立式加工中心換刀系統(tǒng)故障處理方法（圖解）

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        立式加工中心可將銑削,、鏜孔、鉆孔,、鉸孔及螺紋加工等多項功能集于一體,，大大提高生產(chǎn)效率的同時有效保證了加工精度。換刀系統(tǒng)是加工中心的重要組成部分,，本文重點對加工中心換刀系統(tǒng)常見故障進(jìn)行分析
　　加工中心是一種帶有刀庫和自動換刀裝置的數(shù)控機(jī)床,，可使工件在裝夾后，自動連續(xù)完成銑削,、鉆削,、鏜削、鉸孔,、攻螺紋,、凹槽等多工序的加工，與其他機(jī)床相比,，加工中心大大縮短了工件裝夾,、測量和機(jī)床調(diào)整的時間�,？s短工件的周轉(zhuǎn),、搬運(yùn)和存放時間，使機(jī)床的切削時間利用率高于普通機(jī)床的3-4倍;具有較好的加工一致性,，并且能排除工藝過程中人為干擾因素,，從而提高了加工精度和加工效率，縮短生產(chǎn)周期[1];此外,，加工中心有自動換刀裝置,，因而解決了刀具問題并具有高度自動化的多工序管理功能。立式加工中心主要由基礎(chǔ)部件,、主軸部件,、進(jìn)給機(jī)構(gòu),、數(shù)控系統(tǒng)、自動換刀系統(tǒng)及輔助裝置幾部分組成,。主軸部件又是由主軸箱,、主軸電動機(jī)、主軸和軸承等零件組成,，主軸的啟動,、準(zhǔn)停和變速等動作由數(shù)控系統(tǒng)控制，并通過裝在主軸上的刀具參與切削運(yùn)動,。數(shù)控系統(tǒng)是由數(shù)控裝置,、PLC、伺服驅(qū)動裝置及操作面板組成,，它是完成加工過程的控制中心,。自動換刀裝置是由刀庫、機(jī)械手等部件組成,，當(dāng)需要換刀時,，數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出指令，由機(jī)械手或其它夾持裝置將刀具從刀庫取出裝入主軸孔中,。此臺加工中心刀庫為斗笠式,，裝有12把刀，在使用時,，當(dāng)輸入換刀指令時,，刀庫一直在旋轉(zhuǎn)，處于選刀狀態(tài)無法停止,，導(dǎo)致其無法換刀,。因加工中心的一個很大優(yōu)勢在于它有自動換刀裝置，使加工變得更具有柔性化,，如若加工中心的換刀過程出現(xiàn)故障,，雖然可手動換刀，但也大大降低了加工效率,，也就失去了加工中心的真正意義,。要發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的高效益，就要保證它的開動率,，這就對機(jī)床提出了穩(wěn)定性和可靠性的要求,，即當(dāng)機(jī)床出現(xiàn)故障后，要盡快診斷出故障原因并提出合理的解決方案加以修復(fù),。如果用人來比喻的話,，就是平時要注意保養(yǎng)，避免生病;生病后,，要及時就醫(yī),，診斷出病因,，對癥下藥，盡快康復(fù)[2]�,，F(xiàn)代化設(shè)備需要現(xiàn)代化和科學(xué)化的管理,，數(shù)控機(jī)床的綜合性和復(fù)雜性決定了數(shù)控機(jī)床的故障修復(fù)及問題的解決有自身的方法和特點，掌握好這些方法,，可以保證數(shù)控機(jī)床穩(wěn)定可靠地運(yùn)行,。
5 V  \. g3 ~: i, X; A$ @　　1 、換刀系統(tǒng)故障原因分析
7 y+ ?& O% \$ y　　本臺立式加工中心的正常換刀過程如下所述：在機(jī)床系統(tǒng)接到指令后,，主軸回到換刀點的位置進(jìn)行準(zhǔn)停,，之后刀庫向右移動到主軸處將其上的刀具取下，當(dāng)主軸上面的刀具進(jìn)入刀庫卡槽時,，主軸向上移動脫離刀庫,，隨后刀庫旋轉(zhuǎn)至對應(yīng)刀號，將指令中所指定的刀具對準(zhǔn)主軸正下方,，主軸下移，使刀具進(jìn)入主軸錐孔內(nèi),，刀具夾緊后,，刀庫退回到原來位置，換刀過程結(jié)束,。由上述得知,，換刀的關(guān)鍵點是主軸必須準(zhǔn)停，即其一是Z 向位置必須在換刀點位置,，一般將 Z 向零點設(shè)為 Z 向換刀點,，如若零點位置改變，則換刀點位置改變,，無法換刀;其二是主軸端面鍵必須與X向平行,，如若位置有偏差，也無法換刀,。其它如刀庫能否正常旋轉(zhuǎn)選刀,、氣壓是否足夠等均換刀的必備條件。所以故障的原因應(yīng)分析如下幾個方面：
. p% c6 m, }+ w  t: |2 Z　　在刀庫能正常旋轉(zhuǎn)選刀,、氣壓足夠的情況下,，應(yīng)分析：
　　(1)手動方式下能否換刀;
. H3 m6 u0 ^/ K; [7 A　　(2)刀庫是否可以正常移動;
　　(3)能否正常選刀;
　　(4)主軸準(zhǔn)停后，Z 向的位置是否在之前設(shè)定好的換刀點的位置;
　　(5)系統(tǒng)中設(shè)置的換刀點的位置是否改變;
