加工中心刀架刀库和换刀机械手的故障诊断及排除.docx

加工中心刀架刀库和换刀机械手的故障诊断及排除一、加工中心、刀架、刀库和换刀机械手的故障诊断及排除 序号 1 故障现象 转塔刀架没有抬起动作 故障原因 控制系统是否有T指令输出信号 抬起电磁铁断线或抬起阀杆卡死 压力不够 抬起液压缸研损或密封圈损坏 与转塔抬起联接的机械部分研损 2 转塔转位速度缓慢或不转位 检查是否有转位信号输出 转位电磁阀断线或阀杆卡死 压力不够 转位速度节流阀是否卡死 液压泵研损卡死 凸轮轴压盖过紧 检查转位继电器是否吸合 修理或更换 检查是否液压故障，调整到额定压力 清洗节流阀或更换 检修或更换液压泵 调整调节螺钉 排除方法 如未能输出，请电器人员排除 修理或清除污物，更换电磁阀 检查油箱并重新调整压力 修复研损部分或更换密封圈 修复研损部分或更换零件 抬起液压缸体与转塔松开联接盘进行转位平面产生摩擦、研损 试验；取下联接盘配磨平面轴承下的调整垫并使相对间隙保持在0.04mm 安装附具不配套 3 4 转塔不正位 转位凸轮与转位盘间隙大 将凸轮调至中间位置转塔左右窜量保持在二齿中间，确保落下时顺利咬合；转塔抬起时用手摆动，摆动不超过二齿的1/3 调整并紧固固定转位凸轮的螺母 重新调整预紧力，排转塔转位时碰刀 抬起速度或抬起延时时间短 调整抬起延时参数，增加延时时间 重新调整附具安装，减少转位冲击 凸轮在轴上窜动 转位凸轮轴的轴向预紧力过大或有机械干涉，使转塔不到位 5 转塔位不停 两计数开关不同时计数或复制开关损坏 除干涉 调整两个撞块的位置及两个计数开关的计数延时，修复复置开关 接好电源线 转塔上的24V电源断线 6 转塔刀重复定位精度差 液压夹紧力不足 上下牙盘受冲击，定位松动 两牙盘间有污物或滚针脱落在牙盘中间 转塔落下夹紧时有机械干涉 夹紧液压缸拉毛或研损 转塔座落在二层滑板之上，由于压板锲铁配合不牢产生运动 7 刀具不能夹紧 风泵气压不足 增压漏气 检查压力并调查到额定值 重新调整固定 清除污物保持转塔清洁，检修更换滚针 检查排除机械干涉 检修拉毛研损部位，更换密封圈 修理调整压板和锲铁0.04mm塞尺塞步入 使风泵气压在额定范围 关紧增压 刀具卡紧液压缸漏油 更换密封圈装置，卡紧液压缸不漏 刀具送卡弹簧上的螺母松动 旋紧螺母 8 9 10 刀具从机械手中脱落 刀具超重，机械手卡紧销损坏 刀具不得超重，更换机械手卡紧销 刀套不能夹紧刀具 检查刀套上的调节螺母 顺时针旋转刀柄两端的调节螺母，压紧弹簧，预紧卡紧销 松锁刀的弹簧压力过刀具夹紧后不能松开 紧 调节松锁刀弹簧上的螺母，使其最大载荷不超过额定数值 加工中心 ATC 斗笠式刀库 动作过程 故障分析 摘要：加工中心可将铣、镗、钻、铰、攻螺纹等多项功能集于一身，大大提高了生产效率。换刀装置是加工中心的重要组成部分，也是加工中心故障率最高的部分，约有50%的机床故障与换刀装置有关。斗笠式刀库是加工中心比较常见的一种换刀装置，在本文中，我结合自己的工作经验，对斗笠式刀库的动作过程及换刀过程中容易出现的故障进行了简要的分析和说明。 关键词：加工中心 ATC 斗笠式刀库 动作过程 故障分析 0 引言 加工中心的一个很大优势在于它有ATC装置，使加工变得更具有柔性化。加工中心常用的刀库有斗笠式、凸轮式、链条式等，其中斗笠式刀库由于其形状像个大斗笠而得名，一般存储刀具数量不能太多，1024把刀具为宜，具有体积小、安装方便等特点，在立式加工中心中应用较多。 1 斗笠式刀库的动作过程 斗笠式刀库在换刀时整个刀库向主轴平行移动，首先，取下主轴上原有刀具，当主轴上的刀具进入刀库的卡槽时，主轴向上移动脱离刀具；其次主轴安装新刀具，这时刀库转动，当目标刀具对正主轴正下方时，主轴下移，使刀具进入主轴锥孔内，刀具夹紧后，刀库退回原来的位置，换刀结束。刀库具体动作过程如下： 1.1 刀库处于正常状态，此时刀库停留在远离主轴中心的位置。此位置一般安装有信号传感器，传感器发送信号输送到数控机床的PLC中，对刀库状态进行确认。 1.2 数控系统对指令的目标刀具号和当前主轴的刀具号进行分析。如果目标刀具号和当前主轴刀具号一致，直接发出换刀完成信号。