項(xiàng)目5數(shù)控機(jī)床典型故障維修一、學(xué)習(xí)目標(biāo)二、工作任務(wù)模塊1機(jī)床回參考點(diǎn)故障及排除模塊2數(shù)控機(jī)床主軸相關(guān)故障處理模塊3數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)相關(guān)故障處理模塊4數(shù)控車床自動(dòng)換刀裝置控制及常見故障分析模塊5加工中心刀庫(kù)控制及常見故障分析第一頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。學(xué)習(xí)目標(biāo)終極目標(biāo):會(huì)對(duì)數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)的典型故障進(jìn)行分析與維修。促成目標(biāo):(1)會(huì)排除機(jī)床回參考點(diǎn)相關(guān)故障。(2)會(huì)排除主軸相關(guān)故障。(3)會(huì)排除進(jìn)給系統(tǒng)相關(guān)故障。(4)會(huì)排除車床刀架相關(guān)故障。(5)會(huì)排除加工中心刀庫(kù)相關(guān)故障。返回第二頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。工作任務(wù)排除數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)的相關(guān)故障。返回第三頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊1機(jī)床回參考點(diǎn)故障及排除一、學(xué)習(xí)目標(biāo)終極目標(biāo):會(huì)排除數(shù)控機(jī)床回參考點(diǎn)相關(guān)故障。促成目標(biāo):(1)會(huì)排除機(jī)床回不去參考點(diǎn)的故障。(2)會(huì)排除機(jī)床回參考點(diǎn)不準(zhǔn)的故障。二、工作任務(wù)排除機(jī)床不能回參考點(diǎn)的故障。三、相關(guān)實(shí)踐知識(shí)(一)回參考點(diǎn)過程異常，找不到參考點(diǎn)，機(jī)床硬限位超程報(bào)警下一頁(yè)返回第四頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊1機(jī)床回參考點(diǎn)故障及排除(1)機(jī)床回零過程無減速動(dòng)作或一直以減速回零，多數(shù)原因?yàn)闇p速開關(guān)或接線故障。(2)機(jī)床回零動(dòng)作正常，但系統(tǒng)得不到一轉(zhuǎn)信號(hào)。原因可能是電動(dòng)機(jī)編碼器及接線或系統(tǒng)軸板故障，可以使用交換法來檢驗(yàn)。(二)回參考點(diǎn)過程正常，但參考點(diǎn)不準(zhǔn)確這類故障主要與以下因素有關(guān):減速擋塊偏移、柵格偏移量參數(shù)設(shè)定不當(dāng)、參考計(jì)數(shù)器容量參數(shù)設(shè)定不當(dāng)、位置環(huán)增益設(shè)定過大、編碼器或軸板不良。(1)參考點(diǎn)減速擋塊位置調(diào)整不當(dāng)。(2)參考點(diǎn)減速擋塊長(zhǎng)度不當(dāng)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第五頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊1機(jī)床回參考點(diǎn)故障及排除(3)電機(jī)與絲杠之間連接不良。(4)電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定，脈沖編碼器電源電壓太低。(5)零位脈沖信號(hào)干擾，零漂過大。(6)還有可能是系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定不當(dāng)引起。四、相關(guān)理論知識(shí)(一)參考點(diǎn)的作用機(jī)床參考點(diǎn)(MachineReferencePosition)是給機(jī)床各個(gè)進(jìn)給軸預(yù)先設(shè)置的一個(gè)位置，絕大多數(shù)數(shù)控機(jī)床開機(jī)后的第一動(dòng)作一般都是手動(dòng)操作回參考點(diǎn)。如果用戶不想每次開機(jī)都回參考點(diǎn)，可以選配帶絕對(duì)值上一頁(yè)下一頁(yè)返回第六頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊1機(jī)床回參考點(diǎn)故障及排除編碼器的伺服電機(jī)，由于系統(tǒng)斷電后位置檢測(cè)裝置靠電池來維持機(jī)床坐標(biāo)值實(shí)際位置的記憶，所以開機(jī)時(shí)不需要進(jìn)行返回參考點(diǎn)操作。目前，大多數(shù)數(shù)控機(jī)床位置檢測(cè)裝置都采用增量式的旋轉(zhuǎn)編碼器或增量式光柵尺作為反饋元件，系統(tǒng)斷電后，工件坐標(biāo)系的值就失去了記憶，盡管靠電池能維持機(jī)械坐標(biāo)值，但那只是機(jī)床斷電前的位置，而非機(jī)床的實(shí)際位置;機(jī)床在上電后，不能確定在當(dāng)前機(jī)床坐標(biāo)系中的實(shí)際位置，所以必須進(jìn)行回參考點(diǎn)操作，用來確定初始位置，即機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)。參考點(diǎn)是建立機(jī)床坐標(biāo)系的基準(zhǔn)，在機(jī)床坐標(biāo)系建立起來以后，坐標(biāo)軸的反向間隙補(bǔ)償、絲杠螺距誤差、軟限位才能生效，零點(diǎn)偏移才有意義，所以參考點(diǎn)對(duì)于機(jī)床是必不可少的。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第七頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊1機(jī)床回參考點(diǎn)故障及排除(二)回參考點(diǎn)方式一般返回參考點(diǎn)按檢測(cè)元件檢測(cè)原點(diǎn)信號(hào)方式的不同有柵點(diǎn)法和磁開關(guān)法兩種。柵點(diǎn)法中，按檢測(cè)元件的不同，可分為以絕對(duì)脈沖編碼器和增量脈沖編碼器方式回零。具體是在機(jī)床本體上裝有一個(gè)減速開關(guān)和減速擋塊，當(dāng)減速擋塊壓下減速開關(guān)時(shí)，伺服電機(jī)減速以接近原點(diǎn)的速度運(yùn)行，當(dāng)減速擋塊離開減速開關(guān)時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)檢測(cè)到的第一個(gè)零點(diǎn)信號(hào)就是原點(diǎn)。這種方法的特點(diǎn)是在進(jìn)行回原點(diǎn)操作后，機(jī)床原點(diǎn)的保持性好。磁開關(guān)法則是在機(jī)床本體上裝有一個(gè)磁鐵和磁感應(yīng)開關(guān)，當(dāng)磁感應(yīng)開關(guān)檢測(cè)到原點(diǎn)信號(hào)時(shí)，伺服電機(jī)停止運(yùn)行，該停止點(diǎn)即為原點(diǎn)。這種方法的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但原點(diǎn)不確定。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第八頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊1機(jī)床回參考點(diǎn)故障及排除還可以分為有自動(dòng)識(shí)別返回參考點(diǎn)方向和不自動(dòng)識(shí)別返回參考點(diǎn)方向兩種?！?.自動(dòng)識(shí)別返回參考點(diǎn)方向當(dāng)開關(guān)設(shè)置在軸的一端，靠近這端的限位開關(guān)時(shí)，系統(tǒng)設(shè)置為自動(dòng)識(shí)別返回參考點(diǎn)方向;只要按系統(tǒng)指定的鍵，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)識(shí)別返回參考點(diǎn)方向，尋找參考點(diǎn)通常有以下兩種過程。1)壓上零點(diǎn)開關(guān)后尋找零點(diǎn)脈沖(1)如果回原點(diǎn)軸沒有壓在零點(diǎn)開關(guān)上，按相應(yīng)的啟動(dòng)鍵后，回原點(diǎn)軸向預(yù)定的方向快速移動(dòng)，當(dāng)減速擋塊壓上零點(diǎn)開關(guān)后，回原點(diǎn)軸減速到系統(tǒng)設(shè)定的較慢的速度向前繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)減速開關(guān)釋放后，數(shù)控系統(tǒng)開始檢測(cè)編碼器的柵點(diǎn)或零上一頁(yè)下一頁(yè)返回第九頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊1機(jī)床回參考點(diǎn)故障及排除脈沖，直到系統(tǒng)檢測(cè)到第一個(gè)柵點(diǎn)或零脈沖后，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)前位置即為機(jī)床參考點(diǎn)。(2)如果回原點(diǎn)軸壓在零點(diǎn)開關(guān)上，回原點(diǎn)軸運(yùn)動(dòng)方向與上述預(yù)定的方向相反，離開零點(diǎn)開關(guān)后，減速到零，再反方向運(yùn)動(dòng)，壓上零點(diǎn)開關(guān)后，準(zhǔn)備接收第一個(gè)零點(diǎn)脈沖，確定機(jī)床參考點(diǎn)。2)脫離零點(diǎn)開關(guān)后尋找零點(diǎn)脈沖(1)如果回原點(diǎn)軸沒有壓在零點(diǎn)開關(guān)上，按相應(yīng)的啟動(dòng)鍵后，回原點(diǎn)軸向預(yù)定的方向快速移動(dòng)，當(dāng)減速擋塊壓上零點(diǎn)開關(guān)后，回原點(diǎn)軸減速到零，然后向反方向以較慢的速度繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)又脫離零點(diǎn)開關(guān)后，數(shù)控系統(tǒng)檢測(cè)到第一個(gè)柵點(diǎn)或零上一頁(yè)下一頁(yè)返回第十頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊1機(jī)床回參考點(diǎn)故障及排除脈沖后，當(dāng)前位置即被確定為機(jī)床參考點(diǎn)。(2)如果返回參考點(diǎn)時(shí)，回原點(diǎn)軸壓在零點(diǎn)開關(guān)上，回原點(diǎn)軸運(yùn)動(dòng)方向與上述預(yù)定的方向相反，離開零點(diǎn)開關(guān)后，PLC發(fā)出減速信號(hào)，使數(shù)控系統(tǒng)檢測(cè)到第一個(gè)柵點(diǎn)或零脈沖時(shí)，確定為機(jī)床參考點(diǎn)?！?.不自動(dòng)識(shí)別返回參考點(diǎn)方向此時(shí)通常開關(guān)設(shè)置在軸的中部，這時(shí)返回參考點(diǎn)方向通常有以下兩種過程。(1)如果返回參考點(diǎn)時(shí)，回原點(diǎn)軸壓在零點(diǎn)開關(guān)上，按下機(jī)床上相應(yīng)的鍵后，因?yàn)榛卦c(diǎn)軸在參考點(diǎn)上，所以回原點(diǎn)軸馬上加速到參考點(diǎn)，當(dāng)離開零點(diǎn)開關(guān)后，開始接收零點(diǎn)脈沖，上一頁(yè)下一頁(yè)返回第十一頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊1機(jī)床回參考點(diǎn)故障及排除當(dāng)接收零脈沖時(shí)，確定參考點(diǎn)。(2)如果回原點(diǎn)軸在零點(diǎn)開關(guān)前面，按相應(yīng)的啟動(dòng)鍵后，回原點(diǎn)軸向預(yù)定的方向快速移動(dòng)，當(dāng)壓上零點(diǎn)開關(guān)后，回原點(diǎn)軸減速到慢速，當(dāng)脫離零點(diǎn)開關(guān)后，開始接收零點(diǎn)脈沖，當(dāng)接收零點(diǎn)脈沖時(shí)，確定參考點(diǎn)。總之在不同的數(shù)控系統(tǒng)中，回參考點(diǎn)的方法雖然有所不同，但絕大部分系統(tǒng)回參考點(diǎn)的動(dòng)作過程如下:(1)在手動(dòng)方式(JOG)下，選擇“回參考點(diǎn)”操作方式，然后按對(duì)應(yīng)軸的方向鍵。(2)坐標(biāo)軸以機(jī)床參數(shù)設(shè)定的“回參考點(diǎn)快速”速度，向參考點(diǎn)移動(dòng)。當(dāng)“參考點(diǎn)減速”擋塊壓上后，參考點(diǎn)減速信號(hào)上一頁(yè)下一頁(yè)返回第十二頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊1機(jī)床回參考點(diǎn)故障及排除(*DEC)生效，電動(dòng)機(jī)減速至機(jī)床參數(shù)設(shè)定的“參考點(diǎn)搜索速度”。(3)越過參考點(diǎn)減速擋塊后，*DEC信號(hào)恢復(fù)，坐標(biāo)軸繼續(xù)以搜索速度運(yùn)動(dòng)。(4)在參考點(diǎn)減速擋塊放開后，位置檢測(cè)裝置的第一個(gè)“零脈沖”到達(dá)后即開始計(jì)數(shù)，當(dāng)?shù)竭_(dá)機(jī)床參數(shù)設(shè)置的“參考點(diǎn)偏移量”后，坐標(biāo)軸停止運(yùn)動(dòng)，回參考點(diǎn)運(yùn)動(dòng)結(jié)束。(三)FANUC系統(tǒng)回參考點(diǎn)相關(guān)參數(shù)圖5-1-1所示為FANUC機(jī)床回參考點(diǎn)時(shí)過程示意圖。與回參考點(diǎn)相關(guān)的參數(shù)如下:上一頁(yè)下一頁(yè)返回第十三頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊1機(jī)床回參考點(diǎn)故障及排除No.1002.0(JAX)=0，回零時(shí)同時(shí)只控制1軸;=1，回零時(shí)同時(shí)控制3軸。No.1002.1(DLZ)-0，全軸有擋塊回參考點(diǎn);=1，全軸無擋塊回參考點(diǎn)的方式。No.1005.1(DLZ)-0，各軸有擋塊回參考點(diǎn);=1，各軸無擋塊回參考點(diǎn)的方式。No.1006.5(ZMLx)-0，各軸按正方向返回參考點(diǎn);=1，各軸按負(fù)方向返回參考點(diǎn)。No.1240，各軸參考點(diǎn)的坐標(biāo)值。No.1425，各軸回參考點(diǎn)時(shí)碰到減速回零開關(guān)后的速度，圖中v2。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第十四頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊1機(jī)床回參考點(diǎn)故障及排除No.1428，各軸回參考點(diǎn)速度，圖中速度v1，具體返回參考點(diǎn)時(shí)的速度如表5-1-1所示。No.1420，各軸快速移動(dòng)速度。No.1423，各軸手動(dòng)連續(xù)進(jìn)給(JOG進(jìn)給)時(shí)的進(jìn)給速度。No.1424，各軸的手動(dòng)快速移動(dòng)速度。No.1815.4(APZ)=0，絕對(duì)脈沖編碼器的原點(diǎn)未建立;=1，原點(diǎn)已建立。No.1815.5(APC)=0，不使用絕對(duì)脈沖編碼器作為位置檢測(cè)器;=1，使用絕對(duì)脈沖編碼器作為位置檢測(cè)器。No.1850，各軸的柵格偏移量。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第十五頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊1機(jī)床回參考點(diǎn)故障及排除No.3003.5(*DEC)=0，低電平時(shí)減速;=1，高電平時(shí)減速。No.3006.0(GDC)=0，返回參考點(diǎn)減速信號(hào)*DEC使用地址X0009;=1,使用的地址*DEC信號(hào)地址為G196(X0009無效)。回零減速的動(dòng)作若要通過地址X1009(或X9)時(shí)，不需編寫PMC的梯形圖程序;如果是通過地址(0196時(shí)，X的地址可隨意選，但這時(shí)還需編寫PMC程序，如圖5-1-2所示。