《加工中心機(jī)械手自動(dòng)換刀控制及常見(jiàn)故障分析》論文VIP

1、長(zhǎng)沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文設(shè)計(jì)題目： 加工中心機(jī)械手自動(dòng)換刀控制及常見(jiàn)故障分析指導(dǎo)老師: 黃登紅數(shù)控設(shè)備應(yīng)用于維護(hù)專業(yè) 0601 班 姓名 陳啟波 學(xué)號(hào) 18 時(shí)間：2008-11-25目錄摘要 （03）1、 引言 （05）2、 加工中心自動(dòng)換刀方式 （07）3、隨機(jī)自動(dòng)選刀的控制 （08）3.1 數(shù)據(jù)表和計(jì)數(shù)器的設(shè)置及選刀控制 （08）3.2 選刀與數(shù)據(jù)更新 （10）3.3 PMC程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) （11）3.3.1 系統(tǒng)PMC輸入/輸出地址分配 （11）3.3.2 隨機(jī)制動(dòng)選刀的PMC控制 （12）4、主軸準(zhǔn)停及PMC控制 （15）4.1主軸準(zhǔn)停裝置的種類 （15）4.1.1機(jī)械式準(zhǔn)停裝置

2、 （15）4.1.2電氣準(zhǔn)停機(jī)構(gòu) （16）4.2數(shù)控系統(tǒng)準(zhǔn)停PMC程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) （18）5、機(jī)械手動(dòng)作及其控制 （20）5.1 自動(dòng)刀具交換動(dòng)作步驟 （20）5.2 PMC程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) （23）5.2.1 PMC程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) （23）5.2.1系統(tǒng)PMC輸入/輸出地址分配 （24）6、刀庫(kù)及換刀機(jī)械手的常見(jiàn)故障和維護(hù) （27）6.1刀庫(kù)及換刀機(jī)械手的維護(hù)要點(diǎn) （27）6.2刀庫(kù)的故障 （27）6.3換刀機(jī)械手故障 （28）6.4自動(dòng)換刀裝置故障維修實(shí)例 （28）6.4.1 機(jī)械手故障的維修 （28）6.4.2 刀庫(kù)無(wú)法旋轉(zhuǎn)的故障維修 （32）7、總結(jié) （35）8、參考文獻(xiàn) （36）9、致

3、謝 （37）10、附錄 （38）摘要現(xiàn)代機(jī)械加工中為了進(jìn)一步提高數(shù)控機(jī)床的加工效率，數(shù)控機(jī)床正向著工件在一臺(tái)機(jī)床一次裝夾即可完成多道工序或全部工序的發(fā)展，因此出現(xiàn)了各種類型的加工中心，加工中心機(jī)床加工過(guò)程中要使用多種刀具，因此必須有自動(dòng)換刀裝置，以便選用不同的刀具完成不同工序的加工工藝，為了進(jìn)一步提高加工效率引進(jìn)了機(jī)械手自動(dòng)換刀裝置，加工中心的自動(dòng)換刀裝置，大都采用有機(jī)械手換刀方式。它是有機(jī)械手把刀庫(kù)上的刀具送到主軸上，再把主軸上已用過(guò)的刀具返送到刀庫(kù)上換刀時(shí)間短,由于機(jī)械手是一種能模擬人的手臂的部分動(dòng)作, 按預(yù)定的程序軌跡及其它要求, 實(shí)現(xiàn)抓取、搬運(yùn)工件或操縱工具的自動(dòng)化裝置而可編程控制器（

4、PLC)由于其具有的高可靠性、編程方便、易于使用和修改, 易于擴(kuò)展和維護(hù), 環(huán)境要求低、體積小巧, 安裝調(diào)試方便, 在工業(yè)控制中有著廣泛的應(yīng)用。根據(jù)我們所設(shè)計(jì)的機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)部件為步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn), 應(yīng)用(PLC)移位寄存指令可以很方便、靈活地對(duì)機(jī)械手進(jìn)行控制。所以在加工中心機(jī)床中得到廣泛應(yīng)用，從而更有效的提高了機(jī)床的加工效率。但由于自動(dòng)換刀控制過(guò)程中的故障率也比較高、加工中心機(jī)械手自動(dòng)換刀裝置故障也比較多，所以掌握好機(jī)械手自動(dòng)換刀控制和一些常見(jiàn)故障處理方法非常重要。數(shù)控加工中心由于配有刀具庫(kù)和自動(dòng)換刀系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)一次裝夾完成，多道工序，大大減少了專用工夾具的數(shù)量，縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，同時(shí)減少了多

5、次安裝造成的定位誤差，提高加工精度，能實(shí)現(xiàn)高精高效的加工，而被各企業(yè)廣泛的使用，加工中心的關(guān)鍵在于自動(dòng)換刀系統(tǒng)的控制。本文著重討論P(yáng)MC 對(duì)加工中心自動(dòng)換刀系統(tǒng)的控制，并闡述了數(shù)控加工中心自動(dòng)換刀的原理，分析加工中心主軸準(zhǔn)停，計(jì)算機(jī)隨機(jī)自動(dòng)換刀的PMC控制思路，以及機(jī)械手換刀動(dòng)作的分析，本文以FANUC Oi數(shù)控系統(tǒng)為例，給出了PMC控制程序，并對(duì)其進(jìn)行了深入的分析。關(guān)鍵字：自動(dòng)換刀；數(shù)控；可編程機(jī)床控制器；機(jī)械手；機(jī)械準(zhǔn)停1、 引言加工中心是指在一次裝夾中，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)銑削、鉆孔、鏜孔、鉸孔、攻絲等多工序的數(shù)控機(jī)床。更為明確的說(shuō)法是：加工中心就是自動(dòng)換刀數(shù)控鏜銑床。這就把加工中心和自動(dòng)換刀數(shù)

6、控車(chē)床和車(chē)削中心區(qū)別開(kāi)來(lái)。加工中心區(qū)別于別的數(shù)控鏜銑床的主要特點(diǎn)就在于它具有根據(jù)工藝要求自動(dòng)更換所需刀具的功能，機(jī)自動(dòng)換刀(ATC)機(jī)能。 加工中心的自動(dòng)換刀系統(tǒng),通常是由刀庫(kù)和機(jī)械手組成,它是加工中心的象征,又是加工中心成敗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此各加工中心制造廠家都在下大力研制動(dòng)作迅速、可靠性高的自動(dòng)換刀裝置,以求在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中取得好的效益。正因?yàn)樽詣?dòng)換刀裝置是加工中心的核心內(nèi)容,各廠家都在保密,極少公開(kāi)有關(guān)資料,尤其機(jī)械手部分更始如此。數(shù)控加工中心因帶有由刀庫(kù)和機(jī)械手組成的自動(dòng)換刀裝置(ATC), 能使工件在一次裝夾中完成大部分甚至全部工序加工中心利用刀庫(kù)實(shí)現(xiàn)換刀,這是目前加工中心大量使用的換刀

