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標題: 立式加工中心換刀系統(tǒng)故障處理方法（圖解） [打印本頁]

作者: kasitemotor 時間: 2017-8-15 11:37
標題: 立式加工中心換刀系統(tǒng)故障處理方法（圖解）
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，與其他機床相比，加工中心大大縮短了工件裝夾、測量和機床調整的時間。縮短工件的周轉、搬運和存放時間，使機床的切削時間利用率高于普通機床的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部件、主軸部件、進給機構、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、主軸和軸承等零件組成，主軸的啟動、準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動。數(shù)控系統(tǒng)是由數(shù)控裝置、PLC、伺服驅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、機械手等部件組成，當需要換刀時，數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出指令，由機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，當輸入換刀指令時，刀庫一直在旋轉，處于選刀狀態(tài)無法停止，導致其無法換刀。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)控機床的高效益，就要保證它的開動率，這就對機床提出了穩(wěn)定性和可靠性的要求，即當機床出現(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。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[2]。現(xiàn)代化設備需要現(xiàn)代化和科學化的管理，數(shù)控機床的綜合性和復雜性決定了數(shù)控機床的故障修復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)控機床穩(wěn)定可靠地運行。
　　1 、換刀系統(tǒng)故障原因分析
　　本臺立式加工中心的正常換刀過程如下所述：在機床系統(tǒng)接到指令后，主軸回到換刀點的位置進行準停，之后刀庫向右移動到主軸處將其上的刀具取下，當主軸上面的刀具進入刀庫卡槽時，主軸向上移動脫離刀庫，隨后刀庫旋轉至對應刀號，將指令中所指定的刀具對準主軸正下方，主軸下移，使刀具進入主軸錐孔內，刀具夾緊后，刀庫退回到原來位置，換刀過程結束。由上述得知，換刀的關鍵點是主軸必須準停，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。所以故障的原因應分析如下幾個方面：
　　在刀庫能正常旋轉選刀、氣壓足夠的情況下，應分析：
　　(1)手動方式下能否換刀;
　　(2)刀庫是否可以正常移動;
　　(3)能否正常選刀;
　　(4)主軸準停后，Z 向的位置是否在之前設定好的換刀點的位置;
　　(5)系統(tǒng)中設置的換刀點的位置是否改變;
　　(6)主軸準停后，端面鍵是否與 X 軸平行。
　　2、具體排查措施
　　(1)在“手動”方式下，按下?lián)Q刀按鈕，機床能夠正常手動換刀。主軸內部的換刀缸沒有問題。
　　(2)按下機床右側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，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(接近開關)，數(shù)控系統(tǒng)就默認為 1號刀，并以此為計數(shù)基準，“馬氏機構”轉過幾次，當前就是幾號刀。在沒有刀具的情況下觀察整個換刀過程是否能完成，結果在選刀環(huán)節(jié)刀庫一直旋轉。如果記憶初始位置的小凸塊脫落或刀庫的接近開關存在問題，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)。經仔細檢查，是刀庫的接近開關脫落(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到位。主軸準停的原理是本機床采用霍爾元件檢測定向，引起主軸準停位置不準的原因可能是主軸準停裝置電氣系統(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。通過查閱此臺機床參數(shù)設置說明書可知制機床主軸定位的參數(shù)為主軸伺服驅動器的PA-39 號參數(shù)，參數(shù)的值上升越多主軸向反方向偏轉的角度越大[3]。
　　(5)將銑刀柄裝入主軸錐孔，Z 軸移動至換到平面，機械坐標顯示值為 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。換刀點位置與機床零點有關，此值在參數(shù)中設置，一經設置，在不重新設置的情況下便不會再改變。由于機床每次開機需進行回零的操作，當機床零點位置由于種種原因發(fā)生改變時，當前的換刀點便會和原設好的換刀點有誤差。對于不需回零的機床刀庫而言，即使機床的零點位置發(fā)生改變，也不會影響換刀點的位置，只是當機床的MOS電池不起作用、數(shù)據(jù)丟失的情況下才需要調整零點的位置，進而重新調整換刀點的位置。這臺機床每次開機后需進行回零操作，所以問題顯然是機床零點位置的變化導致?lián)Q刀點位置發(fā)生了改變。

　　根據(jù)以上排查結果及故障原因，制定出如下解決方案：
　　首先調節(jié)主軸定向，將主軸伺服驅動器 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
　　個點可正常換刀，經過測試換刀點在 Z-120.6 時合適，將機床的零點限位擋塊向下移動 16 mm，使主軸在 Z-104.6 mm時可以到達換刀位置，經過調試主軸可以到達換到位置;最后將脫落的接近開關安裝好(如圖 3 所示)。

　　圖 3 修復后的接近開關
　　維修結果：換刀過程可順利完成(如圖 4 所示)。

　　圖 4 修復后可正常換刀
　

作者: 火車司機1667 時間: 2017-8-15 15:44
有理有據(jù)

作者: 東海fyh126 時間: 2017-8-15 15:54
有圖有真相

作者: xiaobing86203 時間: 2017-8-15 18:05
這個帖子好，鐵證如山啊

作者: 韓寒11 時間: 2017-8-15 20:18
謝謝樓主分享，又學習了一招

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