梯形圖中的信號(hào)地址含義如下:X20.6：+X按鈕開關(guān);X20.7:-X按鈕開關(guān);X21.0;+Z按鈕開關(guān);X21.1:-Z按鈕開關(guān);G120.7:系統(tǒng)回零;上一頁(yè)下一頁(yè)返回第十六頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊1機(jī)床回參考點(diǎn)故障及排除F148.0;X軸回零結(jié)束;F148.1;Z軸回零結(jié)束;F149.1:系統(tǒng)復(fù)位。(四)SIEMENS機(jī)床回參考點(diǎn)相關(guān)參數(shù)圖5-1-3所示為SIEMENS機(jī)床回參考點(diǎn)時(shí)示意圖。與回參考點(diǎn)相關(guān)的參數(shù)如下:MD34000~MD34100，是802D的參考點(diǎn)相關(guān)參數(shù)。回參考點(diǎn)相關(guān)參數(shù)如表5-1-2所示。如圖5-1-3所示，回參考點(diǎn)的過程是:按住正向點(diǎn)動(dòng)鍵(MD34010默認(rèn)設(shè)定)，軸以“尋找參考點(diǎn)開關(guān)”的速度MD34020按正方向向參考點(diǎn)開關(guān)移動(dòng)，當(dāng)參考點(diǎn)開關(guān)閉合后，坐標(biāo)減速至靜止，然后按“尋找零脈沖”的速度上一頁(yè)下一頁(yè)返回第十七頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊1機(jī)床回參考點(diǎn)故障及排除MD34040,反向退離參考點(diǎn)開關(guān)，從當(dāng)參考點(diǎn)開關(guān)斷開時(shí)，開始等待編碼器的零脈沖。當(dāng)零脈沖出現(xiàn)時(shí)，系統(tǒng)記錄位置，并開始減速至“定位”速度MD34070，并以該速度移動(dòng)至“參考點(diǎn)移動(dòng)距離”MD34080(默認(rèn)值-2mm，參考點(diǎn)到達(dá)，系統(tǒng)將“參考點(diǎn)設(shè)定位置”MD34100作為機(jī)床坐標(biāo)系在參考點(diǎn)處的位置。(五)回參考點(diǎn)故障維修實(shí)例根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)，在不同型號(hào)不同系統(tǒng)的一數(shù)控機(jī)床上，出現(xiàn)回參考點(diǎn)故障主要有以下5種類型:出現(xiàn)超程并報(bào)警;回不到參考點(diǎn)，參考點(diǎn)指示燈不亮;回參考點(diǎn)的位置不穩(wěn)定;回參考點(diǎn)整螺距偏移;回參考點(diǎn)時(shí)報(bào)警，并有報(bào)警信息。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第十八頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊1機(jī)床回參考點(diǎn)故障及排除●例1某大型數(shù)控車床有時(shí)回參考點(diǎn)不準(zhǔn)確。原因分析:該機(jī)床系統(tǒng)采用SINUMERIK810系統(tǒng)，當(dāng)用X軸回參考點(diǎn)時(shí)，啟動(dòng)刀架向X軸參考點(diǎn)移動(dòng)，遇到減速開關(guān)后，X軸反向移動(dòng)，找不到參考點(diǎn)。為證實(shí)X位置編碼器是否有零脈沖發(fā)至數(shù)控系統(tǒng)，暫時(shí)修改810T系統(tǒng)MD4000參數(shù)值，將X軸設(shè)為S軸，再觀測(cè)卞軸數(shù)據(jù)顯示畫面，在X軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)其實(shí)際值是否從零逐漸變大。經(jīng)觀測(cè)其值總為零，所以可確定是X位置編碼器有故障，換為2500脈沖/轉(zhuǎn)的編碼器，將機(jī)床參數(shù)MD3640從8000改為10000后，故障解決?！窭?某數(shù)控銑床回參考點(diǎn)時(shí)，Y軸先正方向快速運(yùn)動(dòng)，再反向微動(dòng)，然后再反向慢速移動(dòng)，碰到限位開關(guān)而停。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第十九頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊1機(jī)床回參考點(diǎn)故障及排除原因分析:反向和減速均正常，說明CNC系統(tǒng)及參考點(diǎn)開關(guān)正常。示波器觀察零標(biāo)志脈沖信號(hào)。若無，則零標(biāo)志脈沖信號(hào)丟失所致，正常則CNC測(cè)量時(shí)可見組件通道(用交換法)。●例3某機(jī)床回參考點(diǎn)時(shí)有減速過程，但是找不到零點(diǎn)。原因分析:有減速過程，說明減速信號(hào)已到達(dá)系統(tǒng)，說明減速開關(guān)及相關(guān)電路正常，考慮編碼器是否有故障，用示波器觀察編碼器波形，不能找到零脈沖，所以肯定是編碼器故障;將編碼器拆開發(fā)現(xiàn)編碼器內(nèi)有油污，將油污擦拭干凈后，再進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)零脈沖，裝到機(jī)床上開機(jī)后，回參考點(diǎn)正常，故障排除?！窭?某數(shù)控銑床，重開機(jī)時(shí)，Y軸方向定位位置發(fā)生偏移。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二十頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊1機(jī)床回參考點(diǎn)故障及排除原因分析:該數(shù)控銑床的系統(tǒng)采用SIEMENS802D系統(tǒng)，且發(fā)生整螺距偏移;對(duì)參考點(diǎn)減速擋塊進(jìn)行檢查后，發(fā)現(xiàn)減速擋塊安裝位置正確，也沒有松動(dòng)現(xiàn)象，重復(fù)回參考點(diǎn)多次，發(fā)現(xiàn)Y方向的定位位置都正確，所以排除減速擋塊安裝有故障的可能性;仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)在行程開關(guān)上有較多的細(xì)鐵屑等顆粒物，判斷故障可能是由此引起的;清除細(xì)鐵屑等顆粒物，在減速開關(guān)上增加防護(hù)裝置后，機(jī)床恢復(fù)正常。●例5某數(shù)控銑床，首次開機(jī)時(shí)，回參考點(diǎn)過程出現(xiàn)超程報(bào)警。原因分析:該數(shù)控銑床采用SIEMENS802D系統(tǒng)，且故障發(fā)生前曾在搬運(yùn)過程中拆下了Z軸電機(jī);由此判斷，可能是在上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二十一頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊1機(jī)床回參考點(diǎn)故障及排除搬運(yùn)過程中Z軸主軸箱的位置發(fā)生了變化，導(dǎo)致電機(jī)與絲杠的連接位置發(fā)生了變化，使參考點(diǎn)與原來的位置產(chǎn)生了偏移，引起Z軸超程報(bào)警;退出超程保護(hù)，重新調(diào)整參考點(diǎn)偏差值后，機(jī)床恢復(fù)正常?！窭?某配套SIEMENS810T數(shù)控車床，Z軸回參考點(diǎn)過程出現(xiàn)超程報(bào)警。原因分析:經(jīng)觀測(cè)在回參考點(diǎn)時(shí)，X軸正常，Z軸回參考點(diǎn)在壓上零點(diǎn)開關(guān)后，有減速運(yùn)行的行為，但運(yùn)動(dòng)在壓上限位開關(guān)之前不會(huì)停止，導(dǎo)致出現(xiàn)超程報(bào)警;由此判斷零點(diǎn)開關(guān)正常，沒有問題;用示波器檢查反饋元件—旋轉(zhuǎn)變壓器，發(fā)現(xiàn)沒有零點(diǎn)脈沖出現(xiàn)，懷疑編碼器有問題，更換伺服電機(jī)的內(nèi)置編碼器，機(jī)床恢復(fù)正常。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二十二頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊1機(jī)床回參考點(diǎn)故障及排除維修體會(huì):手動(dòng)回參考點(diǎn)操作是建立機(jī)床坐標(biāo)系的前提，大部分?jǐn)?shù)控機(jī)床在開機(jī)后的第一動(dòng)作都是手動(dòng)回參考點(diǎn)，影響手動(dòng)回參考點(diǎn)操作的主要因素有:減速擋塊位置不當(dāng)和減速信號(hào)故障;位置檢測(cè)元件本身故障和零脈沖干擾;機(jī)床參數(shù)設(shè)置不當(dāng)?shù)纫蛩亍Ｉ弦豁?yè)返回第二十三頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊2數(shù)控機(jī)床主軸相關(guān)故障處理一、學(xué)習(xí)目標(biāo)終極目標(biāo):會(huì)排除主軸工作不正常相關(guān)故障促成目標(biāo):(1)會(huì)排除主軸不能正常工作故障(2)會(huì)排除主軸報(bào)警的故障二、工作任務(wù)排除主軸不能正常工作的故障三、相關(guān)理論知識(shí)常見的主軸伺服系統(tǒng)故障介紹如下。(一)外界干擾故障現(xiàn)象:主軸在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)無規(guī)律的振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)。下一頁(yè)返回第二十四頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊2數(shù)控機(jī)床主軸相關(guān)故障處理原因分析:主軸伺服系統(tǒng)受電磁、供電線路或信號(hào)傳輸干擾的影響，主軸速度指令信號(hào)或反饋信號(hào)受到干擾，主軸伺服系統(tǒng)誤動(dòng)作。檢查方法:令主軸轉(zhuǎn)速指令為零，調(diào)整零速平衡電位計(jì)或漂移補(bǔ)償量參數(shù)值，觀察是否因參數(shù)系統(tǒng)變化引起故障。若調(diào)整后仍不能消除該故障，則多為外界干擾信號(hào)引起主軸伺服系統(tǒng)誤動(dòng)作。采取措施:電源進(jìn)線端加裝電源凈化裝置，動(dòng)力線和信號(hào)線分開，布線要合理，信號(hào)線和反饋線按要求屏蔽，接地線要可靠。(二)主軸過載上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二十五頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊2數(shù)控機(jī)床主軸相關(guān)故障處理故障現(xiàn)象:主軸電動(dòng)機(jī)過熱、CNC裝置和主軸驅(qū)動(dòng)裝置顯示過電流報(bào)警等。原因分析:主軸電動(dòng)機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)不良、動(dòng)力連線接觸不良、機(jī)床切削用量過大，主軸頻繁正、反轉(zhuǎn)等引起電流增加，電能以熱能形式散發(fā)出來，主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和CNC裝置通過檢測(cè)，顯示過載報(bào)警。檢查方法:根據(jù)CNC和主軸驅(qū)動(dòng)裝置提示報(bào)警信息，檢查可能引起故障的各種因素。采取措施:保持主軸電動(dòng)機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)良好，保持過濾網(wǎng)清凈;檢查動(dòng)力接線端子接觸情況;嚴(yán)格按照機(jī)床操作規(guī)程，正確操作機(jī)床。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二十六頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊2數(shù)控機(jī)床主軸相關(guān)故障處理(三)主軸定位抖動(dòng)故障現(xiàn)象:主軸在正常加工時(shí)沒有問題，僅在定位時(shí)產(chǎn)生抖動(dòng)。原因分析:主軸定位一般分機(jī)械、電氣和編碼器3種準(zhǔn)停定位，當(dāng)定位機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)不到位，檢測(cè)裝置反饋信息有誤時(shí)產(chǎn)生抖動(dòng)。另外，主軸定位要有一個(gè)減速過程，如果減速或增益參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，也會(huì)引起故障。檢查方法:根據(jù)主軸定位的方式，主要檢查各定位、減速檢測(cè)元件的工作狀態(tài)和安裝固定情況，如限位開關(guān)、接近開關(guān)、霍爾元件等。采取措施:保證定位元件運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，檢測(cè)元件穩(wěn)定可靠。(四)不執(zhí)行螺紋加工上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二十七頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊2數(shù)控機(jī)床主軸相關(guān)故障處理工作原理:數(shù)控車床螺紋加工實(shí)質(zhì)就是主軸旋轉(zhuǎn)與Z軸直線進(jìn)給之間的插補(bǔ)。當(dāng)執(zhí)行螺紋加工指令時(shí)，系統(tǒng)得到主軸位置檢測(cè)裝置發(fā)出的一轉(zhuǎn)信號(hào)后開始進(jìn)行螺紋加工，根據(jù)主軸的位置反饋脈沖進(jìn)行Z軸的插補(bǔ)控制，即主軸轉(zhuǎn)一周，Z軸直線進(jìn)給一個(gè)導(dǎo)程。故障原因:產(chǎn)生故障的可能原因如下:(1)主軸編碼器與系統(tǒng)之間的連接不良。(2)主軸編碼器的位置信號(hào)PA,*PA,PB,*PB不良或連接電纜斷開。(3)主軸編碼器的一轉(zhuǎn)信號(hào)PZ,*PZ不良或連接電纜斷開。(4)系統(tǒng)或主軸放大器故障。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二十八頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊2數(shù)控機(jī)床主軸相關(guān)故障處理采取措施:對(duì)于原因(1)產(chǎn)生的故障，可通過檢查連接電纜接口及電纜線找出故障并修復(fù)。對(duì)于原因(2)產(chǎn)生的故障，可通過系統(tǒng)顯示裝置上是否有主軸速度顯示來判別，如果無主軸速度顯示則為該類報(bào)警。對(duì)于原因(3)產(chǎn)生的故障，可通過加工指令G99(每轉(zhuǎn)進(jìn)給加工)和G98(每分鐘進(jìn)給加工)切換來判別，如果G98進(jìn)給切削正常而G99進(jìn)給切削不執(zhí)行，則為該類故障。如果以上故障都排除，則為系統(tǒng)本身故障，即系統(tǒng)存儲(chǔ)板或系統(tǒng)主板故障。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二十九頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊2數(shù)控機(jī)床主軸相關(guān)故障處理(五)主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給不匹配故障現(xiàn)象:當(dāng)進(jìn)行螺紋切削、攻螺紋或要求主軸與進(jìn)給有同步配合的加工時(shí)，出現(xiàn)進(jìn)給停止，主軸仍繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，或加工螺紋出現(xiàn)亂牙現(xiàn)象。原因分析:當(dāng)主軸與進(jìn)給同步配合加工時(shí)，要領(lǐng)先主軸上的脈沖編碼器檢測(cè)反饋信息，若脈沖編碼器或連接電纜線有問題，會(huì)引起上述故障。檢查方法:通過調(diào)用I/0狀態(tài)數(shù)據(jù)，觀察編碼器信號(hào)線的通斷狀態(tài);取消主軸與進(jìn)給同步配合，用每分鐘進(jìn)給指令代替每轉(zhuǎn)進(jìn)給指令來執(zhí)行程序，可判斷故障是否與編碼器有關(guān)。采取措施:更換維修編碼器，檢查電纜線接線情況，特別上一頁(yè)下一頁(yè)返回第三十頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊2數(shù)控機(jī)床主軸相關(guān)故障處理