7、方式。由于有了刀庫(kù),機(jī)床只要一個(gè)固定主軸夾持刀具,有利于提高主軸剛度。獨(dú)立的刀庫(kù),大大增加了刀具的儲(chǔ)存數(shù)量,有利于擴(kuò)大機(jī)床的功能,并能較好地隔離各種影響加工精度的干擾因素。刀庫(kù)換刀,按照換刀過(guò)程有無(wú)機(jī)械手參與,分成有機(jī)械手換刀和無(wú)機(jī)械手換刀兩種情況。在有機(jī)械手換刀的過(guò)程中,使用一個(gè)機(jī)械手將加工完畢的刀具從主軸中拔出,與此同時(shí),另一機(jī)械手將在刀庫(kù)中待命的刀具從刀庫(kù)拔出,然后兩者交換位置,完成換刀過(guò)程。有機(jī)械手的系統(tǒng)在刀庫(kù)配置、與主軸的相對(duì)位置及刀具數(shù)量上都比較靈活。因而大大減少了裝卸工件和換刀等輔助時(shí)間, 消除由于多次安裝造成的定位誤差, 比一般數(shù)控機(jī)床更能實(shí)現(xiàn)高精度、高效率、高度自動(dòng)化加工。A

8、TC換刀時(shí), 根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)選刀指令, 從刀庫(kù)中將所需要的刀具轉(zhuǎn)到取刀位置, 稱為自動(dòng)選刀然后由機(jī)械手從刀庫(kù)和主軸上取出刀具, 進(jìn)行刀具交換, 將新刀具裝人主軸, 用過(guò)的舊刀具放回刀庫(kù)。機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)一般的有液壓驅(qū)動(dòng)和電氣驅(qū)動(dòng)。液壓驅(qū)動(dòng)的機(jī)械手需要采用嚴(yán)格的密封，還需較復(fù)雜的緩沖機(jī)構(gòu)，控制機(jī)械手動(dòng)作的電磁閥都有一定的時(shí)間常數(shù)，因?yàn)閾Q刀速度較慢。近年來(lái)國(guó)內(nèi)、外先后研制出凸輪聯(lián)動(dòng)式單臂雙抓機(jī)械手。這種機(jī)械手的優(yōu)點(diǎn)是由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，不需要較復(fù)雜的液壓系統(tǒng)及其密封、緩沖機(jī)構(gòu)，沒(méi)有漏油現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠。同時(shí)，機(jī)械手手臂的回轉(zhuǎn)和插刀、拔刀的分解動(dòng)作是聯(lián)動(dòng)的，部分時(shí)間可重疊，從而大大縮短了換刀時(shí)間。因此，被

9、廣泛的應(yīng)用在加工領(lǐng)域。2、 加工中心自動(dòng)換刀方式加工中心自動(dòng)換刀系統(tǒng)的控制主要分為兩部分：刀庫(kù)選刀控制（T指令）和刀具交換控制(M06指令)。目前刀庫(kù)選刀一般有四種控制方式：順序選刀方式，刀具編碼方式，刀套編碼方式，計(jì)算機(jī)記憶隨機(jī)換刀。順序選刀方式是將刀具按加工工序的順序，依次放入刀庫(kù)的每一個(gè)刀座內(nèi)，刀具順序不能搞錯(cuò)。更換加工工件時(shí)，刀具在刀庫(kù)上的排列順序也要改變。這種方式的缺點(diǎn)是同一工件上的相同的刀具不能重復(fù)使用，因此刀具的數(shù)量增加，降低了刀具和刀庫(kù)的利用率，但其控制以及刀庫(kù)運(yùn)動(dòng)等則比較簡(jiǎn)單。刀具編碼方式采用了一種特殊的刀柄結(jié)構(gòu)，并對(duì)每把刀具進(jìn)行編碼。換刀時(shí)通過(guò)編碼識(shí)別裝置，根據(jù)換刀指令代碼

10、，在刀庫(kù)中尋找出所需要的刀具。由于每一把刀都有自己的代碼，因而刀具可以放入刀庫(kù)的任何一個(gè)刀座中，這種方式編程控制簡(jiǎn)單，但是編碼刀柄結(jié)構(gòu)復(fù)雜，容易出故障。刀套編碼方式是對(duì)刀庫(kù)各刀座預(yù)先編碼，每把刀具放入相應(yīng)刀座之后，就具有了相應(yīng)刀座的編碼，即刀具在刀庫(kù)中的位置是固定的。缺點(diǎn)是用過(guò)的刀具必須放回原來(lái)的刀座，增加了輔助換刀的時(shí)間，降低了換刀效率。計(jì)算機(jī)記憶隨機(jī)換刀方式是目前使用最為廣泛的一種方式。這種方式的的特點(diǎn)是刀具號(hào)和刀座號(hào)對(duì)應(yīng)地記憶在計(jì)算機(jī)地存儲(chǔ)器或可編程控制器的存儲(chǔ)器中，不論刀具放在哪個(gè)地址，都始終記憶著它的蹤跡，這樣刀具可以任意取出，任意送回。刀柄采用國(guó)際通用的形式，沒(méi)有編碼條，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，

11、通用性能好。本文以BT50-24TOOL圓盤(pán)式刀庫(kù)自動(dòng)換刀為例，討論計(jì)算機(jī)記憶隨機(jī)換刀方式的PMC的控制。3、 隨機(jī)自動(dòng)選刀的控制3.1 數(shù)據(jù)表和計(jì)數(shù)器的設(shè)置及選刀控制在隨機(jī)自動(dòng)換刀方式中， 刀庫(kù)上的刀具能與主軸的刀具任意的直接交換。 隨機(jī)換刀控制方式需要在PMC內(nèi)部設(shè)置一個(gè)模擬刀庫(kù)的數(shù)據(jù)表, 其長(zhǎng)度為刀庫(kù)容量+1 ，數(shù)據(jù)表的表序號(hào)與刀套編號(hào)相對(duì)應(yīng)，主軸的刀套編號(hào)為0，數(shù)據(jù)表內(nèi)容對(duì)應(yīng)刀套中所存刀具號(hào)。以圖3-1十工位鼓盤(pán)式刀庫(kù)為例，以地址D420D430建立數(shù)據(jù)表， 其數(shù)據(jù)表序號(hào)和對(duì)應(yīng)刀具號(hào)如表3-1。數(shù)據(jù)表地址(數(shù)據(jù)表 內(nèi)容及刀具號(hào)序號(hào)及刀套號(hào)) D420(0) 21D421(1) 12D4

12、22(2) 17D423(3) 11D424(4) 13D425(5) 20D426(6) 19D427(7) 18D428(8) 14D429(9) 15D430(10) 16表3-1 刀號(hào)數(shù)據(jù)表其中010為刀套號(hào)， 也是數(shù)據(jù)表序號(hào)，且0是將主軸作為刀庫(kù)中的一個(gè)刀套，1121為刀庫(kù)中相應(yīng)刀套號(hào)中的刀具號(hào)，由于刀具數(shù)據(jù)表實(shí)際上是刀庫(kù)中存放刀具的一種映象， 所以數(shù)據(jù)表與刀庫(kù)中刀具的位置應(yīng)始終保持一致， 對(duì)刀具的識(shí)別實(shí)質(zhì)上轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)刀庫(kù)位置的識(shí)別。當(dāng)PMC接到尋找新刀具的指令（Txx）后， 在模擬刀庫(kù)的刀號(hào)數(shù)據(jù)表中進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索，檢索到T代碼給定的刀具號(hào)在數(shù)據(jù)表中的表序號(hào)也就是刀套號(hào)，存入目標(biāo)刀套號(hào)存

