运转应分段加载,运转不得少于3h,要注意摩擦部位的温升变化,分别测出有关数据并记录。 四、气动系统的调试 新知学习 02 气动系统的维护分为日常维护、定期维护及系统大修 1.日常维护主要指对冷凝水和系统润滑进行管理和维护；工作前和工作后要放掉系统中的冷凝水。 2.经常检查自动排水器是否正常。 3.随时注意压缩空气的清洁度,对油水分离器的滤芯要定期清洗。 4.注意油雾器工作是否正常,定期给油雾器加油。 5.工作前检查各调节手柄是否在正确位置,行程开关、挡块的位置是否正确、牢固 6.工作前要对活塞杆、导轨等外露部分的配合表面进行擦拭。 五、气动系统的维护 新知学习 02 1.查明系统各泄漏部位,并设法予以解决。 2.通过检查方向控制阀排气口,判断润滑油量是否合适,空气中是否有冷凝水。如果润滑不良,考虑油雾器规格是否合适,安装位置是否恰当,滴油量是否正常等。如果有大量冷凝水排出,考虑过滤器的安装位置是否恰当,排出冷凝水的装置是否合适,冷凝水的排出是否彻底。如果方向控制阀排气口关闭时仍有少量泄漏,往往是元件损坏的初期阶段,检查后可更换磨损件以防止发生动作不良。 3.检查安全阀、紧急安全开关动作是否可靠,以确保设备和人身安全。 4.观察换向阀的动作是否可靠。根据换向时声音是否异常,判定铁心和衔铁配合处是否有杂质。检查阀芯是否有磨损,密封件是否老化。 5.反复开关换向阀,观察气缸动作,判断活塞上的密封是否良好。检查活塞杆外露部分,判断前盖的配合处是否有泄漏。 五、气动系统的维护 新知学习 02 系统大修 气动系统的大修间隔期为一年或几年,其主要内容: 1.检查气动系统中各元件和部件,判定其性能和寿命。 2.对产生故障的部位进行检修。 3.排除大修间隔期内一切可能产生故障的因素。 五、气动系统的维护 新知学习 02 六、气动系统常见故障的分析与排除 新知学习 02 六、气动系统常见故障的分析与排除 新知学习 02 1.主轴定位：当数控系统发出换刀指令时,主轴停止旋转,同时电磁铁 4YA 通电,主轴定位缸 A活塞左移实现定位。此时压缩空气流向为： 气动三联件1-电磁换向阀4-单向节流阀5-主轴定位缸A右腔 2.主轴松刀：主轴定位后压下无触点开关,电磁铁6YA通电,气液增压缸B在高压油的作用下活塞杆伸出,实现主轴松刀。此时压缩空气流向为： 气动三联件1-电磁换向阀6-快速排气阀8-气液增压缸B上腔 3.拔刀：在主轴松刀的同时,电磁铁 8YA得电,气缸C下移,实现拔刀。此时压缩空气流向为： 气动三联件1-电磁换向阀9-单向节流阀11-气缸C上腔 七、数控加工中心气动换刀控制系统工作原理 小试牛刀 题目 1： 调试数控加工中心气动换刀控制系统时，发现刀具更换时有冲击，可能的原因是（ ） A. 气源压力不稳定 B. 节流阀开度不合适 C. 气缸内部故障 D. 以上都有可能 答案：D 解析：气源压力不稳定、节流阀开度不合适以及气缸内部故障都可能导致刀具更换时有冲击。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 2： 在数控加工中心气动换刀控制系统中，保证系统安全运行的元件是（ ） A. 减压阀 B. 安全阀 C. 换向阀 D. 单向阀 答案：B 解析：安全阀在系统压力超过设定值时开启，释放压力，保证系统安全运行。 尝试解答下面习题 单相变压器的基本结构包括以下哪些部分？ A. 铁芯、初级绕组、次级绕组、绝缘材料 B. 铁芯、次级绕组、初级绕组、绝缘材料 C. 铁芯、绝缘材料、初级绕组、次级绕组 D. 初级绕组、次级绕组、铁芯、绝缘材料 解析：正确答案是A。单相变压器的基本结构包括铁芯、初级绕组、次级绕组和绝缘材料等组成部分，它们共同实现电能的变压和传输。 小试牛刀 题目 3： 数控加工中心气动换刀控制系统中，用于储存压缩空气的元件是（ ） A. 气缸 B. 气罐 C. 气源 D. 空气压缩机 答案：B 解析：气罐用于储存一定量的压缩空气，以保证系统在气源压力波动或短暂中断时仍能正常工作。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 4： 以下哪种元件能调节气动换刀控制系统中的气体压力？