注意信號(hào)線的抗干擾措施。(六)轉(zhuǎn)速偏離指令值故障現(xiàn)象:實(shí)際主軸轉(zhuǎn)速值超過指令給定的轉(zhuǎn)速范圍。原因分析:電動(dòng)機(jī)負(fù)載過大，引起轉(zhuǎn)速降低，或低速極限值設(shè)定太小，造成主軸電動(dòng)機(jī)過載;測(cè)速反饋信號(hào)變化，引起速度控制單元輸入變化;主軸驅(qū)動(dòng)裝置故障，導(dǎo)致速度控制單元錯(cuò)誤輸出;CNC系統(tǒng)輸出的主軸轉(zhuǎn)速模擬量沒有達(dá)到與轉(zhuǎn)速指令相對(duì)應(yīng)的值。檢查方法:空載運(yùn)轉(zhuǎn)主軸，檢測(cè)比較實(shí)際轉(zhuǎn)速值和指令值，判斷故障是否由負(fù)載過大引起;檢查測(cè)速裝置及電纜線，調(diào)節(jié)速度反饋量大小，使實(shí)際主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到指令值;用備件判斷上一頁(yè)下一頁(yè)返回第三十一頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊2數(shù)控機(jī)床主軸相關(guān)故障處理驅(qū)動(dòng)裝置故障部位;檢查信號(hào)電纜線連接情況，調(diào)整有關(guān)參數(shù)使CNC系統(tǒng)輸出的模擬量與轉(zhuǎn)速指令值相對(duì)應(yīng)。采取措施:更換維修損壞的部件，調(diào)整相關(guān)的參數(shù)。(七)主軸異常噪聲及振動(dòng)原因分析:區(qū)別是由于機(jī)械部分連接松動(dòng)或磨損還是電氣驅(qū)動(dòng)部分閉環(huán)振蕩引起。采取措施:用機(jī)電分離的方法斷開機(jī)械和電氣部分的連接，分別加以測(cè)試。(八)主軸電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)原因分析:如果CNC側(cè)有報(bào)警，則按報(bào)警提示處理，如CNC側(cè)無報(bào)警，主軸不轉(zhuǎn)，可能是主軸伺服驅(qū)動(dòng)或變頻器缺少上一頁(yè)下一頁(yè)返回第三十二頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊2數(shù)控機(jī)床主軸相關(guān)故障處理模擬量速度給定信號(hào)或使能控制信號(hào)。采取措施:如果CNC給定的是0~10V的電壓信號(hào)，則可以在CNC側(cè)輸入指令后，通過萬用表來測(cè)伺服驅(qū)動(dòng)或變頻器信號(hào)輸入端是否有電壓信號(hào)來確認(rèn);對(duì)于使能信號(hào)可以通過PLCI/O狀態(tài)觀察PLC是否有輸出控制信號(hào)或用萬用表檢測(cè)使能端子是否閉合來判斷。當(dāng)然，對(duì)于新機(jī)床和大修后的機(jī)床也可能是CNC或伺服驅(qū)動(dòng)、變頻器參數(shù)設(shè)定有誤引起。上一頁(yè)返回第三十三頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊3數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)相關(guān)故障處理一、學(xué)習(xí)目標(biāo)終極目標(biāo):會(huì)排除進(jìn)給工作不正常相關(guān)故障促成目標(biāo):(1)會(huì)排除進(jìn)給不能正常工作故障(2)會(huì)排除進(jìn)給報(bào)警的故障二、工作任務(wù)排除進(jìn)給系統(tǒng)不能正常工作的故障三、相關(guān)理論知識(shí)進(jìn)給伺服的常見故障介紹如下。下一頁(yè)返回第三十四頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊3數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)相關(guān)故障處理(一)超程當(dāng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)超過由軟件設(shè)定的軟限位或由限位開關(guān)設(shè)定的硬限位時(shí)，就會(huì)發(fā)生超程報(bào)警，一般會(huì)在CRT上顯示報(bào)警內(nèi)容，向發(fā)生超程相反方向運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)軸，退出超程區(qū)后復(fù)位，即可排除故障解除報(bào)警。但如果機(jī)床采用的是超程鏈，在退出超程區(qū)時(shí)需要按住超程釋放按鍵不放，然后再向超程相反方向運(yùn)動(dòng)，特別要注意判斷對(duì)超程方向，因?yàn)槌提尫沛I被按下后，機(jī)床將不再檢測(cè)超程信號(hào)。(二)過載當(dāng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的負(fù)載過大，頻繁正、反向運(yùn)動(dòng)以及傳動(dòng)鏈潤(rùn)滑狀態(tài)不良時(shí)，均會(huì)引起過載報(bào)警。一般會(huì)在CRT上顯示上一頁(yè)下一頁(yè)返回第三十五頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊3數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)相關(guān)故障處理伺服電動(dòng)機(jī)過載、過熱或過流等報(bào)警信息。同時(shí)，在強(qiáng)電柜中的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元上、指示燈或數(shù)碼管會(huì)提示驅(qū)動(dòng)單元過載、過電流等信息。(三)竄動(dòng)在進(jìn)給時(shí)出現(xiàn)竄動(dòng)現(xiàn)象時(shí)可能的原因有:①測(cè)速信號(hào)不穩(wěn)定，如測(cè)速裝置故障、測(cè)速反饋信號(hào)干擾等;②速度控制信號(hào)不穩(wěn)定或受到干擾;③接線端子接觸不良，如螺釘松動(dòng)等。當(dāng)竄動(dòng)發(fā)生在由正方向運(yùn)動(dòng)與反向運(yùn)動(dòng)的換向瞬間時(shí)，一般是由于進(jìn)給傳動(dòng)鏈的反向間隙或伺服系統(tǒng)增益過大所致。(四)爬行發(fā)生在啟動(dòng)加速段或低速進(jìn)給時(shí)，一般是由于進(jìn)給傳動(dòng)鏈的上一頁(yè)下一頁(yè)返回第三十六頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊3數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)相關(guān)故障處理潤(rùn)滑狀態(tài)不良、伺服系統(tǒng)增益低及外加負(fù)載過大等因素所致。尤其要注意的是:伺服電動(dòng)機(jī)和滾珠絲杠連接用的聯(lián)軸器，由于連接松動(dòng)或聯(lián)軸器本身的缺陷，如裂紋等，造成滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)與伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)不同步，從而使進(jìn)給運(yùn)動(dòng)忽快忽慢，產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。(五)振動(dòng)機(jī)床以高速運(yùn)行時(shí)可能產(chǎn)生振動(dòng)，這時(shí)就會(huì)出現(xiàn)過流報(bào)警。機(jī)床振動(dòng)問題一般屬于速度問題，應(yīng)去查找速度環(huán)，主要從給定信號(hào)、反饋信號(hào)及速度調(diào)節(jié)器本身這3個(gè)方面去查找故障。分析機(jī)床振動(dòng)的周期是否與進(jìn)給速度有關(guān)，如與進(jìn)給上一頁(yè)下一頁(yè)返回第三十七頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊3數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)相關(guān)故障處理速度有關(guān)，振動(dòng)一般是由該軸的速度環(huán)增益太高或速度反饋故障造成;如與進(jìn)給速度無關(guān)，振動(dòng)一般是由位置環(huán)增益太高或位置反饋故障造成的;如振動(dòng)在加、減速過程中產(chǎn)生，往往是系統(tǒng)加、減速時(shí)間設(shè)定過小造成的。(六)伺服電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)數(shù)控系統(tǒng)至進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元除了速度控制信號(hào)外，還有使能控制信號(hào)，一般為DC+24V繼電器線圈電壓。伺服電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，常用的診斷方法有:①檢查數(shù)控系統(tǒng)是否有速度控制信號(hào)輸出;②檢查使能信號(hào)是否接通，通過CRT觀察I/O狀態(tài)，分析機(jī)床PLC梯形圖(或流程圖)，以確定進(jìn)給軸的啟動(dòng)條件，如潤(rùn)滑、冷卻等是否滿足;③對(duì)帶電磁制動(dòng)的伺服電動(dòng)機(jī)，應(yīng)上一頁(yè)下一頁(yè)返回第三十八頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊3數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)相關(guān)故障處理檢查電磁制動(dòng)是否釋放;④進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元故障;⑤伺服電動(dòng)機(jī)故障。(七)位置誤差當(dāng)伺服軸運(yùn)動(dòng)超過位置允差范圍時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)就會(huì)產(chǎn)生位置誤差過大的報(bào)警，包括跟隨誤差、輪廓誤差和定位誤差等。主要原因有:①系統(tǒng)設(shè)定的允差范圍小;②伺服系統(tǒng)增益設(shè)置不當(dāng);③位置檢測(cè)裝置有污染;④進(jìn)給傳動(dòng)鏈累積誤差過大;⑤主軸箱垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)平衡裝置(如平衡液壓缸等)不穩(wěn)定。(八)漂移當(dāng)指令值為零時(shí)，坐標(biāo)軸仍移動(dòng)，從而造成位置誤差。通過誤差補(bǔ)償和驅(qū)動(dòng)單元的零速調(diào)整來消除。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第三十九頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊3數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)相關(guān)故障處理(九)回參考點(diǎn)故障這類故障有找不到和找不準(zhǔn)參考點(diǎn)兩種故障。前者主要是回參考點(diǎn)減速開關(guān)產(chǎn)生的信號(hào)或零標(biāo)志脈沖信號(hào)失效所導(dǎo)致，可以用示波器檢測(cè)信號(hào);后者是參考點(diǎn)開關(guān)擋塊位置設(shè)置不當(dāng)引起，只要重新調(diào)整即可。伺服故障在維修時(shí)，可采用模塊交換法來進(jìn)行判斷。上一頁(yè)返回第四十頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊4數(shù)控車床自動(dòng)換刀裝置控制及常見故障分析一、學(xué)習(xí)目標(biāo)終極目標(biāo):會(huì)排除車床刀架的故障。促成目標(biāo):(1)會(huì)對(duì)刀架進(jìn)行維護(hù)。(2)會(huì)對(duì)刀架故障進(jìn)行處理。二、工作任務(wù)排除LDB4系列電動(dòng)刀架的故障。三、相關(guān)理論知識(shí)(一)數(shù)控車床換刀裝置的維護(hù)數(shù)控車床換刀裝置機(jī)構(gòu)較復(fù)雜，且在工作中又頻繁運(yùn)動(dòng)，下一頁(yè)返回第四十一頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊4數(shù)控車床自動(dòng)換刀裝置控制及常見故障分析故障率較高，如刀具運(yùn)動(dòng)故障、定位誤差過大、夾持刀柄不穩(wěn)定、回轉(zhuǎn)刀架不能轉(zhuǎn)動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)不到位、轉(zhuǎn)動(dòng)不能停止、轉(zhuǎn)過角度與實(shí)際不符合等。這些故障最后都造成換刀動(dòng)作卡位，機(jī)床停止工作。因此對(duì)數(shù)控車床換刀裝置的維護(hù)十分重要。一般要注意以下要點(diǎn):(1)嚴(yán)禁超長(zhǎng)的刀具裝入刀架，防止在換刀時(shí)刀具與工件等發(fā)生碰撞。