13、儲(chǔ)器中，設(shè)目標(biāo)刀套號(hào)的存儲(chǔ)地址為D431。若在刀號(hào)數(shù)據(jù)表中沒(méi)有檢索刀指令刀具號(hào)， 則機(jī)床出現(xiàn)報(bào)警，結(jié)束換刀指令處理。將目標(biāo)刀套號(hào)與當(dāng)前換刀位置的刀套號(hào)（稱為當(dāng)前刀套號(hào)）相比較來(lái)決定是否轉(zhuǎn)動(dòng)刀庫(kù)， 因此需要建立一個(gè)環(huán)形計(jì)數(shù)器來(lái)記錄當(dāng)前刀套號(hào)。 見(jiàn)圖3-2。據(jù)FANUC 數(shù)控系統(tǒng)專用PMC指令中計(jì)數(shù)器控制數(shù)據(jù)的格式：D350D351：計(jì)數(shù)器的預(yù)置值， 這里為刀庫(kù)中的刀套數(shù)。D352D353：計(jì)數(shù)值， 這里為當(dāng)前刀套號(hào)。D354：為PMC系統(tǒng)使用。當(dāng)?shù)稁?kù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，每個(gè)刀套通過(guò)換刀位置時(shí)，由外部檢測(cè)裝置產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)送到計(jì)數(shù)器。當(dāng)?shù)稁?kù)正轉(zhuǎn)1個(gè)工位時(shí)， 當(dāng)前刀套號(hào)增1；當(dāng)?shù)稁?kù)反轉(zhuǎn)1個(gè)工位時(shí)，當(dāng)前刀套號(hào)減

14、1；因此D352D353中的值總是指示刀庫(kù)的現(xiàn)在位置。當(dāng)目標(biāo)刀套號(hào)為0，即目標(biāo)刀號(hào)已經(jīng)在主軸上，則不用換刀；當(dāng)檢索刀套號(hào)與當(dāng)前刀套號(hào)一致時(shí)， 就不用旋轉(zhuǎn)刀庫(kù)， 直接換刀；不一致時(shí)， 則可利用ROT 功能指令計(jì)算刀庫(kù)旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)步數(shù)。刀庫(kù)旋轉(zhuǎn)方向輸出給W1, 旋轉(zhuǎn)步數(shù)計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)到D355中。用W1 信號(hào)驅(qū)動(dòng)刀庫(kù)轉(zhuǎn)動(dòng)，刀庫(kù)轉(zhuǎn)動(dòng)后， 檢測(cè)裝置發(fā)出脈沖給PMC,更新D352當(dāng)前刀套號(hào)的內(nèi)容,再循環(huán)執(zhí)行ROT指令，直到D355中的結(jié)果為0。3.2 選刀與數(shù)據(jù)更新當(dāng)當(dāng)前刀套號(hào)旋轉(zhuǎn)到與目標(biāo)刀套號(hào)一致后， 就可執(zhí)行M06指令，即實(shí)現(xiàn)刀庫(kù)與機(jī)床主軸之間的刀具交換動(dòng)作。刀具交換裝置不同，其換刀動(dòng)作就不同，以立

15、式加工中心鼓盤(pán)式刀庫(kù)雙臂回轉(zhuǎn)機(jī)械手換刀方式為例，其換刀動(dòng)作有：(1) 抓刀：手臂轉(zhuǎn)到主軸和當(dāng)前刀座所在位置，同時(shí)抓住刀庫(kù)和主軸上的刀具。(2) 拔刀換刀插刀：主軸夾頭松開(kāi)刀具，機(jī)械手同時(shí)將刀庫(kù)和主軸上的刀具拔出。手臂旋轉(zhuǎn)，新舊刀具交換。機(jī)械手同時(shí)將新舊刀具分別插入主軸和刀庫(kù)，然后主軸夾頭夾緊刀具。 (3)復(fù)位：轉(zhuǎn)動(dòng)手臂，回到原始位置。換刀后，刀號(hào)數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)發(fā)生變化，需要更新，將數(shù)據(jù)表中當(dāng)前刀套號(hào)對(duì)應(yīng)的刀具號(hào)與主軸上的刀具號(hào)相對(duì)調(diào)，這樣就保證了數(shù)據(jù)表與刀庫(kù)中刀具的位置始終保持一致。換刀完成后,數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)必須更新,以滿足隨機(jī)換刀后,下次的再次使用。刀庫(kù)中寄存器的數(shù)據(jù)更新及將刀套0（主軸）中

16、刀號(hào)和所換刀套中的刀號(hào)調(diào)換，以此保證寄存器中刀號(hào)相匹配。在此，我們通過(guò)XMOVE指令，先將D431中的數(shù)據(jù)移動(dòng)到D432中，然后將D420中的數(shù)據(jù)移動(dòng)到D431中，最后將D432中的數(shù)據(jù)移動(dòng)至D420中。因?yàn)镈431中存儲(chǔ)的是換刀過(guò)程中被換的刀具號(hào)，通過(guò)以上的幾個(gè)XMOVE指令，即使得D431和D420對(duì)調(diào)，完成數(shù)據(jù)的更新。PMC控制加工中心隨機(jī)自動(dòng)換刀程序流程圖如圖3-3。3.3 PMC程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)3.3.1 系統(tǒng)PMC輸入/輸出地址分配如圖3-4為隨機(jī)制動(dòng)換刀I/O地址分配圖，其中SQ3（X1.2）為刀庫(kù)刀位計(jì)數(shù)信號(hào)，F(xiàn)R1(X10.0)為刀庫(kù)電機(jī)過(guò)載信號(hào)。Y1.1為刀庫(kù)電機(jī)正轉(zhuǎn)控制信號(hào)

17、，Y1.2為刀庫(kù)電機(jī)反轉(zhuǎn)控制信號(hào)。圖3-4 隨機(jī)自動(dòng)換刀I/O地址分配圖 3.3.2 隨機(jī)制動(dòng)選刀的PMC控制以FANUC數(shù)控系統(tǒng)專用PMC系統(tǒng)為例，當(dāng)系統(tǒng)執(zhí)行聽(tīng)指令時(shí)，使得T碼時(shí)能信號(hào)F7.3置1。此時(shí)PMC刀庫(kù)動(dòng)作程序開(kāi)始運(yùn)作。首先通過(guò)DSCH指令檢測(cè)目標(biāo)刀位號(hào)，當(dāng)目標(biāo)刀位號(hào)不存在時(shí)，R15.1置1，時(shí)系統(tǒng)出現(xiàn)報(bào)警信息。隨后檢測(cè)目標(biāo)刀位號(hào)是否在主軸上，當(dāng)目標(biāo)刀位號(hào)在主軸上時(shí)，使得R15.2為1，此時(shí)，R16.0，G4.3同時(shí)置1。系統(tǒng)檢測(cè)到G4.3信號(hào)時(shí)，立即使得F7.3為0，完成T碼全過(guò)程。目標(biāo)刀具不在主軸上時(shí)，PMC通過(guò)ROT指令計(jì)算將旋轉(zhuǎn)步數(shù)信息存入D355中，旋轉(zhuǎn)方向由輸出值控制。