（ ） A. 单向阀 B. 溢流阀 C. 顺序阀 D. 减压阀 答案：D 解析：减压阀可以将输入的较高压力调节为所需的较低压力。 尝试解答下面习题 题目 5： 在气动换刀控制系统装调时，若发现刀具动作不稳定，可能是（ ） A. 气源压力不足 B. 气管堵塞 C. 换向阀阀芯卡滞 D. 以上均有可能 答案：D 解析：气源压力不足会导致动力不足，气管堵塞会影响气体流通，换向阀阀芯卡滞会使气体流向控制失常，都可能导致刀具动作不稳定。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 6： 数控加工中心气动换刀系统中，用来防止气体倒流的元件是（ ） A. 节流阀 B. 快速排气阀 C. 单向阀 D. 安全阀 答案：C 解析：单向阀只允许气体沿一个方向流动，防止气体倒流。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 7： 进行气动换刀控制系统调试，发现换刀速度过慢，应首先检查（ ） A. 气源压力 B. 气缸密封 C. 节流阀开度 D. 换向阀工作状态 答案：C 解析：节流阀开度决定了气体流量大小，从而影响换刀速度，应首先检查。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 8： 气动换刀控制系统中，若要实现刀具的精确位置控制，需要依靠（ ） A. 气缸行程 B. 传感器反馈 C. 减压阀调节 D. 手动操作 答案：B 解析：传感器反馈能实时提供刀具位置信息，实现精确的位置控制。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 9： 请说出至少三种常见的气动控制元件，并简述它们在气动系统中的主要作用。 答案：常见的气动控制元件有：换向阀、减压阀、节流阀。 换向阀的主要作用是改变气体的流动方向，从而控制执行元件（如气缸）的运动方向。 减压阀的主要作用是将输入的较高压力气体降低到所需的较低压力，并保持输出压力的稳定，以满足气动系统中不同元件对压力的要求。 节流阀的主要作用是通过调节节流口的大小来控制气体的流量，从而调节执行元件的运动速度。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 10： 请简述调压回路的作用，并举例说明一种常见的调压回路及其工作原理。 答案：调压回路的作用是使系统的压力保持在一个设定的范围内，或者根据工作需要调整系统的压力。 常见的调压回路如：单级调压回路。 工作原理：在该回路中，液压泵出口并联一个溢流阀。当系统压力低于溢流阀的调定压力时，溢流阀关闭，液压泵输出的油液全部进入系统。当系统压力达到或超过溢流阀的调定压力时，溢流阀开启，一部分油液经溢流阀流回油箱，使系统压力不再升高，从而保持系统压力基本恒定在溢流阀的调定压力值。 小试牛刀 尝试解答下面习题 课堂小结 03 在今天的课程中，我们一起学习了数控加工中心气动换刀控制系统的装调。我们首先了解了气动换刀控制系统的基本组成元件，包括气源装置、执行元件、控制元件和辅助元件等。知道了空气压缩机是提供动力的源头，气缸是实现动作的执行部分，而换向阀、减压阀、节流阀等控制元件则负责对气体的流向、压力和流量进行调节。在装调过程中，我们明白了要确保气源的清洁和稳定，通过过滤器去除杂质，利用减压阀稳定压力。同时，还学会了通过调节节流阀来控制换刀的速度，以及使用单向阀防止气体倒流。调试环节是非常关键的，我们需要仔细观察系统的运行情况，当出现刀具动作不稳定、速度异常、噪声过大等问题时，要能够运用所学知识，从气源、元件性能、连接密封性等方面去分析和解决。 作业布置 04 完成课堂上未完成的练习题目，确保对数控加工中心气动换刀控制系统的装调的掌握。 复习数控加工中心气动换刀控制系统的装调的相关概念和应用，整理笔记，梳理知识框架。 完成作业本上关于数控加工中心气动换刀控制系统的装调习题，加深对定理的理解。 准备下节课的讨论问题：你认为数控加工中心气动换刀控制系统的装调在实际生活中有哪些应用？请结合具体例子进行讨论。 感谢观看 $$