(2)必須注意刀具放置在刀架中的位置要正確，使所換刀具與所需刀具一致，防止換錯(cuò)刀具導(dǎo)致事故發(fā)生。

(3)往刀架上裝刀時(shí)，要確保刀具安裝到位，夾緊力適當(dāng)，保證刀座上的鎖緊裝置可靠。

上一頁(yè)下一頁(yè)返回第四十二頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊4數(shù)控車床自動(dòng)換刀裝置控制及常見故障分析(4)經(jīng)常檢查刀具回零位置是否正確，檢查機(jī)床回?fù)Q刀點(diǎn)位置是否到位，發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)調(diào)整。

(5)要注意保持刀具、刀柄和刀架清潔。

(6)開機(jī)時(shí)，應(yīng)先使刀架空運(yùn)行，檢查各部分是否正常，特別是檢查液壓系統(tǒng)的壓力是否正常，刀具在刀架上鎖緊是否可靠。

(二)刀架的故障的處理●1.刀架電機(jī)不啟動(dòng)或上刀體不轉(zhuǎn)動(dòng)可能的原因有:電機(jī)三相電源線相序接反;電源電壓偏低;連接電動(dòng)機(jī)與蝸桿軸的聯(lián)軸器松動(dòng);機(jī)械連接過緊。

可采取的措施:立即切斷電源調(diào)整電機(jī)相序;電源電壓正常后上一頁(yè)下一頁(yè)返回第四十三頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊4數(shù)控車床自動(dòng)換刀裝置控制及常見故障分析再使用;檢查機(jī)械連接部分。●2.上刀體運(yùn)轉(zhuǎn)不?；虻杜_(tái)在某刀位不停可能的原因有:發(fā)訊盤電源故障;發(fā)訊盤某刀位信號(hào)線接觸不良;某霍爾元件斷路或短路;磁鋼磁極裝反;磁鋼與霍爾元件高度位置不一致;某霍爾元件與磁鋼無信號(hào)。

可采取的措施:去掉罩殼，檢查發(fā)訊盤接線是否有短路或開路現(xiàn)象;發(fā)訊盤電源電壓是否正常;檢查機(jī)床相關(guān)接線是否良好;調(diào)整磁鋼磁極方向;調(diào)整磁鋼與霍爾元件位置;更換霍爾元件

調(diào)整霍爾元件與磁鋼的相對(duì)位置，一般在刀架鎖緊的狀態(tài)下進(jìn)行，其霍爾元件應(yīng)比磁鋼要向前大約磁鋼寬度的1/3●3.刀架鎖不緊上一頁(yè)下一頁(yè)返回第四十四頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊4數(shù)控車床自動(dòng)換刀裝置控制及常見故障分析可能的原因有:刀架電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)間不夠;刀架電機(jī)正、反轉(zhuǎn)接觸器的接線接觸不良;用刀架鎖緊信號(hào)關(guān)斷電機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器。

可采取的措施:根據(jù)刀架出廠合格證上的時(shí)間重設(shè)刀架反轉(zhuǎn)時(shí)間;檢查機(jī)床相關(guān)接線是否良好;檢查機(jī)床相關(guān)控制程序是否正確;不能用刀架鎖緊信號(hào)控制反轉(zhuǎn)接觸器。●4.刀臺(tái)換刀位時(shí)不到位或過沖過大可能的原因有:磁鋼在圓周方向相對(duì)霍爾元件太前或太后;機(jī)床動(dòng)作控制程序中，在刀架電機(jī)正轉(zhuǎn)停止和反轉(zhuǎn)開始之間，插入較長(zhǎng)延時(shí)。

可采取的措施:調(diào)整磁鋼在圓周方向相對(duì)于霍爾元件的位置;修改程序，刪除在刀架電機(jī)正轉(zhuǎn)停止和刀架電機(jī)反轉(zhuǎn)開始上一頁(yè)下一頁(yè)返回第四十五頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊4數(shù)控車床自動(dòng)換刀裝置控制及常見故障分析之間的延時(shí)。●5.工件的加工表面出現(xiàn)波紋可能的原因有:刀架沒有充分鎖緊;車刀固定不牢固或刀桿太細(xì)。可采取的措施:適當(dāng)延長(zhǎng)鎖緊時(shí)間(合格證上注明了該臺(tái)刀架的準(zhǔn)確鎖緊時(shí)間)。

●6.換刀過程中出現(xiàn)斷路器跳閘現(xiàn)象產(chǎn)生故障的主要原因是電動(dòng)機(jī)短路、刀塔內(nèi)部機(jī)械傳動(dòng)卡死及斷路器本身不良。四、相關(guān)理論知識(shí)

(一)數(shù)控車床的自動(dòng)換刀裝置

上一頁(yè)下一頁(yè)返回第四十六頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊4數(shù)控車床自動(dòng)換刀裝置控制及常見故障分析數(shù)控車床為了能在工件一次裝夾中完成多個(gè)工步，縮短輔助時(shí)間，減少工件因多次安裝引起的誤差，都帶有自動(dòng)換刀系統(tǒng)。數(shù)控車床的刀架是機(jī)床的重要組成部分，用于安裝和夾持刀具。它的結(jié)構(gòu)和性能直接影響機(jī)床的切削性能和切削效率，在某種程度上體現(xiàn)了機(jī)床的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)水平。隨著數(shù)控車床的發(fā)展，刀具結(jié)構(gòu)形式也在不斷變化。

數(shù)控車床刀架是最簡(jiǎn)單的自動(dòng)換刀裝置，按換刀方式主要有排式刀架、回轉(zhuǎn)刀架和帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀裝置等。其中，回轉(zhuǎn)刀架是數(shù)控車床刀架中應(yīng)用最多的一種換刀機(jī)構(gòu)，通過刀架的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)機(jī)床的換刀動(dòng)作。(二)回轉(zhuǎn)刀架換刀裝置上一頁(yè)下一頁(yè)返回第四十七頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊4數(shù)控車床自動(dòng)換刀裝置控制及常見故障分析回轉(zhuǎn)刀架換刀裝置是最簡(jiǎn)單的自動(dòng)換刀裝置，通過回轉(zhuǎn)頭的旋轉(zhuǎn)分度來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀動(dòng)作，除了可以分為立式和臥式兩種，還可以按加工要求可分為四方刀架、六方刀架或圓盤式軸向裝刀等多種形式。多為順序換刀，具有結(jié)構(gòu)緊湊、換刀時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，但安裝刀具的數(shù)量不多。其工作過程一般為刀架抬起、刀架轉(zhuǎn)位、刀架壓緊、轉(zhuǎn)位油缸復(fù)位4步。

●1.LDB4型四工位電動(dòng)刀架

在數(shù)控車床LDB4型電動(dòng)刀架安裝和調(diào)試完成后，刀架的工作順序應(yīng)按照?qǐng)D5-4-2所示的步驟完成工作要求，同時(shí)要通過相應(yīng)的輔助機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。四工位回轉(zhuǎn)刀架的結(jié)構(gòu)如圖5-4-3所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第四十八頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊4數(shù)控車床自動(dòng)換刀裝置控制及常見故障分析具體的換刀步驟如下。