18、當(dāng)R15.3為0時(shí)，刀庫(kù)正轉(zhuǎn)；當(dāng)R15.3為1時(shí)，刀庫(kù)反轉(zhuǎn)。刀庫(kù)步數(shù)計(jì)數(shù)器為0時(shí)，R15.4為1.此時(shí)G4.3為1，T碼完成，同時(shí)通過(guò)XMOVE指令，將D431中的數(shù)據(jù)移動(dòng)到D432中，然后將D420中的數(shù)據(jù)移動(dòng)到D431中，最后將D432中的數(shù)據(jù)移動(dòng)D420中。因?yàn)镈431中存儲(chǔ)的是換刀過(guò)程中被換的刀具號(hào)，通過(guò)以上的幾個(gè)XMOVE指令，即使得D431和D420對(duì)調(diào)，完成數(shù)據(jù)的更新。具體梯形圖如圖3-5。圖3-5加工中心隨機(jī)自動(dòng)換刀PMC程序4、 主軸準(zhǔn)停及PMC控制加工中心數(shù)控機(jī)床的重要功能之一就是主軸的定向準(zhǔn)停,以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀或精密加工的對(duì)刀、讓刀。據(jù)統(tǒng)計(jì),有關(guān)主軸自動(dòng)換刀裝置(ATC)這

19、一部分的故障,在加工中心的實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)最為頻繁。而且很多加工中心維護(hù)者對(duì)加工中心主軸準(zhǔn)停的結(jié)構(gòu)、原理及其維修不清楚,為此,本文對(duì)目前幾種常見(jiàn)的加工中心主軸準(zhǔn)停裝置進(jìn)行總結(jié)分類,分別介紹其結(jié)構(gòu)、工作原理。4.1主軸準(zhǔn)停裝置的種類通常主軸準(zhǔn)停機(jī)構(gòu)有兩種,即機(jī)械式與電氣式。4.1.1機(jī)械式準(zhǔn)停裝置圖4-1為典型的機(jī)械式準(zhǔn)停裝置,主要由帶有V形槽的粗、精定位盤(pán)、定位油缸、定向活塞、無(wú)觸點(diǎn)接近開(kāi)關(guān)等組成,裝在主軸的尾部。其中, 粗定位盤(pán)用螺釘緊固在精定位盤(pán)上,帶有V 形槽的精定位盤(pán)與主軸保持一定關(guān)系,以實(shí)現(xiàn)主軸圓周位置的準(zhǔn)停。準(zhǔn)停前,若主軸處于運(yùn)行狀態(tài),當(dāng)CNC發(fā)出準(zhǔn)停指令后,主軸迅速降速至該機(jī)床設(shè)定

20、的定向準(zhǔn)停的低速度nort (一般設(shè)定在60300 r /min)旋轉(zhuǎn);若主軸靜止時(shí),當(dāng)CNC發(fā)出準(zhǔn)停指令后,主軸則迅速升速到設(shè)定的定向準(zhǔn)停的最低速度旋轉(zhuǎn),當(dāng)檢測(cè)到無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)的有效信號(hào)后,主軸電動(dòng)機(jī)立即停止并斷開(kāi)主傳動(dòng)鏈(此時(shí)主軸由于慣性會(huì)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)) ,同時(shí)準(zhǔn)停油缸右腔進(jìn)油,定向活塞帶動(dòng)定位銷(xiāo)伸出并壓向接觸精定位盤(pán)面,定位銷(xiāo)端部滾子在精定位盤(pán)面上滾動(dòng),當(dāng)其正對(duì)定位盤(pán)V形槽時(shí),定位銷(xiāo)在油缸的壓力下插入V形槽,卡住槽輪,完成準(zhǔn)停精定位。最終,準(zhǔn)停到位信號(hào)LS2 有效,準(zhǔn)停動(dòng)作完成。機(jī)械準(zhǔn)停裝置只能進(jìn)行單角度準(zhǔn)停。采用這種傳統(tǒng)方法定位,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,在早期數(shù)控機(jī)床上使用較多。4.1.2 電氣準(zhǔn)停機(jī)構(gòu)現(xiàn)代

21、數(shù)控機(jī)床采用電氣方式定位較多。電氣方式定位一般有以下三種實(shí)現(xiàn)方法。4.1.2.1磁傳感器型主軸準(zhǔn)停裝置如圖4-2所示,磁傳感器主軸準(zhǔn)停裝置是利用磁性傳感器檢測(cè)定位。在主軸上安裝個(gè)發(fā)磁體,在距離發(fā)磁體旋轉(zhuǎn)外軌跡12mm處固定一個(gè)磁傳感器,它經(jīng)過(guò)放大器并與主軸控制單元相連接,當(dāng)主軸控制單元接收到數(shù)控系統(tǒng)發(fā)來(lái)的準(zhǔn)停信號(hào)ORT時(shí),主軸立即變速至主軸準(zhǔn)停時(shí)的設(shè)定速度,當(dāng)主軸控制單元接收到磁傳感器信號(hào)后,主軸驅(qū)動(dòng)立即進(jìn)入磁傳感器作為反饋元件的位置閉環(huán)控制,目標(biāo)位置即為準(zhǔn)停位置。準(zhǔn)停完成后,主軸驅(qū)動(dòng)裝置向數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出準(zhǔn)停完成信號(hào)ORE。磁傳感器主軸準(zhǔn)停裝置也是單角度準(zhǔn)停。4.1.2.2編碼器型主軸準(zhǔn)停裝置如

22、圖4-3所示,這種方法是通過(guò)主軸電動(dòng)機(jī)內(nèi)置安裝的位置編碼器或在機(jī)床主軸箱上安裝一個(gè)與主軸11同步旋轉(zhuǎn)的位置編碼器來(lái)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)?？刂?準(zhǔn)停角度可任意設(shè)定。主軸驅(qū)動(dòng)裝置內(nèi)部可自動(dòng)轉(zhuǎn)換,使主軸驅(qū)動(dòng)處于速度控制或位置控制狀態(tài)。4.1.2.3 數(shù)控系統(tǒng)控制主軸準(zhǔn)停裝置數(shù)控系統(tǒng)控制主軸準(zhǔn)停原理如圖4-4所示,準(zhǔn)停的角度可由數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)定成任意值,準(zhǔn)停由數(shù)控代碼M19執(zhí)行。當(dāng)執(zhí)行M19或M19S 時(shí),數(shù)控系統(tǒng)先將M19送至可編程控制器( PLC) ,經(jīng)PLC處理后送出控制信號(hào),控制主軸電動(dòng)機(jī)由靜止迅速升速或在原來(lái)運(yùn)行的較高速度下迅速降速到定向準(zhǔn)停設(shè)定的速度nort運(yùn)行,來(lái)尋找主軸編碼器零位脈沖C,然后進(jìn)入位置

