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加工中心从用途上说也是数控机床的一种，加工中心一般都只采用刀库的形式，这有别于数控车床的数控刀架或排刀。 目前,加工中心的自动换刀装置(ATC)有两种常用类型的换刀方式,一是刀具从刀库中直接由主轴交换,二是依靠机械手完成主轴与刀库上刀具的交换｡第一种换刀方式适用于小型加工中心,刀库较小,刀具较少,换刀动作简单,出现掉刀等故障时容易发现并能及 时排除｡第二种换刀方式,从结构上和动作上看均属于比较复杂的一种｡本文以JASU V-850D立式加工中心为例分析掉刀故障现象并加以处理｡JASU V-850D 立式加工中心 1、加工中心换刀动作分析 从PLC图上看此机床换刀程序达900多步,很难读懂其工作原理｡在此,略运去ATC数据交换､传递､存储及刀号存储等内容,把换刀动作简述如下:CNC 换刀指令(M06)￫刀套下降￫下降到位￫机械手转动￫转动减速￫转动到位(X4.7)￫主轴刀松开￫松开到位￫机械手转动￫转动减速￫转动到位￫主轴刀 夹紧￫夹紧到位(X2.5)￫机械手逆转￫机械原位,换刀完成｡其中,机械手的快､慢速由变频器实现,电动机转动时带动机械凸轮传动实现机械手的上升､下降｡ 2、掉刀故障 掉刀故障现象出现时间较长,一开始,偶尔出现一次,一月一次,甚至两三月一次,以为是偶然因素引起的,没有引起足够的重视,慢慢地一周出现一次,甚至两 次,同时伴随着主轴上的刀装不到位的情况｡后来慢慢地演变为一个班次多次出现故障,严重地影响生产进度､造成废品产生｡仔细观察,掉刀故障有两种情况出 现,一种是由本工步加工完成后掉刀,一种是本工步根本没加工,刀具落在工作台上｡由于加工过程中,换刀动作均执行,动作顺序正常,故出现掉刀､装刀(装到 主轴上)不到位时均无任何报警现象,只有操作者在工件检查或听到掉刀异常声音时,才会发生故障,因而在自动加工生产线上有时会因掉刀而出现批量废品的现象｡ 3、故障分析与处理 (1）检查机械手执行ATC换刀故障排除步骤,把机械手停止在垂直极限位置｡检查机械手手臂上的两个卡爪及支持卡爪的弹簧等附件｡均没有发现问题,说明机械手夹持刀具紧固,在机械手转动情况下不会出现掉刀现象｡ （2）检查刀具夹持情况根据刀具有主轴上装不位的现象分析,可能是主轴内孔中碟簧不能对刀具夹持紧固,从而出现刀装不到位,甚至装不上而掉刀现象｡拆开主 轴内部,发现有几处对碟簧已碎｡于是更换了全部碟簧｡试车时没有出现任何问题｡运行一个班次后又出现掉刀现象｡ （3）检查换刀程序针对本故障仅出现在换刀动作过程中,与其他动作无关,编辑一个自动换刀反复执行程序,并运行此程序,以期找到掉刀的真正原因｡编辑自动换刀程序如下:O0200￫S500￫M03￫G04X3.0￫M06￫M99￫%. 在程序运行中,发现如下情况:主轴刀具夹紧没有到位,甚至还没有夹紧动作的情况下,机械手转动,于是掉刀｡依前文换刀动作顺序分析主轴刀具夹紧到位行程开 关误动作引起掉刀故障｡打开PLC梯形图,监控该行程开关(输入为X2.5),反复按压该行程开关,发现20多次压合中有3次X2.5为“0”状态的现象 出现两次,同时压合后X2.5不能由“1”状态转到“0状态”的现象出现两次,根据以上判定该行程开关损坏｡此开关为OMRONZC—Q2255,用国产 CXW5—11Q1替换,试车正常｡一周后,操作者仍反映有掉刀现象,当然出现的频次小了,这说明掉刀故障仍未彻底排除｡ （4）故障处理反复运行两个小时,自动换刀几百次｡终于发现一次故障:在机械手没有到位的情况下,主轴上的刀具松开,机械手没有抓住刀,从而出现掉刀现 象,这说明机械手到位磁感应开关误动作｡更换开关E2E—CR8C1,故障现象仍然存在｡查看PLC梯形图,此开关输入点为X4.7｡梯形图中X4.7为 常开点,当此开关感应时状态为“0”,不感应时状态为“1”｡其逻辑状态与常见的感应开关逻辑状态相反｡当X4.7断线时,也会引起X4.7为“1”状 态,于是排查X4.7的联线,发现电磁感应开关后方的接线端子处X4.7松动,每当自动换刀时,机械手凸轮一系列动作引起的轻微震动,使X4.7线处于断 开状态,这样在机械手未到位时,松开刀具的感应开关虽仍感应,但因处于断线状态,X4.7伯为“1”状态,于是在机械未到位时,刀具松开而出现掉刀故障｡ 这种情况的掉刀故障,是刀具已作加工工步而后掉的刀,在上文提到的则是刀具未作任何加工工步就掉刀的故障｡ |