1)刀架抬起

當(dāng)數(shù)控裝置發(fā)出換刀指令后，電機(jī)23正轉(zhuǎn)，經(jīng)聯(lián)軸器16、軸17，由花鍵帶動(dòng)蝸桿19,蝸輪2、軸1、軸套10轉(zhuǎn)動(dòng)。軸套10通過外圓上的兩處凸起，在套筒9內(nèi)孔中的螺旋槽內(nèi)移動(dòng)，舉起與套筒9相連的刀架8和上端齒盤6，使上端齒盤6與下端齒盤5分開，完成刀架抬起動(dòng)作。

2)刀架轉(zhuǎn)位

刀架抬起后，軸套10繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)刀架8轉(zhuǎn)過相應(yīng)的角度(900,1800,2700)，由微動(dòng)開關(guān)20將到位信號(hào)發(fā)送到數(shù)控裝置，完成刀架轉(zhuǎn)位動(dòng)作。

上一頁(yè)下一頁(yè)返回第四十九頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊4數(shù)控車床自動(dòng)換刀裝置控制及常見故障分析3)刀架壓緊

刀架轉(zhuǎn)動(dòng)到位后，由微動(dòng)開關(guān)20將到位信號(hào)發(fā)送到數(shù)控裝置，再由數(shù)控裝置發(fā)送信號(hào)到電機(jī)23轉(zhuǎn)動(dòng)，刀架8通過銷13定位脫離軸套10的繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，然后刀架8向下移動(dòng)，上、下端齒盤合攏壓緊，蝸桿19繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生軸向位移，壓縮彈簧22、套筒21的外圓曲面使開關(guān)20動(dòng)作，電機(jī)23停止轉(zhuǎn)動(dòng)，從而完成一次轉(zhuǎn)位?！?.六工位回轉(zhuǎn)刀架的結(jié)構(gòu)及工作過程六工位回轉(zhuǎn)刀架的結(jié)構(gòu)如圖5-4-4所示。這種刀架的工作過程全部由液壓系統(tǒng)通過電磁換向閥和順序閥進(jìn)行控制，主要適用于盤類零件的加工。它與四工位回轉(zhuǎn)上一頁(yè)下一頁(yè)返回第五十頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊4數(shù)控車床自動(dòng)換刀裝置控制及常見故障分析刀架的底部安裝尺寸相同，當(dāng)加工軸類零件時(shí)可以換成四工位回轉(zhuǎn)刀架，在數(shù)控車床中應(yīng)用非常廣泛。換刀動(dòng)作主要由以下步驟完成。

1)刀架抬起

當(dāng)數(shù)控裝置發(fā)出換刀指令后，壓力油從A孔進(jìn)入液壓缸的下腔，活塞1上升，刀架體2抬起使定位活動(dòng)銷10與固定插銷9脫開?；钊麠U下端的端齒離合器與空套齒輪5結(jié)合，完成刀架抬起動(dòng)作。

2)刀架轉(zhuǎn)位

刀架抬起后，壓力油從C孔進(jìn)入液壓缸的左腔，活塞6通過連接板帶動(dòng)齒條8移動(dòng)，使空套齒輪5逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，通過端上一頁(yè)下一頁(yè)返回第五十一頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊4數(shù)控車床自動(dòng)換刀裝置控制及常見故障分析齒離合器使刀架轉(zhuǎn)過相應(yīng)的角度(600,1200,1800,2400,3000)，由限位開關(guān)控制活塞的行程，使其等于齒輪5節(jié)圓周長(zhǎng)的1/6，完成刀架轉(zhuǎn)位動(dòng)作。

3)刀架壓緊

刀架轉(zhuǎn)動(dòng)到位后，壓力油從B孔進(jìn)入液壓缸的上腔，活塞1下降，定位活動(dòng)插銷10與固定插銷9卡緊，零件3與零件4的錐面接觸，端齒離合器與空套齒輪5脫開，刀架在新的位置定位壓緊。

利用活動(dòng)插銷10來消除固定插銷9與孔之間的間隙，實(shí)現(xiàn)定位的可靠性。

4)刀架壓緊

上一頁(yè)下一頁(yè)返回第五十二頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊4數(shù)控車床自動(dòng)換刀裝置控制及常見故障分析刀架壓緊后，壓力油從D孔進(jìn)入轉(zhuǎn)位液壓缸的右腔，活塞6帶動(dòng)齒條8復(fù)位。

(三)維修實(shí)例

●例一車床刀架轉(zhuǎn)不到位。

故障現(xiàn)象:CK6140數(shù)控機(jī)床換刀時(shí)3號(hào)刀位轉(zhuǎn)不到位。

故障分析及處理:一般有兩種原因，第一種是電動(dòng)機(jī)相位接反，但調(diào)整電動(dòng)機(jī)相位線后故障不能排除，第二種是磁鋼與霍爾元件高度位置不一致。拆開刀架上蓋，發(fā)現(xiàn)3號(hào)磁鋼與霍爾元件高度位置相差距離較大，調(diào)整3號(hào)磁鋼與霍爾元件高度與其他刀號(hào)位置基本一致，重新啟動(dòng)系統(tǒng)，故障排除?！窭?shù)控系統(tǒng)電動(dòng)刀架定位不準(zhǔn)故障的處理。

上一頁(yè)下一頁(yè)返回第五十三頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊4數(shù)控車床自動(dòng)換刀裝置控制及常見故障分析故障現(xiàn)象:電動(dòng)刀架定位不準(zhǔn)。

故障分析及處理:該機(jī)床是由JN系列機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)而改造的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床。其刀架為常州市武進(jìn)機(jī)床數(shù)控設(shè)備廠為JN系列數(shù)控系統(tǒng)配套生產(chǎn)的LDB4-I型電動(dòng)刀架。檢查電動(dòng)刀架的情況如下:電動(dòng)刀架旋轉(zhuǎn)后不能正常定位，且選擇刀號(hào)出錯(cuò)，懷疑是電動(dòng)刀架的定位檢測(cè)元件—霍爾元件損壞。拆開電動(dòng)刀架的端蓋檢查霍爾元件，發(fā)現(xiàn)該元件的電路板是松動(dòng)的。實(shí)際中該電路板應(yīng)由刀架軸上的鎖緊螺母鎖緊，在刀架旋轉(zhuǎn)的過程中實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位。重新將松動(dòng)的電路板按刀號(hào)調(diào)整好，使4個(gè)霍爾元件與感應(yīng)元件一一對(duì)應(yīng)，然后鎖緊螺母，故障排除。

上一頁(yè)下一頁(yè)返回第五十四頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊4數(shù)控車床自動(dòng)換刀裝置控制及常見故障分析說明:在電動(dòng)刀架中，霍爾元件是一個(gè)關(guān)鍵的定位檢測(cè)元件，它的好壞對(duì)于電動(dòng)刀架準(zhǔn)確地選擇刀號(hào)，完成零件的加工有十分重要的作用。因此，對(duì)于電動(dòng)刀架的定位故障，首先應(yīng)考慮檢查霍爾元件。

●例三濟(jì)南第一機(jī)床廠的MJ-50數(shù)控車床，所配系統(tǒng)為FANUCOTC，偶數(shù)刀換刀故障。

故障現(xiàn)象:在機(jī)床調(diào)試過程中，無論手動(dòng)、自動(dòng)循環(huán)，刀架有時(shí)出現(xiàn)轉(zhuǎn)位故障，刀架不鎖緊，同時(shí)“進(jìn)給保持燈”亮，刀架停止運(yùn)動(dòng)。

故障分析及處理:該轉(zhuǎn)位刀架由液壓實(shí)現(xiàn)夾緊、松開動(dòng)作，由液壓電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)位的。機(jī)械部分出問題的可能性較小，上一頁(yè)下一頁(yè)返回第五十五頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊4數(shù)控車床自動(dòng)換刀裝置控制及常見故障分析懷疑轉(zhuǎn)位刀架PLC的控制程序有問題，因?yàn)樵摍C(jī)床轉(zhuǎn)位刀架故障時(shí)有時(shí)無，沒有規(guī)律，根據(jù)每次轉(zhuǎn)位刀架出現(xiàn)故障時(shí)，“進(jìn)給保持燈”亮這一點(diǎn)，可從PLC梯形圖上入手，反推故障點(diǎn)，在機(jī)床廠商提供的PLC梯形圖上，“進(jìn)給保持燈”與轉(zhuǎn)位刀架故障信號(hào)有無相關(guān)。顯然，機(jī)床廠提供的程序梯形圖與機(jī)床實(shí)際控制程序不符，無法分析。所以利用I/0診斷畫面來分析故障原因，在反復(fù)重現(xiàn)故障過程中，發(fā)現(xiàn)奇數(shù)刀位很少出故障，故障大多發(fā)生在偶數(shù)刀位且無規(guī)律可循。因此重點(diǎn)查看刀架奇偶校驗(yàn)開關(guān)信號(hào)X14.3，發(fā)現(xiàn)在偶數(shù)刀位時(shí)，奇偶校驗(yàn)開關(guān)信號(hào)X14.3時(shí)有時(shí)無，所以可確定為故障原因。因?yàn)楸镜都茉O(shè)計(jì)為偶數(shù)奇偶校驗(yàn)，在偶數(shù)刀位時(shí).上一頁(yè)下一頁(yè)返回第五十六頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊4數(shù)控車床自動(dòng)換刀裝置控制及常見故障分析如果奇偶校驗(yàn)開關(guān)X14.3有信號(hào)。奇偶校驗(yàn)通過，刀架結(jié)束轉(zhuǎn)位動(dòng)作并夾緊;如果X14.3無信號(hào)，則奇偶校驗(yàn)出錯(cuò)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，“進(jìn)給保持燈”亮，刀架不能結(jié)束轉(zhuǎn)位動(dòng)作，保持松開狀態(tài)。而在奇數(shù)刀位不受奇偶校驗(yàn)影響，因而轉(zhuǎn)位正常。

拆開轉(zhuǎn)位刀架后罩，檢查由開關(guān)到數(shù)控系統(tǒng)I/()板線路，發(fā)現(xiàn)接線端子板上X14.3導(dǎo)線與端子壓接不良，導(dǎo)線在端子內(nèi)是松動(dòng)的，重新壓好端子，故障排除，刀架轉(zhuǎn)位正常。

●例四瑞士公司生產(chǎn)的SCHAUBLIN110數(shù)控車床，數(shù)控系統(tǒng)為FANUCOTC系統(tǒng)。刀架旋轉(zhuǎn)失控故障。

故障現(xiàn)象:加工中突然出現(xiàn)轉(zhuǎn)塔刀架旋轉(zhuǎn)失控現(xiàn)象。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第五十七頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊4數(shù)控車床自動(dòng)換刀裝置控制及常見故障分析發(fā)生故障時(shí)轉(zhuǎn)塔刀架可能旋轉(zhuǎn)多圈而不能停止到位，且故障時(shí)有時(shí)無沒有規(guī)律。發(fā)生故障時(shí)，有時(shí)會(huì)顯示444號(hào)(提示內(nèi)容為第4軸伺服系統(tǒng)故障)或410號(hào)(提示內(nèi)容為第4軸停止位置偏差大于程序設(shè)定值)報(bào)警。