23、閉環(huán)控制狀態(tài),并按系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定定向準(zhǔn)停。若執(zhí)行M19,無(wú)S指令,則主軸(定位)準(zhǔn)停于相對(duì)C脈沖的某一缺省位置;若執(zhí)行M19S ,則主軸(定位)準(zhǔn)停于指令位置,即相對(duì)零位脈沖度處。需要說(shuō)明的是,對(duì)于加工中心主軸定向準(zhǔn)停的具體控制過(guò)程,不同的系統(tǒng),其具體控制執(zhí)行過(guò)程可能略有區(qū)別,但大同小異。4.2 數(shù)控系統(tǒng)準(zhǔn)停PMC程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)以FANUC數(shù)控系統(tǒng)專用PMC系統(tǒng)為例。 當(dāng)執(zhí)行M06時(shí)，M06的宏程序中M19開(kāi)始執(zhí)行，系統(tǒng)M碼選通信號(hào)F7.0為1，系統(tǒng)讀出M指令后使得F10中的數(shù)據(jù)改變，譯碼指令DECB執(zhí)行后，對(duì)應(yīng)的R7.0繼電器導(dǎo)通。主軸主向繼電器G70.6為1，其中R1.3，R1.4分別為主軸

24、正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的控制信號(hào)，在此起互鎖作用，CNC讀取G70.6信號(hào)為1時(shí)，主軸開(kāi)始尋找主軸編碼器零位脈沖。然后進(jìn)入位置閉環(huán)控制狀態(tài)，并按系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定方向準(zhǔn)停。使主軸準(zhǔn)停到位信號(hào)燈亮，至此M代碼完成。如梯形圖4-5所示。圖4-5數(shù)控系統(tǒng)準(zhǔn)停PMC控制5、 機(jī)械手動(dòng)作及其控制5.1 自動(dòng)刀具交換動(dòng)作步驟本文以BT50-24TOOL圓盤(pán)式刀庫(kù)絕個(gè)為例說(shuō)明，如圖5-1。 1.程序執(zhí)行到選刀指T令碼時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)方向判別后控制刀庫(kù)電動(dòng)機(jī)1正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，刀庫(kù)中刀位計(jì)數(shù)開(kāi)關(guān)2開(kāi)始計(jì)時(shí)（計(jì)算出到達(dá)換刀點(diǎn)的位置），當(dāng)?shù)稁?kù)上所選的刀具轉(zhuǎn)到換刀位置時(shí)，旋轉(zhuǎn)刀庫(kù)電動(dòng)機(jī)立即停止，完成選刀定位控制。2.當(dāng)代碼執(zhí)行后，倒刀電磁閥線

25、圈獲電，氣缸推動(dòng)選刀的刀杯向下翻轉(zhuǎn)90度，倒刀到位檢測(cè)信號(hào)開(kāi)關(guān)8發(fā)出信號(hào)，完成倒刀控制，同時(shí)這個(gè)信號(hào)還是交換刀具的開(kāi)始信號(hào)，如圖5-2b所示。3.執(zhí)行到交換刀具指令，交換刀具指令一般為M06,首先主軸自動(dòng)返回?fù)Q刀點(diǎn)（一般是機(jī)床的第二參考點(diǎn)），且實(shí)現(xiàn)主軸準(zhǔn)停，然后換刀電動(dòng)機(jī)10啟動(dòng)運(yùn)行，通過(guò)錐齒輪14、凸輪滾子15、十字軸17帶動(dòng)機(jī)械手從原位逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)60度，進(jìn)行機(jī)械手抓刀控制，當(dāng)機(jī)械手扣刀定位開(kāi)關(guān)6發(fā)出到位信號(hào)后，換刀電動(dòng)機(jī)10立即停止，主軸刀具加緊裝置自動(dòng)松開(kāi)，如圖5-2c所示。4.主軸刀具松開(kāi)后，換刀電動(dòng)機(jī)10起動(dòng)運(yùn)行，通過(guò)圓柱凸輪12、杠桿13是機(jī)械手下降，進(jìn)行拔刀控制，機(jī)械手完成拔刀后

26、，換刀電動(dòng)機(jī)10繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，連續(xù)完成下一個(gè)換刀動(dòng)作，如圖5-2d所示。5.當(dāng)機(jī)械手完成拔刀控制后，通過(guò)錐齒輪14、凸輪滾子15、十字軸 17帶動(dòng)機(jī)械手逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)180度，使主軸刀具與刀庫(kù)刀具交換位置。然后通過(guò)圓柱凸輪12、杠桿13使機(jī)械手上升，把交換后的刀具插入主軸錐孔和刀庫(kù)的刀套中。機(jī)械手完成插刀后，換刀電動(dòng)機(jī)停止開(kāi)關(guān)5發(fā)出信號(hào)使電動(dòng)機(jī)立即停止。刀具插入主軸錐孔后，刀具的自動(dòng)加緊機(jī)構(gòu)加緊刀具，如5-2e所示。6.當(dāng)機(jī)械手扣刀到位檢測(cè)信號(hào)開(kāi)關(guān)6再次接通后，換刀電動(dòng)機(jī)10啟動(dòng)運(yùn)行，通過(guò)錐齒輪14、凸輪滾子15、十字軸17帶動(dòng)機(jī)械手順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)60度，回到機(jī)械手的原點(diǎn)位置。機(jī)械手原位到位開(kāi)關(guān)7接通后，

27、換刀電動(dòng)機(jī)10立即停止，如圖5-2f所示。7.當(dāng)機(jī)械手回到原位后，機(jī)械手原位到位后，機(jī)械手原位到位開(kāi)關(guān)7接通回刀電磁閥線圈獲電，氣缸推動(dòng)刀杯向上翻轉(zhuǎn)90度，為下次選刀做準(zhǔn)備。回刀氣缸伸出定位開(kāi)關(guān)9接通，完成整個(gè)換刀過(guò)程。其PMC控制加工中心隨機(jī)自動(dòng)換刀程序流程圖如圖5-3。圖5-3機(jī)械手動(dòng)作流程圖5.2 PMC程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)5.2.1系統(tǒng)PMC輸入/輸出地址分配圖5-4，為機(jī)械手動(dòng)作PMC輸入/輸出信號(hào)地址分配圖，X0.5為機(jī)械手換刀電動(dòng)機(jī)停信號(hào)，X0.6為機(jī)械手扣刀定位信號(hào)，X0.7為機(jī)械手原點(diǎn)確認(rèn)信號(hào)，X1.0為倒氣缸縮回定位信號(hào)，X1.1為回刀氣缸伸出定位信號(hào)，X1.2為主軸汽缸控制信號(hào)

28、，X1.3為汽缸復(fù)位到位信號(hào)，X10.1為機(jī)械手電機(jī)過(guò)載信號(hào)，X10.2為刀杯液壓泵過(guò)載信號(hào)；Y0.3為機(jī)械手電機(jī)控制信號(hào)，Y0.4為刀杯液壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)，Y0.5為刀杯液壓復(fù)位控制信號(hào)，Y0.6刀杯復(fù)位控制信號(hào)，Y0.7為主軸汽缸動(dòng)作控制信號(hào)。圖 5-4 機(jī)械手動(dòng)作I/O地址分配圖5.2.2 PMC程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)以FANUC數(shù)控系統(tǒng)專用PMC系統(tǒng)為例，當(dāng)執(zhí)行M06時(shí)，M06的宏程序中M80，M81，M90，M82，M91，M83，M84依次執(zhí)行，系統(tǒng)M碼選通信號(hào)F7.0為1，系統(tǒng)讀出M指令后使得F10中的數(shù)據(jù)改變，譯碼指令DECB執(zhí)行后，對(duì)應(yīng)的R繼電器導(dǎo)通。執(zhí)行M80時(shí)，R8.0為1，使得刀杯動(dòng)