/ o7 @* v( K0 G3 t　　(6)主軸準(zhǔn)停后,，端面鍵是否與 X 軸平行,。
  i$ h4 T7 i0 K% K" k　　2、 具體排查措施
7 R- d: F4 E2 E% k& }6 [. R5 z　　(1)在“手動”方式下,，按下?lián)Q刀按鈕,，機(jī)床能夠正常手動換刀,。主軸內(nèi)部的換刀缸沒有問題。
　　(2)按下機(jī)床右側(cè)的控制刀庫氣壓缸的換向閥按鈕,，刀庫可以正常地左右移動到位,。說明此組系統(tǒng)不存在問題。
　　(3)在 MDI 狀態(tài)下,，輸入 M06 T01,，系統(tǒng)在接收到換刀信號后，刀庫旋轉(zhuǎn),，只要安裝在 1 號刀位上的圓形小凸塊靠近(距離為0.3 mm 左右)無觸點開關(guān)(接近開關(guān)),，數(shù)控系統(tǒng)就默認(rèn)為 1號刀，并以此為計數(shù)基準(zhǔn),，“馬氏機(jī)構(gòu)”轉(zhuǎn)過幾次,，當(dāng)前就是幾號刀。在沒有刀具的情況下觀察整個換刀過程是否能完成,，結(jié)果在選刀環(huán)節(jié)刀庫一直旋轉(zhuǎn),。如果記憶初始位置的小凸塊脫落或刀庫的接近開關(guān)存在問題，系統(tǒng)便無法判斷出指令中的刀具號,，所以出現(xiàn)的問題就是系統(tǒng)一直處于選刀狀態(tài),。經(jīng)仔細(xì)檢查，是刀庫的接近開關(guān)脫落(如圖1 所示),。
　　(4)將控制面板上的“主軸定向”鍵按下,，發(fā)現(xiàn)主軸的兩個凸出鍵并沒有與 X軸方向平行，也就是主軸在定向后沒有轉(zhuǎn)到位,。主軸準(zhǔn)停的原理是本機(jī)床采用霍爾元件檢測定向,，引起主軸準(zhǔn)停位置不準(zhǔn)的原因可能是主軸準(zhǔn)停裝置電氣系統(tǒng)參數(shù)變化、定位不牢靠或主軸徑向跳動超差,。首先檢查外部硬件,，并沒有發(fā)現(xiàn)固定螺釘松動或定位鍵被損壞，即引起主軸準(zhǔn)停錯誤的原因極有可能是電氣系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生了變化,。通過查閱此臺機(jī)床參數(shù)設(shè)置說明書可知制機(jī)床主軸定位的參數(shù)為主軸伺服驅(qū)動器的PA-39 號參數(shù),，參數(shù)的值上升越多主軸向反方向偏轉(zhuǎn)的角度越大[3]。
% T( A, Q* D; G$ _/ {0 n　　(5)將銑刀柄裝入主軸錐孔,，Z 軸移動至換到平面,，機(jī)械坐標(biāo)顯示值為 Z-104.6，手動將刀庫緩慢靠近主軸,，發(fā)現(xiàn)換刀點偏高(如圖2所示),，即換刀點位置發(fā)生了變化。換刀點位置與機(jī)床零點有關(guān),，此值在參數(shù)中設(shè)置,，一經(jīng)設(shè)置,，在不重新設(shè)置的情況下便不會再改變。由于機(jī)床每次開機(jī)需進(jìn)行回零的操作,，當(dāng)機(jī)床零點位置由于種種原因發(fā)生改變時,，當(dāng)前的換刀點便會和原設(shè)好的換刀點有誤差。對于不需回零的機(jī)床刀庫而言,，即使機(jī)床的零點位置發(fā)生改變,，也不會影響換刀點的位置，只是當(dāng)機(jī)床的MOS電池不起作用,、數(shù)據(jù)丟失的情況下才需要調(diào)整零點的位置,，進(jìn)而重新調(diào)整換刀點的位置。這臺機(jī)床每次開機(jī)后需進(jìn)行回零操作,，所以問題顯然是機(jī)床零點位置的變化導(dǎo)致?lián)Q刀點位置發(fā)生了改變,。

　　根據(jù)以上排查結(jié)果及故障原因，制定出如下解決方案：
　　首先調(diào)節(jié)主軸定向,，將主軸伺服驅(qū)動器 PA-39參數(shù)改為 1 800后,，主軸定向到位;其次在手動方式下，將刀庫移動至接近換刀位置,，觀察主軸位置在哪
3 i: s2 j1 M1 H2 L5 i/ s　　個點可正常換刀,，經(jīng)過測試換刀點在 Z-120.6 時合適，將機(jī)床的零點限位擋塊向下移動 16 mm,，使主軸在 Z-104.6 mm時可以到達(dá)換刀位置，經(jīng)過調(diào)試主軸可以到達(dá)換到位置;最后將脫落的接近開關(guān)安裝好(如圖 3 所示),。
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　　圖 3 修復(fù)后的接近開關(guān)
% n. q7 u3 n8 C3 i　　維修結(jié)果：換刀過程可順利完成(如圖 4 所示),。

　　圖 4 修復(fù)后可正常換刀
　

火車司機(jī)1667

有理有據(jù)

東海fyh126

有圖有真相

xiaobing86203

這個帖子好,，鐵證如山啊

韓寒11

謝謝樓主分享，又學(xué)習(xí)了一招