故障分析及處理:故障現(xiàn)象不僅時(shí)有時(shí)無，且在手動(dòng)狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，每點(diǎn)動(dòng)一下，轉(zhuǎn)塔刀架往往連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)多步而不停，且不論正、反向均如此。并且隨著時(shí)間的增加，故障的發(fā)生概率增加很快，只是偶然能正常工作。根據(jù)有時(shí)出現(xiàn)的444號(hào)報(bào)警與410號(hào)報(bào)警提示，可確定為轉(zhuǎn)塔刀架運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)故障無疑。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)塔刀架正常工作的一個(gè)全過程為:①接收到轉(zhuǎn)位信號(hào);②轉(zhuǎn)塔刀架彈起;③轉(zhuǎn)過一個(gè)刀位(仍上一頁(yè)下一頁(yè)返回第五十八頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊4數(shù)控車床自動(dòng)換刀裝置控制及常見故障分析在彈起狀態(tài));④轉(zhuǎn)塔刀架落下復(fù)位(準(zhǔn)備執(zhí)行下一個(gè)轉(zhuǎn)位動(dòng)作)。而故障狀態(tài)下的運(yùn)行過程為:①接收到轉(zhuǎn)位信號(hào);②轉(zhuǎn)塔刀架彈起;③轉(zhuǎn)過多個(gè)刀位，一直不落下。根據(jù)故障現(xiàn)象分析，不論有無故障發(fā)生，其轉(zhuǎn)塔刀架轉(zhuǎn)位信號(hào)的接收都是正常的，且與轉(zhuǎn)塔刀架旋轉(zhuǎn)方向無關(guān)。同時(shí)觀察到在過參考點(diǎn)時(shí)，PLC中X3073.0顯示正常，因此可以排除參考點(diǎn)傳感器SB141、轉(zhuǎn)塔刀架旋轉(zhuǎn)方向動(dòng)作控制(旋轉(zhuǎn)方向控制僅在手動(dòng)狀態(tài)下有效)和轉(zhuǎn)塔刀架轉(zhuǎn)位信號(hào)的傳輸故障，應(yīng)把重點(diǎn)放在與轉(zhuǎn)位動(dòng)作有關(guān)的幾個(gè)元件上。采用傳統(tǒng)的方法，觀察PLC中各元件動(dòng)作的信號(hào)顯示來確定故障部位。由于該故障無規(guī)律性，有可能為我們提供正常和異常兩種情況下上一頁(yè)下一頁(yè)返回第五十九頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊4數(shù)控車床自動(dòng)換刀裝置控制及常見故障分析的信號(hào)狀態(tài)。表5-4-1列出了轉(zhuǎn)塔刀架各轉(zhuǎn)位元件在上述兩種情況下的信號(hào)狀態(tài)。從表5-4-1中可以看到，在轉(zhuǎn)塔刀架彈起和轉(zhuǎn)塔旋轉(zhuǎn)(彈起狀態(tài))這兩個(gè)動(dòng)作中，正常和異常的信號(hào)狀態(tài)的區(qū)別在于X3073.5(SB143)和Y3206.1(YV343)兩個(gè)元件狀態(tài)均處于異常情況。而YV343(電磁閥)是一個(gè)輸出執(zhí)行元件，它的動(dòng)作受輸入元件(SB143)的狀態(tài)控制。所以進(jìn)一步確認(rèn)SB143(轉(zhuǎn)塔刀架鎖定傳感器)的工作狀態(tài)是否正常。拆下轉(zhuǎn)塔刀架端子板蓋扳，可以看到轉(zhuǎn)塔刀架3個(gè)位置傳感器SB141,SB142,SB143和接線端子X81。在手動(dòng)狀態(tài)下點(diǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)塔刀架，觀察到3個(gè)位置傳感器根部的LED顯示，上一頁(yè)下一頁(yè)返回第六十頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊4數(shù)控車床自動(dòng)換刀裝置控制及常見故障分析判斷工作基本正常(只是SB143在輸出高電平時(shí)LED顯示較亮，而輸出低電平時(shí)LED顯示有時(shí)較暗一些)。為了進(jìn)一步確定其工作狀態(tài)，用萬用表測(cè)量接線端子板X81上的2,5兩端電平，發(fā)現(xiàn)當(dāng)SB143上LED顯示較暗時(shí)其5端輸出仍為高電平(正常狀態(tài)低電平輸出時(shí)LED應(yīng)不發(fā)光)。確定轉(zhuǎn)塔刀架傳感器SB143工作異常。拆下SB143檢查，證實(shí)其確已損壞。由此可見，是由于SB143工作失效時(shí)，輸出不受機(jī)床動(dòng)作的控制，迫使電磁閥YV343長(zhǎng)期通電不能釋放，最終導(dǎo)致轉(zhuǎn)塔刀架不能落下復(fù)位。更換SB143后，故障排除。上一頁(yè)返回第六十一頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊5加工中心刀庫(kù)控制及常見故障分析一、學(xué)習(xí)目標(biāo)終極目標(biāo):會(huì)對(duì)加工中心刀庫(kù)進(jìn)行維護(hù)和故障排除。促成目標(biāo):(1)理解加工中心常用刀庫(kù)的類型、結(jié)構(gòu)及工作原理(2)理解加工中心自動(dòng)換刀裝置的類型、結(jié)構(gòu)及工作原理(3)掌握加工中心刀庫(kù)及自動(dòng)換刀裝置的常見故障的類型及原因(4)通過維修實(shí)例學(xué)習(xí)，熟悉加工中心刀庫(kù)常見故障的排除方法二、工作任務(wù)對(duì)加工中心刀庫(kù)常見故障進(jìn)行排除下一頁(yè)返回第六十二頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊5加工中心刀庫(kù)控制及常見故障分析三、相關(guān)實(shí)踐知識(shí)(一)刀庫(kù)與換刀機(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)，防止發(fā)生碰撞。

(2)順序選刀方式必須保證刀具在刀庫(kù)上的順序要正確。其他選刀方式也要注意所換刀具號(hào)與所需刀具一致，防止換錯(cuò)刀。(3)用手動(dòng)方式往刀庫(kù)上裝刀時(shí)，要確保安裝到位，確保裝夾牢靠。并要注意保持刀座上的鎖緊可靠。

(4)經(jīng)常檢查刀庫(kù)的回零位置是否正確。

(5)保持刀具刀柄和刀套清潔。

上一頁(yè)下一頁(yè)返回第六十三頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊5加工中心刀庫(kù)控制及常見故障分析(6)開機(jī)時(shí)，應(yīng)先使刀庫(kù)和機(jī)械手空運(yùn)行，檢查運(yùn)行是否正常，發(fā)現(xiàn)不正常時(shí)應(yīng)及時(shí)處理。

(二)加工中心刀庫(kù)及自動(dòng)換刀裝置的故障

自動(dòng)換刀裝置是數(shù)控機(jī)床加工中心的重要執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它們的性能直接影響機(jī)床的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率。換刀裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且在工作中又頻繁運(yùn)動(dòng)，所以故障率較高。

換刀裝置常見故障形式有:刀庫(kù)運(yùn)動(dòng)故障，定位誤差過大;機(jī)械手夾持刀柄不穩(wěn)定，機(jī)械手動(dòng)作誤差過大等。這些故障最后都造成換刀動(dòng)作卡位，整機(jī)停止工作。進(jìn)行維修時(shí)應(yīng)重視對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備操作人員的調(diào)查，由于ATC裝置都是由PLC可編程序控制器通過應(yīng)答信號(hào)控制的，因此大多數(shù)故障出現(xiàn)在上一頁(yè)下一頁(yè)返回第六十四頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊5加工中心刀庫(kù)控制及常見故障分析反饋環(huán)節(jié)(電路或反饋元件)上，需通過電路分析與信號(hào)、動(dòng)作、定位、限位等有關(guān)環(huán)節(jié)的綜合分析來判斷故障所在，故難度較大。下面就刀庫(kù)和換刀機(jī)械手的故障作簡(jiǎn)要介紹。1.刀庫(kù)不能轉(zhuǎn)動(dòng)可能的原因有:連接電動(dòng)機(jī)與蝸桿軸的聯(lián)軸器松動(dòng);機(jī)械連接過緊;刀庫(kù)預(yù)緊力過大。2.刀庫(kù)轉(zhuǎn)不到位可能的原因有:電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)故障;傳動(dòng)機(jī)構(gòu)誤差。3.刀套不能夾緊刀具上一頁(yè)下一頁(yè)返回第六十五頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊5加工中心刀庫(kù)控制及常見故障分析可能的原因有:刀套上的調(diào)整螺釘松動(dòng);彈簧太松，造成卡緊力不足;刀具超重。4.刀套上下不到位可能的原因有:裝置調(diào)整不當(dāng)或加工過大而造成撥叉位置不到位;限位開關(guān)安裝不正確或調(diào)整不當(dāng)而造成反饋信號(hào)錯(cuò)誤。5.刀具夾不緊掉刀可能的原因有:卡緊爪彈簧壓力過小;彈簧后面的螺母松動(dòng);刀具超重;機(jī)械手卡緊鎖不起作用;氣壓不足，或刀具卡緊氣壓漏氣。6.刀具夾緊后松不開可能的原因有:松鎖的彈簧壓合過緊，卡爪縮不回;應(yīng)調(diào)松上一頁(yè)下一頁(yè)返回第六十六頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊5加工中心刀庫(kù)控制及常見故障分析螺母，使最大載荷不超過額定數(shù)值。7.刀具交換時(shí)掉刀可能的原因有:換刀時(shí)主軸箱沒有回到換刀點(diǎn);換刀點(diǎn)漂移;機(jī)械手抓刀時(shí)沒有到位。8.機(jī)械手換刀速度過快或過慢可能的原因有:氣壓太高或太低;換刀氣閥節(jié)流開口太大或太小。9.換刀時(shí)不能拔刀可能的原因有:刀庫(kù)不能伸出;主軸松刀液壓缸未動(dòng)作;松刀機(jī)構(gòu)卡死。四、相關(guān)理論知識(shí)

上一頁(yè)下一頁(yè)返回第六十七頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊5加工中心刀庫(kù)控制及常見故障分析(一)加工中心刀庫(kù)及自動(dòng)換刀裝置概述

為了能在工件一次裝夾中完成多個(gè)工步，減少工件因安裝拆卸時(shí)間和多次重復(fù)定位引起的誤差，加工中心都帶有自動(dòng)換刀系統(tǒng)。自動(dòng)換刀系統(tǒng)是加工中心的重要組成部分，它的結(jié)構(gòu)和性能直接影響加工中心的效率，在某種程度上體現(xiàn)了加工中心的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)水平。隨著加工中心的發(fā)展，自動(dòng)換刀裝置的結(jié)構(gòu)和形式也在不斷變化。

目前加工中心中大量采用刀庫(kù)來實(shí)現(xiàn)換刀。由于刀庫(kù)在很大程度上增加了刀具的儲(chǔ)存數(shù)量，儲(chǔ)存量一般為8~64把，多的可達(dá)100~200把。增強(qiáng)了機(jī)床的功能，同時(shí)有了刀庫(kù)，機(jī)床只需要用一個(gè)主軸來安裝刀具，有利于提高主軸剛度。

上一頁(yè)下一頁(yè)返回第六十八頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊5加工中心刀庫(kù)控制及常見故障分析1.刀庫(kù)的類型刀庫(kù)是自動(dòng)換刀裝置的主要部件，其容量、布局及具體結(jié)構(gòu)對(duì)加工中心的性能有很大的影響。刀庫(kù)的功能是儲(chǔ)存各種刀具，并按程序指令把將要用的刀具準(zhǔn)確地送到換刀位置，并接收從主軸送來的已用刀具。

根據(jù)刀庫(kù)所需要的容量和取刀的方式，可以將加工中心刀庫(kù)設(shè)計(jì)成多種形式。按結(jié)構(gòu)形式可分為盤式刀庫(kù)、鏈?zhǔn)降稁?kù)和箱格式刀庫(kù)3種。按設(shè)置部位的不同可分為頂置式刀庫(kù)、側(cè)置式刀庫(kù)、落地式刀庫(kù)和懸掛式刀庫(kù)等多種類型。按交換刀具還是交換主軸，刀庫(kù)可分為普通刀庫(kù)(簡(jiǎn)稱刀庫(kù))和主軸箱刀庫(kù)。圖5-5-1所示為幾種典型的刀庫(kù)形式，本文重點(diǎn)講述上一頁(yè)下一頁(yè)返回第六十九頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊5加工中心刀庫(kù)控制及常見故障分析盤式刀庫(kù)和鏈?zhǔn)降稁?kù)。1)盤式刀庫(kù)