29、作中間繼電器R6.0為1，使得刀杯復(fù)位液壓泵停止工作（Y0.5），刀杯動(dòng)作液壓泵工作（Y0.4），直至換換刀動(dòng)作完全完成（X0.0，X1.0都為1），當(dāng)?shù)侗簤罕眠^(guò)載（X10.1）時(shí)則出現(xiàn)過(guò)載報(bào)警。當(dāng)執(zhí)行M81，M82，M83時(shí)，機(jī)械手動(dòng)作中間繼電器R6.1，R6.2相繼為1 ，使得機(jī)械手控制信號(hào)Y0.3為1，機(jī)械手開(kāi)始動(dòng)作，由一連貫的機(jī)械傳動(dòng)，完成機(jī)械手動(dòng)作，X0.5，X0.6，X0.7為機(jī)械手動(dòng)作中的行程到位檢測(cè)信號(hào)，X10.2為機(jī)械手電機(jī)過(guò)載保護(hù)信號(hào)。當(dāng)?shù)侗瓘?fù)位信號(hào)X1.1為1時(shí)，機(jī)械手動(dòng)作完成。M90為主軸汽缸控制,當(dāng)系統(tǒng)讀到M90時(shí),使得R6.6為1,接通Y0.7,通過(guò)Y0.7控制主

30、軸汽缸電磁閥,使得汽缸下移,此時(shí)便可開(kāi)始換刀動(dòng)作,M91為汽缸復(fù)位控制,當(dāng)執(zhí)行M91時(shí),中間繼電器R9.1為1,使汽缸控制信號(hào)Y0.7失電,使得汽缸復(fù)位。M85為出現(xiàn)故障時(shí)機(jī)械手無(wú)條件復(fù)位信號(hào)，它使機(jī)械手控制電機(jī)一直帶電，直到機(jī)械手復(fù)位信號(hào)X0.7為1。具體控制梯形圖如圖5-5。圖 5-5 機(jī)械手動(dòng)作PMC控制6、刀庫(kù)及換刀機(jī)械手的常見(jiàn)故障和維護(hù)刀庫(kù)及換刀機(jī)械手結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，且在工作中又頻繁運(yùn)動(dòng)，所以故障率較高，目前機(jī)床上有50以上的故障都與之有關(guān)。如刀庫(kù)運(yùn)動(dòng)故障，定位誤差過(guò)大，機(jī)械手夾持刀柄不穩(wěn)定，機(jī)械手動(dòng)作誤差過(guò)大等。這些故障最后都造成換刀動(dòng)作卡位，整機(jī)停止工作。因此刀庫(kù)及換刀機(jī)械手的維護(hù)十

31、分重要。6.1刀庫(kù)及換刀機(jī)械手的維護(hù)要點(diǎn)1)嚴(yán)禁把超重、超長(zhǎng)的刀具裝入刀庫(kù)，防止在機(jī)械手換刀時(shí)掉刀或刀具與工件、夾具等發(fā)生碰撞。2)順序選刀方式必須注意刀具放置在刀庫(kù)中的順序要正確，其他選刀方式也要注意所換刀具是否與所需刀具一致，防止換錯(cuò)刀具導(dǎo)致事故發(fā)生。3)用手動(dòng)方式往刀庫(kù)上裝刀時(shí)，要確保裝到位，裝牢靠，并檢查刀座上的鎖緊裝置是否可靠。4)經(jīng)常檢查刀庫(kù)的回零位置是否正確，檢查機(jī)床主軸回?fù)Q刀點(diǎn)位置是否到位，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)調(diào)整，否則不能完成換刀動(dòng)作。5)要注意保持刀具刀柄和刀套的清潔。 6)開(kāi)機(jī)時(shí)，應(yīng)先使刀庫(kù)和機(jī)械手空運(yùn)行，檢查各部分工作是否正常，特別是行程開(kāi)關(guān)和電磁閥能否正常動(dòng)作。檢查機(jī)械手液

32、壓系統(tǒng)的壓力是否正常，刀具在機(jī)械手上鎖緊是否可靠，發(fā)現(xiàn)不正常時(shí)應(yīng)及時(shí)處理。6.2刀庫(kù)的故障刀庫(kù)的主要故障有：刀庫(kù)不能轉(zhuǎn)動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)不到位；刀套不能夾緊刀具；刀套上下不到位等。(1)刀庫(kù)不能轉(zhuǎn)動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)不到位 刀庫(kù)不能轉(zhuǎn)動(dòng)的原因可能有：聯(lián)接電動(dòng)機(jī)軸與蝸桿軸的聯(lián)軸器松動(dòng)；變頻器故障，應(yīng)檢查變頻器的輸入、輸出電壓是否正常；PLC無(wú)控制輸出，可能是接口板中的繼電器失效；機(jī)械連接過(guò)緊；電網(wǎng)電壓過(guò)低。刀庫(kù)轉(zhuǎn)不到位的原因可能有：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)故障，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)誤差。(2)刀套不能夾緊刀具 原因可能是刀套上的調(diào)整螺釘松動(dòng)，或彈簧太松，造成卡緊力不足；或刀具超重。(3)刀套上下不到位 原因可能是裝置調(diào)整不當(dāng)或加工誤差過(guò)大而造

33、成撥叉位置不正確；限位開(kāi)關(guān)安裝不正確或調(diào)整不當(dāng)而造成反饋信號(hào)錯(cuò)誤。6.3換刀機(jī)械手故障(1)刀具夾不緊掉刀 原因可能是卡緊爪彈簧壓力過(guò)?。换驈椈珊竺娴穆菽杆蓜?dòng)；或刀具超重；或機(jī)械手卡緊鎖不起作用等。(2)刀具夾緊后松不開(kāi) 原因可能是松鎖的彈簧壓合過(guò)緊，卡爪縮不回：應(yīng)調(diào)松螺母，使最大載荷不超過(guò)額定數(shù)值。(3) 刀具交換時(shí)掉刀 換刀時(shí)主軸箱沒(méi)有回到換刀點(diǎn)或換刀點(diǎn)漂移，機(jī)械手抓刀時(shí)沒(méi)有到位，就開(kāi)始拔刀，都會(huì)導(dǎo)致?lián)Q刀時(shí)掉刀。這時(shí)應(yīng)重新移動(dòng)主軸箱，使其回到換刀點(diǎn)位置，重新設(shè)定換刀點(diǎn)。6.4自動(dòng)換刀裝置故障維修實(shí)例6.4.1機(jī)械手故障的維修例1故障現(xiàn)象：JCS-018A立式加工中心(北京精密機(jī)床廠生產(chǎn))機(jī)