如果目标刀具号和当前主轴刀具号不一致，启动换刀程序，进入下一步。 1.3 主轴沿Z方向移动到安全位置。一般安全位置定义为Z轴的第一参考点位置，同时主轴完成定位动作，并保持定位状态；主轴定位常常通过检测主轴所带的位置编码器一转信号来完成。 1.4 刀库平行向主轴位置移动。刀库刀具中心和主轴中心线在一条直线上时为换刀位置，位置到达通过信号传感器反馈信号到数控系统PLC进行确认。 1.5 主轴向下移动到刀具交换位置。一般刀具交换位置定义为轴的第二参考点，在此位置将当前主轴上的刀具还回到刀库中。 1.6 刀库抓刀确认后，主轴吹气松刀。机床在主轴部分安装松刀确认传感器，数控机床PLC接收到传感器发送的反馈信号后，确认本步动作执行完成，允许下一步动作开始。 1.7 主轴抬起到轴第一参考点位置。此操作目的是防止刀库转动时，刀库和主轴发生干涉。 1.8 刀库旋转使能。数控系统发出刀库电机正/反转启动信号，启动刀库电机的转动，找到指令要求更换的目标刀具，并使此刀具位置的中心与主轴中心在一条直线上。 1.9 主轴沿下移到Z轴的第二参考点位置，进行抓刀动作。 1.10 主轴刀具加紧。加紧传感器发出确认信号。 1.11 刀库向远离主轴中心位置侧平移，直到PLC接收到传感器A发出的反馈确认信号。 1.12 主轴定位解除，换刀操作完成。 刀库仅有以上四个传感器是不够的，为了保证数控机床的安全，保证刀库的换刀顺利完成，在斗笠式刀库中一般还安装刀库转动到位确认传感器，保证刀库转动停止时，刀具中心线位置和主轴中心线在一条直线上。 2 斗笠式刀库换刀过程常见故障分析 数控机床刀库部分故障率相对较高，根据以往的工作经验，对斗笠式刀库在换刀过程中常见故障现象及原因总结以下几条： 例1 故障现象：数控系统发出换刀指令，刀库不动作。 原因分析：检查机床的操作模式是否正确？机床是否锁住状态？指令是否正确？这些原因虽然简单，但也是初学者容易犯的错误；检查数控机床的压缩空气，检查空气的气压是否在要求范围内？一般数控机床常用的压缩空气压力在0.5MP0.6MP之间，如果所提供的压缩空气压力低于这个范围，刀库在换刀过程中由于压力不够，造成不动作；检查刀库的初始状态是否正常，即检查传感器A、E的状态是否良好？输送到数控系统PLC的入口信号是否正确？可以通过数控系统提供的PLC地址诊断功能帮助检查。 例2 故障现象：刀库移动到主轴中心位置，但不进行接下的动作。 原因分析：检查刀库到主轴侧的确认信号传感器B、是否良好？发送到数控系统PLC中的信号状态是否正常？此故障现象多由于传感器不良造成；如果传感器状态及信号都正常，请检查主轴刀具是否加紧？检查主轴定位是否完成？确认第一参考点返回是否完成？ 例3 故障现象：刀库从主轴取完刀，不旋转到目标刀位。 原因分析：一般刀库的旋转电机为三相异步电动机带动，如果发生以上故障，要进行以下检查：参照机床的电气图纸，利用万用表等检测工具检查电机的启动电路是否正常？检查刀库部分的电源是否正常？交流接触器与开关是否正常？一般刀库主电路部分的动力电源为3相交流380V电压，交流接触器线圈控制部分的电源为交流110V或直流24V，检查此部分的电路并保证电路正常；如果在保证以上部分都正常的情况下，检查刀库驱动电机是否正常？如果以上故障都排除，请考虑刀库机械部分是否有干涉的地方？刀库旋转驱动电机和刀库的连接是否脱离？ 例 3 故障现象：主轴抓刀后，刀库不移回初始位置。 原因分析：检查气源压力是否在要求范围？检查刀库驱动电机控制回路是否正常？刀库控制电机正、反转实现刀库的左、右平移，如果反转控制部分故障，容易出现以上故障；检查刀库控制电机；检查主轴刀具抓紧情况，主轴刀具抓紧通过加紧传感器D发出回馈信号到数控系统，如果数控系统接受不到传感器D发送的加紧确认信号，刀库不执行下面的动作；检查刀库部分是否存在机械干涉现象。 加工中心采用斗笠式刀库换刀，一般刀库的平移过程通过汽缸动作来实现，所以在刀库动作过程中，保证气压的充足与稳定非常重要，操作者开机前首先要检查机床的压缩空气压力，保证压力稳定在要求范围内。对于刀库出现的其他电气问题，维修人员参照机床的电气图册，通过分析斗笠式刀库的动作过程，一定能找出原因，解决问题，保证设备的正常运转。