此類刀庫(kù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用較多。如圖5-5-2和圖5-5-3所示，刀具可以沿主軸軌向、徑向、斜向安放，刀具軸向安裝的結(jié)構(gòu)緊湊，目前大部分刀庫(kù)安裝在機(jī)床立柱的頂面或側(cè)面，但因?yàn)閾Q刀時(shí)刀具與主軸同向，有的刀庫(kù)中的刀具需在換刀位置做90°翻轉(zhuǎn)。當(dāng)?shù)稁?kù)存量較大時(shí)，為了既方便存取刀具又保持結(jié)構(gòu)緊湊，可采取彈倉(cāng)式結(jié)構(gòu)，安裝在單獨(dú)的地基上，以隔離刀庫(kù)轉(zhuǎn)動(dòng)造成的振動(dòng)。該換刀裝置的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低、換刀可靠性較好，但換刀時(shí)間長(zhǎng)，多用于刀庫(kù)存量較小的加工中心。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第七十頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊5加工中心刀庫(kù)控制及常見故障分析2)鏈?zhǔn)降稁?kù)

此類刀庫(kù)結(jié)構(gòu)緊湊，刀庫(kù)容量較大，可分為單環(huán)和多環(huán)兩種，鏈環(huán)的形狀可根據(jù)機(jī)床的布局采用不同的配置。當(dāng)需要增加刀具數(shù)量時(shí)，在一定范圍內(nèi)，無需變更刀庫(kù)的線速度及慣量，只需增加鏈條的長(zhǎng)度或采用鏈帶拆疊回繞的方式來提高中間利用率，當(dāng)要求刀庫(kù)的刀具容量很大時(shí)，可采用多條鏈帶結(jié)構(gòu)即可。圖5-5-4所示為刀具方向與主軸同向、刀庫(kù)容量較大(為60把)的鏈?zhǔn)降稁?kù)，其實(shí)物如圖5-5-5所示。換刀時(shí)主軸箱升至換刀位置，機(jī)械手從刀庫(kù)抓刀，轉(zhuǎn)過180。后，與主軸上的刀具進(jìn)行交換。

此外，箱格式刀庫(kù)的有線型和箱型兩種，結(jié)構(gòu)也簡(jiǎn)單。線型上一頁(yè)下一頁(yè)返回第七十一頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊5加工中心刀庫(kù)控制及常見故障分析刀庫(kù)用于無機(jī)械手換刀裝置，箱型刀庫(kù)一般容量比較大，多用于加工單元式。還有密集型的格子式刀庫(kù)，占地面積小，結(jié)構(gòu)緊湊，可容納的刀具數(shù)量較多，但選刀和取刀動(dòng)作復(fù)雜，多用于柔性制造系統(tǒng)的供刀系統(tǒng)。

2.自動(dòng)換刀裝置的類型

自動(dòng)換刀裝置可分為轉(zhuǎn)塔式、180。回轉(zhuǎn)式、回轉(zhuǎn)插入式和二軸轉(zhuǎn)動(dòng)式等。自動(dòng)換刀的刀具可緊固在專用刀夾內(nèi)，每次換刀時(shí)將刀夾直接裝人主軸。

1)轉(zhuǎn)塔式換刀裝置

轉(zhuǎn)塔式換刀并不是拆卸刀具，而是將刀具和刀夾一起換下。如圖5-5-6所示，由若干與銑床動(dòng)力頭(主軸箱)相連接的上一頁(yè)下一頁(yè)返回第七十二頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊5加工中心刀庫(kù)控制及常見故障分析主軸組成轉(zhuǎn)塔。在運(yùn)行程序之前將刀具分別裝入主軸，需要哪把刀具時(shí)，轉(zhuǎn)塔就轉(zhuǎn)到相應(yīng)的位置換刀。這種裝置是最早的換刀方式，可以省去自動(dòng)夾緊、裝刀、松刀等一系列操作，提高了換刀的可靠性，縮短了換刀時(shí)間。但主軸的數(shù)量受到限制。要使用數(shù)量多于主軸數(shù)的刀具時(shí)，操作者必須卸下已用過的刀具，并裝上后續(xù)程序所需要的刀具。目前NC鉆床等還在使用轉(zhuǎn)塔式刀庫(kù)。

2)180°回轉(zhuǎn)式換刀裝置

最簡(jiǎn)單的換刀裝置是180°回轉(zhuǎn)式換刀裝置，如圖5-5-7所示。換刀過程如下，接到換刀指令后，主軸停到指定換刀位置;與此同時(shí)，刀具庫(kù)運(yùn)動(dòng)到對(duì)應(yīng)位置，換刀裝置回轉(zhuǎn)并同時(shí)上一頁(yè)下一頁(yè)返回第七十三頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊5加工中心刀庫(kù)控制及常見故障分析與主軸、刀具庫(kù)的刀具相接觸;將刀具從各自的位置上取下，回轉(zhuǎn)180°，將主軸刀具與刀具庫(kù)中的刀具帶走;在換刀裝置回轉(zhuǎn)時(shí)，刀具庫(kù)重新調(diào)整到相應(yīng)的位置，換刀裝置將要換上的刀具與卸下的刀具分別裝入主軸和刀具庫(kù)后，轉(zhuǎn)回原位置，程序繼續(xù)運(yùn)行。這種換刀裝置的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)動(dòng)少、換刀時(shí)間短;但是刀具必須放在與主軸平行的平面內(nèi)，切屑及切削液易進(jìn)入刀夾，必須對(duì)刀具另加防護(hù)。

3)回轉(zhuǎn)插入式換刀裝置

回轉(zhuǎn)插入式換刀裝置實(shí)質(zhì)上是回轉(zhuǎn)插入機(jī)構(gòu)，是換刀裝置與傳遞桿的組合。圖5-5-8所示為用在臥式加工中心上的回轉(zhuǎn)插入式換刀裝置的工作原理，這種換刀裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與上一頁(yè)下一頁(yè)返回第七十四頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊5加工中心刀庫(kù)控制及常見故障分析180°回轉(zhuǎn)式換刀裝置基本相同。與180°回轉(zhuǎn)式換刀裝置相比，這種裝置的主要特點(diǎn)是刀具存放在機(jī)床的一側(cè)，避免了切屑對(duì)主軸或刀夾造成的損壞。但是換刀過程中動(dòng)作多，換刀所用的時(shí)間長(zhǎng)。

4)二軸轉(zhuǎn)動(dòng)式換刀裝置

圖5-5-9所示是二軸轉(zhuǎn)動(dòng)式換刀裝置的工作原理。這種換刀裝置可用于側(cè)置或后置式刀具庫(kù)，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)最適用于立式加工中心。換刀過程為:接到換刀指令，換刀機(jī)構(gòu)開始運(yùn)動(dòng)，并將刀具從主軸上取下，轉(zhuǎn)至刀具庫(kù)，將刀具放回刀具庫(kù);從刀具庫(kù)中取出欲換上的刀具，轉(zhuǎn)向主軸，并將刀具裝人主軸;返回原位置，換刀完成。

上一頁(yè)下一頁(yè)返回第七十五頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊5加工中心刀庫(kù)控制及常見故障分析該裝置中刀具庫(kù)位于機(jī)床一側(cè)或后方，能最大限度地保護(hù)刀具。但刀具傳遞次數(shù)及運(yùn)動(dòng)較多，換刀時(shí)間長(zhǎng)。在立式加工中心中已逐漸被180°回轉(zhuǎn)式和主軸直接式換刀裝置所取代(二)加工中心上常用的換刀方式

按有無機(jī)械手參與換刀過程，刀庫(kù)換刀常用的換刀方式分為有機(jī)械手和無機(jī)械手換刀兩種。1.無機(jī)械手換刀無機(jī)械手換刀方式又稱主軸直接式換刀，刀具一般存放在刀庫(kù)內(nèi)與主軸平行且主軸可達(dá)到的位置。換刀時(shí)，主軸箱移到刀庫(kù)換刀位置上方，利用主軸Z向運(yùn)動(dòng)將加工用完的刀具插入刀庫(kù)中要求的空位處，然后刀庫(kù)中待換刀具轉(zhuǎn)到待命位置上一頁(yè)下一頁(yè)返回第七十六頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊5加工中心刀庫(kù)控制及常見故障分析主軸Z向運(yùn)動(dòng)將待用刀具從刀庫(kù)中取出，并將刀具插入主軸。圖5-5-10(a)~(f)所示為無機(jī)械手換刀方式在臥式加工中心上的應(yīng)用。換刀時(shí)，主軸移動(dòng)到換刀位置，圓盤式刀具庫(kù)轉(zhuǎn)至所需刀槽的位置，將刀具從“等待”位置移出至換刀位置，并與裝在主軸內(nèi)的刀夾配合;刀庫(kù)前移，卸下刀具;然后刀庫(kù)轉(zhuǎn)到所需刀具對(duì)準(zhǔn)主軸的位置，向后運(yùn)動(dòng)，將刀具插入主軸并固緊;最后，刀庫(kù)離開主軸向上移動(dòng)，回到“等待”位置，換刀完成。

無機(jī)械手換刀方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、換刀可靠性高、成本低，但結(jié)構(gòu)布局受到限制，刀庫(kù)容量少，換刀時(shí)間少，多用于中、小型加工中心。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第七十七頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊5加工中心刀庫(kù)控制及常見故障分析2.有機(jī)械手換刀在有機(jī)械手換刀的過程中，一個(gè)機(jī)械手將需要更換的刀具從主軸中拔刀，同時(shí)另一機(jī)械手將下一工序需要的刀具從刀庫(kù)取出，兩者交換位置，完成換刀過程。該換刀方式的系統(tǒng)在刀庫(kù)配置、刀具數(shù)量及與主軸的相對(duì)位置等方面都比較靈活，換刀時(shí)間較短，能極大地縮短輔助時(shí)間，但結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)較復(fù)雜。采用機(jī)械手進(jìn)行刀具交換的方式應(yīng)用最為廣泛，這是因?yàn)闄C(jī)械手換刀有很大的靈活性，而且可以減少換刀時(shí)間。常見的機(jī)械手形式如圖5-5-11所示。

圖5-5-11(a)所示為單臂單爪回轉(zhuǎn)式機(jī)械手。這種方式換刀上一頁(yè)下一頁(yè)返回第七十八頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊5加工中心刀庫(kù)控制及常見故障分析時(shí)間較長(zhǎng)，機(jī)械手的手臂上只有一個(gè)夾爪，手臂可以回轉(zhuǎn)不同的角度來進(jìn)行換刀，不論在刀庫(kù)上或主軸上，均靠這個(gè)夾爪裝刀及卸刀。

圖5-5-11(b)所示為單臂雙爪擺動(dòng)式機(jī)械手。這種機(jī)械手的手臂上有兩個(gè)夾爪，這兩個(gè)夾爪有所分工，一個(gè)夾爪只負(fù)責(zé)從主軸上取刀送回刀庫(kù);另一個(gè)夾爪則負(fù)責(zé)由刀庫(kù)取刀送到主軸，與單臂單爪回轉(zhuǎn)式機(jī)械手相比，其換刀時(shí)間較短。圖5-5-11(c)所示為雙臂回轉(zhuǎn)式機(jī)械手。這種機(jī)械手的手臂兩端各有一個(gè)夾爪，可同時(shí)抓取刀庫(kù)及主軸上的刀具，回轉(zhuǎn)180°后又能同時(shí)將刀具裝入相應(yīng)位置，其右邊的機(jī)械手在運(yùn)動(dòng)過程中兩臂可伸縮。與前兩種機(jī)械手相比，換刀時(shí)間較上一頁(yè)下一頁(yè)返回第七十九頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊5加工中心刀庫(kù)控制及常見故障分析短，是最常用的一種形式。