34、械手失靈；手臂旋轉(zhuǎn)速度快慢不均，氣液轉(zhuǎn)換器失油頻率加快，機(jī)械手旋轉(zhuǎn)不到位，手臂升降不動(dòng)作，或手臂復(fù)位不靈。調(diào)整SC-15節(jié)流閥配合手動(dòng)調(diào)整，只能維持短時(shí)間正常運(yùn)行，且排氣聲音逐漸渾濁，不像正常動(dòng)作時(shí)清晰，最后到不能換刀。分析及處理過(guò)程：1)手臂旋轉(zhuǎn)75抓主軸和刀套上的刀具，必須到位抓牢，才能下降脫刀。動(dòng)作到位后旋轉(zhuǎn)180，換刀位置上升分別插刀，手臂再?gòu)?fù)位、刀套上。手臂75、180旋轉(zhuǎn)，其動(dòng)力傳遞是壓縮空氣源推動(dòng)氣液轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成液壓油由電控程序指令控制，其旋轉(zhuǎn)速度由SC-15節(jié)流閥調(diào)整；換向由5ED-IONl8F電磁閥控制。一般情況下，這些元器部件的壽命很長(zhǎng)，可以排除這類元器件存在的問(wèn)題。2)因

35、刀套上下和手臂上下是獨(dú)立的氣源推動(dòng)，排氣也是獨(dú)立的消聲排氣口，所以不受手臂旋轉(zhuǎn)力傳遞的影響；但旋轉(zhuǎn)不到位時(shí)，手臂升降是不可能的。根據(jù)這一原理，著重檢查手臂旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)執(zhí)行元器件成為必要的工作。3)觀察75、180手臂旋轉(zhuǎn)或不旋轉(zhuǎn)時(shí)液壓缸伸縮對(duì)應(yīng)氣液轉(zhuǎn)換各油標(biāo)升降、高低情況，發(fā)覺(jué)左右配對(duì)的氣液轉(zhuǎn)換器，左邊呈上限右邊就呈下極限，反之亦然，且公用的排氣口有較大量油液排出。分析氣液轉(zhuǎn)換器、尼龍管道均屬密閉安裝，所以此故障原因應(yīng)在執(zhí)行器件液壓缸上。4)拆卸機(jī)械手液壓缸，解體檢查，發(fā)現(xiàn)活塞支承環(huán)O形圈均有直線性磨損，已不能密封。液壓缸內(nèi)壁粗糙，環(huán)狀刀紋明顯，精度太差。更換上北京精密機(jī)床廠生產(chǎn)的80缸筒，重裝調(diào)

36、整后故障消失，正常運(yùn)行至今已7年，未再發(fā)生機(jī)械手換刀失靈故障。例2故障現(xiàn)象：某配套FANUC 11系統(tǒng)的BX-110P加工中心，JOG方式時(shí)，機(jī)械手在取送刀具時(shí)，不能縮爪。機(jī)床在JOG狀態(tài)下加工工件時(shí)，機(jī)械手將刀具從主刀庫(kù)中取出送入送刀盒中，不能縮爪，但卻不報(bào)警；將方式選擇到ATC狀態(tài)，手動(dòng)操作都正常。分析及處理過(guò)程：經(jīng)查看梯型圖，原來(lái)是限位開(kāi)關(guān)LS916并沒(méi)有壓合；調(diào)整限位開(kāi)關(guān)位置后，機(jī)床恢復(fù)正常。但過(guò)一段時(shí)間后，再次出現(xiàn)此故障，檢查L(zhǎng)S916并沒(méi)松動(dòng)，但卻沒(méi)有壓合，由此懷疑機(jī)械手的液壓缸拉桿沒(méi)伸到位。經(jīng)查發(fā)現(xiàn)液壓缸拉桿頂端鎖緊螺母的緊定螺釘松動(dòng)，使液壓缸伸縮的行程發(fā)生了變化；調(diào)整了鎖緊螺母

37、并擰緊緊定螺釘后，此故障排除。例3換刀不到位的故障維修故障現(xiàn)象：自動(dòng)換刀時(shí)刀鏈運(yùn)轉(zhuǎn)不到位。當(dāng)進(jìn)行到自動(dòng)換刀程序時(shí)，刀庫(kù)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，但是所需要換的刀具沒(méi)有傳動(dòng)到位，刀庫(kù)就停止運(yùn)轉(zhuǎn)了。3min后機(jī)床自動(dòng)報(bào)警。分析及處理過(guò)程：MPA-H100A加工中心是日本三菱公司廣島工機(jī)工廠生產(chǎn)，所配CNC系統(tǒng)為FANUC 6M-MODELB，工作臺(tái)為1000mml000mm，60把刀具。由上述故障查報(bào)警知道是換刀時(shí)間超出。此時(shí)在MDI方式中，無(wú)論用手動(dòng)輸入刀庫(kù)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)還是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)動(dòng)作指令，刀庫(kù)均不動(dòng)作。檢查電氣控制系統(tǒng)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)什么異常；PLC輸出指示器上的發(fā)光二極管燃亮，表明PLC有輸出，刀庫(kù)順時(shí)針和逆時(shí)針

38、傳動(dòng)電磁閥上的逆時(shí)針一側(cè)的發(fā)光二極管燃亮，表明電磁閥有電，此時(shí)刀庫(kù)不動(dòng)作，那么問(wèn)題應(yīng)該發(fā)生在液壓系統(tǒng)或者其他方面。但是液壓系統(tǒng)的壓力正常，各油路均暢通并無(wú)堵塞現(xiàn)象；檢查各個(gè)液壓閥的液壓器件也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)什么問(wèn)題，估計(jì)故障可能出在液壓馬達(dá)上。為此，拆除了防護(hù)罩，卸下了液壓馬達(dá)，能拆卸檢查的部位，都作了檢查，也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)什么問(wèn)題；后又將液壓馬達(dá)送到大連組合機(jī)床研究所去鑒定，其測(cè)試結(jié)論是液壓馬達(dá)是完好的。經(jīng)在場(chǎng)的同志們仔細(xì)分析研究后認(rèn)為，問(wèn)題只能有一個(gè)，那就是機(jī)械方面的故障；但刀庫(kù)的各部位，各個(gè)零部件均無(wú)明顯的損傷痕跡，因此機(jī)械損壞故障可排除在外；最后問(wèn)題歸結(jié)為一點(diǎn)，即刀庫(kù)負(fù)載太重，或者有阻滯的部位，以至

39、液壓馬達(dá)帶不動(dòng)所致。事實(shí)上的確如此。我們?cè)诩庸?0t叉車(chē)箱體時(shí)，由于工件較復(fù)雜，加工面較多，所用刀具多達(dá)40多把，而且大的刀具，長(zhǎng)的刀具(最長(zhǎng)的刀具達(dá)550mm)，重的刀具(最重的刀具達(dá)25kg以上)用量都很大，而且我們忽略了刀具在刀庫(kù)上的分布情況，重而長(zhǎng)的刀具在刀庫(kù)上沒(méi)有均勻分布，而是集中于一段，以至造成刀庫(kù)的鏈帶局部拉得太緊，變形較大，并且可能有阻滯現(xiàn)象，所以機(jī)床的液壓馬達(dá)帶不動(dòng)。最后我們把刀庫(kù)鏈帶的可調(diào)部分稍松了一些，結(jié)果一切都恢復(fù)正常，說(shuō)明問(wèn)題的確是出在機(jī)械上。注意：刀庫(kù)的鏈帶又不能調(diào)得太松，否則會(huì)有“飛刀”的危險(xiǎn)。有一次機(jī)械手在刀庫(kù)側(cè)抓刀時(shí)，當(dāng)把刀具拔出、然后上升、再進(jìn)行180?旋轉(zhuǎn)