圖5-5-11(d)所示為雙機(jī)械手。這種機(jī)械手相當(dāng)于兩個(gè)單臂單爪機(jī)械手，它們相互配合進(jìn)行自動(dòng)換刀。其中一個(gè)機(jī)械手從主軸上取下“舊刀”送回刀庫(kù);另一個(gè)機(jī)械手由刀庫(kù)取出“新刀”裝入機(jī)床主軸。

圖5-5-11(e)所示為雙臂端面夾緊式機(jī)械手。與前面幾種機(jī)械手相比，這種機(jī)械手只是在夾緊部位與上述幾種不同。前幾種機(jī)械手是靠夾緊刀柄的表面抓取刀具，這種機(jī)械手則是夾緊刀柄的兩個(gè)端面。

圖5-5-11(f)所示為雙臂往復(fù)交叉式機(jī)械手。這種機(jī)械手的兩臂可以往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并交叉成一定的角度。一個(gè)手臂從主軸上一頁(yè)下一頁(yè)返回第八十頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊5加工中心刀庫(kù)控制及常見故障分析上取下“舊刀”送回刀庫(kù);另一個(gè)手臂由刀庫(kù)中取出“新刀”裝入主軸。整個(gè)機(jī)械手可做直線移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)運(yùn)刀運(yùn)動(dòng)。

(三)刀庫(kù)的選刀方式

常用的刀具選擇方法有順序選刀和任意選刀兩種，順序選刀是在加工之前，將加工零件所需刀具按照工藝要求依次插入刀庫(kù)的刀套中，順序不能搞錯(cuò)，加工是按順序調(diào)刀，加工不同的工件時(shí)必須重新調(diào)整刀庫(kù)中的刀具順序，操作繁瑣，而且由于刀具的尺寸誤差也容易造成加工精度不穩(wěn)定，其優(yōu)點(diǎn)是刀庫(kù)的驅(qū)動(dòng)和控制都比較簡(jiǎn)單。因此，這種方式適合加工批量較大，工件品種數(shù)量較少的中、小型自動(dòng)換刀機(jī)床。

上一頁(yè)下一頁(yè)返回第八十一頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊5加工中心刀庫(kù)控制及常見故障分析隨著數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展，目前大多數(shù)的數(shù)控系統(tǒng)都具有刀具任選功能，任選刀具的換刀方式分為刀套編碼、刀具編碼和記憶等。刀具編碼或刀套編碼需要在刀具或刀套上安裝用于識(shí)別的編碼條，一般都是根據(jù)二進(jìn)制編碼的原理進(jìn)行編碼的，刀具編碼選刀方式采用一種特殊的刀柄結(jié)構(gòu)，并對(duì)每把刀具編碼。每把刀具都具有自己的代碼，因而刀具可以在不同的工序中多次重復(fù)使用，換下的刀具不用放回原刀座，有利于選刀和裝刀，刀庫(kù)的容量也相應(yīng)減少，而且可避免內(nèi)部刀具順序的差錯(cuò)所發(fā)生的事故。但每把刀具都帶有專用的編碼系統(tǒng)，刀具長(zhǎng)度加長(zhǎng)，制造困難，剛度降低，刀庫(kù)和機(jī)械手的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。刀套編碼的方式要求一把刀具只對(duì)應(yīng)一個(gè)刀套上一頁(yè)下一頁(yè)返回第八十二頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊5加工中心刀庫(kù)控制及常見故障分析從某一個(gè)刀套中取出的刀具使用完后必須放回原來的刀套中，這樣增加刀庫(kù)動(dòng)作的復(fù)雜性，取送刀具十分麻煩，換刀時(shí)間長(zhǎng)，但可以在加工過程中重復(fù)使用。目前在加工中心上大量使用記憶式的任選方式。這種方式能將刀具號(hào)和刀庫(kù)中的刀套位置(地址)對(duì)應(yīng)地記憶在數(shù)控系統(tǒng)的PLC中，無論刀具放在哪個(gè)刀套內(nèi)都始終保持記憶。刀庫(kù)上裝有位置檢測(cè)裝置，可以檢測(cè)出每個(gè)刀套的位置。這樣刀具就可以任意取出并送回。刀庫(kù)上還設(shè)有機(jī)械原點(diǎn)，使每次選刀時(shí)就近選取，如對(duì)于盤式刀庫(kù)每次選刀運(yùn)動(dòng)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)都不超過180°。(四)刀庫(kù)、機(jī)械手部分故障實(shí)例

●例一某VMC-65A型加工中心使用半年后出現(xiàn)主軸拉刀上一頁(yè)下一頁(yè)返回第八十三頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊5加工中心刀庫(kù)控制及常見故障分析松動(dòng)，無任何報(bào)警信息。

分析主軸拉不緊刀的原因是:①主軸拉刀碟簧變形或損壞;②拉刀液壓缸動(dòng)作不到位;③拉釘與刀柄夾頭間的螺紋連接松動(dòng)。經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)拉釘與刀柄夾頭的螺紋連接松動(dòng)，刀柄夾頭隨刀具的插拔發(fā)生旋轉(zhuǎn)，后退了約1.5mm。該臺(tái)機(jī)床的拉釘與刀柄夾頭間無任何連接防松的鎖緊措施。在插拔刀具時(shí)，若刀具中心與主軸錐孔中心稍有偏差，刀柄夾頭與刀柄間就會(huì)存在一個(gè)偏心摩擦。刀柄夾頭在這種摩擦和沖擊的共同作用下，時(shí)間一長(zhǎng)，螺紋松動(dòng)退絲，出現(xiàn)主軸拉不住刀的現(xiàn)象。若將主軸拉釘和刀柄夾頭的螺紋連接用鎖緊螺母鎖緊后，故障即可消除。

上一頁(yè)下一頁(yè)返回第八十四頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊5加工中心刀庫(kù)控制及常見故障分析●例二自動(dòng)換刀時(shí)刀鏈運(yùn)轉(zhuǎn)不到位。

故障現(xiàn)象:TH42160龍門加工中心自動(dòng)換刀時(shí)刀鏈運(yùn)轉(zhuǎn)不到位，機(jī)床報(bào)警。

故障檢查與分析:出故障報(bào)警知道刀庫(kù)伺服電動(dòng)機(jī)過載，檢查電氣控制系統(tǒng)，沒有發(fā)現(xiàn)什么異常?？梢约僭O(shè):刀庫(kù)鏈內(nèi)有異物卡住;刀庫(kù)鏈上的刀具太重;潤(rùn)滑不良。

經(jīng)過檢查排除了上述可能。卸下伺服電動(dòng)機(jī)，發(fā)現(xiàn)伺服電動(dòng)機(jī)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，更換電動(dòng)機(jī)故障排除。

●例三刀庫(kù)換刀位置錯(cuò)誤故障。

故障現(xiàn)象:換刀系統(tǒng)在執(zhí)行換刀指令時(shí)不動(dòng)作，CRT顯爾上一頁(yè)下一頁(yè)返回第八十五頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊5加工中心刀庫(kù)控制及常見故障分析E98報(bào)警“換刀系統(tǒng)在機(jī)械臂位置檢測(cè)開關(guān)信號(hào)”為“0”和E116報(bào)警“刀庫(kù)換刀位置錯(cuò)誤”。

故障檢查與分析:該設(shè)備為德國(guó)MH800C加工中心，采用菲利浦公司CNC5000系列數(shù)控系統(tǒng)。從CRT提供的信息，判斷故障發(fā)生在換刀系統(tǒng)和刀庫(kù)部分，相應(yīng)的位置檢測(cè)開關(guān)無信號(hào)送到CNC的輸入接口，從而導(dǎo)致機(jī)床自我保護(hù)，中斷換刀。造成開關(guān)無信號(hào)輸出的原因有:①液壓或機(jī)械的原因造成動(dòng)作不到位，而使開關(guān)得不到感應(yīng);②開關(guān)失靈。根據(jù)機(jī)床結(jié)構(gòu)情況，首先查刀庫(kù)部分的開關(guān)，用薄鐵片去感應(yīng)開關(guān)，結(jié)果正常。接著檢測(cè)換刀系統(tǒng)機(jī)械手內(nèi)部的兩個(gè)開關(guān)。發(fā)現(xiàn)機(jī)械臂停在行程中間位置，“臂移出”上一頁(yè)下一頁(yè)返回第八十六頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊5加工中心刀庫(kù)控制及常見故障分析開關(guān)21S1和“臂縮回”開關(guān)21S2均得不到感應(yīng)。造成輸出信號(hào)為0(“臂移出”開關(guān)感應(yīng)為1，換刀系統(tǒng)才有動(dòng)作)。用旋具頂相應(yīng)的21Y2電磁閥芯把機(jī)械臂縮回至“背縮回”位置，機(jī)床恢復(fù)正常。分析產(chǎn)生故障的原因，考慮到機(jī)床在此之前換刀正常，手動(dòng)電磁閥能使換刀系統(tǒng)回位，說明液壓或機(jī)械部分是正常的，為此懷疑換刀動(dòng)作與程序換刀指令不協(xié)調(diào)。機(jī)床《操作員手冊(cè)》中要求“連續(xù)運(yùn)行中，兩次換刀間隔時(shí)間不得小于30s"。經(jīng)計(jì)時(shí)發(fā)現(xiàn)，引發(fā)故障的程序段兩次換刀時(shí)間僅為21s。

修改相應(yīng)的程序后故障排除，機(jī)床恢復(fù)正常。

●例四故障現(xiàn)象:某加工中心采用凸輪機(jī)械手換刀。換刀上一頁(yè)下一頁(yè)返回第八十七頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊5加工中心刀庫(kù)控制及常見故障分析過程中，動(dòng)作中斷，發(fā)出2035#報(bào)警，顯示內(nèi)容:機(jī)械手伸出故障。

故障檢查與分析:根據(jù)報(bào)警內(nèi)容，機(jī)床是因?yàn)闊o法執(zhí)行下一步“從主軸和刀庫(kù)中拔出刀具”使換刀過程中斷并報(bào)警。

機(jī)械手不能伸出完成拔刀動(dòng)作，產(chǎn)生故障的原因可能有如下幾種。

(1)“松刀”感應(yīng)開關(guān)失靈，在換刀過程中，各動(dòng)作的完成信號(hào)均由感應(yīng)開關(guān)發(fā)出，只有上一動(dòng)作完成后才能進(jìn)行下一動(dòng)作。第3步為“主軸松刀”，如果感應(yīng)開關(guān)未發(fā)出信號(hào)，則機(jī)械手“拔刀”就不會(huì)動(dòng)作。檢查兩感應(yīng)開關(guān)，信號(hào)正常

(2)“松刀”電磁閥失靈，主軸的“松刀”是由電磁閥接通上一頁(yè)下一頁(yè)返回第八十八頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊5加工中心刀庫(kù)控制及常見故障分析液壓缸來完成的。如電磁閥失靈，則液壓缸沒有進(jìn)油，刀具就“松”不了。檢查主軸的“松刀”電磁閥動(dòng)作均正常。

(3)“松刀”液壓缸因液壓系統(tǒng)壓力不夠或漏油而不動(dòng)作，或行程不到位，檢查刀庫(kù)松刀液壓缸，動(dòng)作正常。行程到位;打開主軸箱后罩，檢查主軸松刀液壓缸，發(fā)現(xiàn)也已到達(dá)松刀位置，油壓也正常，液壓缸無漏油現(xiàn)象。

(4)機(jī)械手系統(tǒng)有問題，建立不起“拔刀”條件，其原因可能是電動(dòng)機(jī)控制電路有問題。檢查電動(dòng)機(jī)控制電路系統(tǒng)正常

(5)刀具靠碟簧通過拉桿和彈簧卡頭而將刀具柄尾端的拉釘拉緊的;松刀時(shí)，液壓缸的活塞桿頂壓頂桿，頂桿通過空心螺釘推動(dòng)拉桿，一方面使彈簧卡頭松開刀具的拉釘，另一方面上一頁(yè)下一頁(yè)返回第八十九頁(yè)，共一百一十七頁(yè)。模塊5