40、時(shí)，刀具突然被甩出，險(xiǎn)些釀成大禍。分析這起故障的原因，就是因?yàn)榈稁?kù)鏈帶太松的緣故。該機(jī)床機(jī)械手的兩個(gè)卡爪是靠向下的推力而被刀柄的外徑向外擠開(kāi)，然后靠彈簧的張力來(lái)夾緊刀具的。當(dāng)機(jī)械手向下抓刀時(shí)，由于鏈帶太松，鏈帶也隨著機(jī)械手向下的推力而向下拱曲，結(jié)果機(jī)械手的卡爪只抓住刀柄的一大半，并沒(méi)有完全抓靠、抓牢，當(dāng)機(jī)械手旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于刀具很重，在離心力的作用下，刀具就沿切線方向甩出去。經(jīng)把鏈帶稍微緊了一下，就再也沒(méi)有發(fā)生類似情況。6.4.2 刀庫(kù)無(wú)法旋轉(zhuǎn)的故障維修例1故障現(xiàn)象：自動(dòng)換刀時(shí)刀鏈運(yùn)轉(zhuǎn)不到位。當(dāng)進(jìn)行到自動(dòng)換刀程序時(shí)，刀庫(kù)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，但是所需要換的刀具沒(méi)有傳動(dòng)到位，刀庫(kù)就停止運(yùn)轉(zhuǎn)了。3min后機(jī)床自動(dòng)

41、報(bào)警。分析及處理過(guò)程：TH42160龍門(mén)加工中心采用的鏈?zhǔn)降稁?kù)，其配套的CNC系統(tǒng)為SIEMENS 840D。由上述故障查報(bào)警知道是換刀時(shí)間超出。此時(shí)在MDI方式中，無(wú)論用手動(dòng)輸入刀庫(kù)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)還是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)動(dòng)作指令，刀庫(kù)均不動(dòng)作。檢查電氣控制系統(tǒng)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)什么異常；PLC輸出指示器上的發(fā)光二極管燃亮，表明PLC有輸出，那么問(wèn)題應(yīng)該發(fā)生在機(jī)械傳動(dòng)方面。估計(jì)故障可能出在減速器上。為此，拆除了防護(hù)罩，卸下了伺服電動(dòng)機(jī)，拆開(kāi)減速器，發(fā)現(xiàn)減速器內(nèi)一傳動(dòng)軸上的聯(lián)接鍵脫落，致使動(dòng)力傳動(dòng)路線中斷，刀庫(kù)無(wú)法旋轉(zhuǎn)。修復(fù)減速器后，故障排除。例2換刀錯(cuò)誤的故障維修 故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套OKUMA OSP700系統(tǒng)，型

42、號(hào)為XHAD765的數(shù)控機(jī)床，換刀中1號(hào)大刀未插回大刀刀位，大刀刀位插著其他刀，實(shí)際刀號(hào)刀位與機(jī)床控制系統(tǒng)中刀號(hào)刀位不符，即換刀錯(cuò)誤，機(jī)床無(wú)報(bào)警，幸虧操作工細(xì)心，及時(shí)發(fā)現(xiàn)停機(jī)。分析及處理過(guò)程：換刀錯(cuò)誤是一種危險(xiǎn)的故障，由于無(wú)報(bào)警，機(jī)床將繼續(xù)工作，直到發(fā)生設(shè)備事故報(bào)警。由于換刀與眾多位置開(kāi)關(guān)和PLC控制程序及CNC處理過(guò)程有關(guān)，應(yīng)重點(diǎn)檢查這幾部分。手工將實(shí)際刀具刀位調(diào)整到與控制系統(tǒng)中的一致，再執(zhí)行換刀，發(fā)現(xiàn)除換1號(hào)刀外，其他換刀過(guò)程均正常。手動(dòng)方式下，打開(kāi)刀庫(kù)側(cè)門(mén)，按刀庫(kù)上行或下行鍵，旋轉(zhuǎn)刀庫(kù)刀鏈，觀察刀位表中當(dāng)前刀位變化，發(fā)現(xiàn)在1號(hào)與30號(hào)刀位過(guò)渡時(shí)，刀位顯示與實(shí)際刀位相差一個(gè)刀位，原來(lái)是刀庫(kù)

43、在過(guò)零點(diǎn)時(shí)出現(xiàn)刀位錯(cuò)誤。關(guān)機(jī)后檢查零點(diǎn)開(kāi)關(guān)插頭、刀庫(kù)旋轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)開(kāi)關(guān)插頭與FUB-P4M4相關(guān)插頭，發(fā)現(xiàn)進(jìn)油。將插頭清理后再重新插好，過(guò)20min再開(kāi)機(jī)，換到手動(dòng)方式，打開(kāi)刀庫(kù)門(mén)。手動(dòng)上行、下行移動(dòng)刀庫(kù)，觀察刀庫(kù)在過(guò)零點(diǎn)時(shí)刀位顯示正常，再切換到MDI方式，輸入T1M6執(zhí)行換刀，再輸入T30 M6執(zhí)行換刀。經(jīng)查實(shí)際刀位刀號(hào)與刀位刀具表中一致，進(jìn)行正常加工，未出現(xiàn)錯(cuò)誤。多次維修證明，各位置開(kāi)關(guān)均采用插頭聯(lián)接是該機(jī)床電氣一大缺陷，容易接觸不良引起故障。由于刀庫(kù)零點(diǎn)開(kāi)關(guān)與刀庫(kù)旋轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)開(kāi)關(guān)共用一個(gè)插頭供電，當(dāng)插頭接觸不良而刀庫(kù)又過(guò)零點(diǎn)時(shí)，易引起刀庫(kù)旋轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)開(kāi)關(guān)閃爍，導(dǎo)致錯(cuò)誤計(jì)數(shù)。 例3刀庫(kù)報(bào)警的故障維修 故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套OKUMA OSP700系統(tǒng)，型號(hào)為XHAD765的數(shù)控機(jī)床，出現(xiàn)“2722、刀庫(kù)刀套號(hào)0”報(bào)警。分析及處理過(guò)程：該報(bào)警的含義為“刀庫(kù)刀套號(hào)的數(shù)據(jù)不定”。切換到手動(dòng)運(yùn)行方式，打開(kāi)刀庫(kù)門(mén)，按上行或下行鍵，讓刀庫(kù)過(guò)一次零點(diǎn)，故障未能排除；打開(kāi)PLC數(shù)據(jù)查各開(kāi)關(guān)狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)IMGRCT信號(hào)有閃爍，懷疑接觸不良，關(guān)機(jī)將刀庫(kù)內(nèi)各傳感器插頭拔出，發(fā)現(xiàn)進(jìn)油。清除油污再插好，開(kāi)機(jī)后故障排除。例4刀庫(kù)不停轉(zhuǎn)的故障維修 故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套FANUC 0MC系統(tǒng)，型號(hào)為XH754的數(shù)控機(jī)床，刀庫(kù)在換刀過(guò)程中不停轉(zhuǎn)動(dòng)。分析及處理過(guò)程：拿螺