【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 又頻繁運(yùn)動(dòng)， 下一頁(yè) 返回 模塊 4 數(shù)控車(chē)床自動(dòng)換刀裝置控制及常見(jiàn)故障分析 故障率較高，如刀具 運(yùn)動(dòng)故障、定位誤差過(guò)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(guò)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(chē)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 模塊 4 數(shù)控車(chē)床自動(dòng)換刀裝置控制及常見(jiàn)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(wèn)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(kāi)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(guò)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 模塊 4 數(shù)控車(chē)床自動(dòng)換刀裝置控制及常見(jiàn)故障分析 再使用 。檢查機(jī)械連接部分。 ? ● ? 可能的原因有 :發(fā)訊盤(pán)電源故障 。發(fā)訊盤(pán)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(wú)信號(hào)。 ? 可采取的措施 :去掉罩殼，檢查發(fā)訊盤(pán)接線是否有短路或開(kāi)路現(xiàn)象 。發(fā)訊盤(pán)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 ? ● 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 模塊 4 數(shù)控車(chē)床自動(dòng)換刀裝置控制及常見(jiàn)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。 ? ● ? 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(kāi)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(kāi)始 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 模塊 4 數(shù)控車(chē)床自動(dòng)換刀裝置控制及常見(jiàn)故障分析 之間 的延時(shí)。 ? ● ? 可能的原因有 :刀架沒(méi)有充分鎖緊 。車(chē)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 )。 ? ● ? 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(chē)床的自動(dòng)換刀裝置 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 模塊 4 數(shù)控車(chē)床自動(dòng)換刀裝置控制及常見(jiàn)故障分析 ? 數(shù)控車(chē)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(chē)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(chē)床的發(fā)展，刀具結(jié)構(gòu)形式也在不斷變化。 ? 數(shù)控車(chē)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(chē)床刀架中應(yīng)用最多的一種換刀機(jī)構(gòu)，通過(guò)刀架的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)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 模塊 4 數(shù)控車(chē)床自動(dòng)換刀裝置控制及常見(jiàn)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(guò)回轉(zhuǎn)頭的旋轉(zhuǎn)分度來(lái)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(pán)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(guò)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。 ? ● ? 在數(shù)控車(chē)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 圖 542所示的步驟完成工作要求，同時(shí)要通過(guò)相應(yīng)的輔助機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 ? 四工位回轉(zhuǎn)刀架的結(jié)構(gòu)如 圖 543所示。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 模塊 4 數(shù)控車(chē)床自動(dòng)換刀裝置控制及常見(jiàn)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 1軸 17，由花鍵帶動(dòng)蝸桿 19,蝸輪 軸 軸套 10轉(zhuǎn)動(dòng)。軸套 10通過(guò)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(pán) 6，使上端齒盤(pán) 6與下端齒盤(pán) 5分開(kāi)，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(guò)相應(yīng)的角度 (900,1800, 2700)，由微動(dòng)開(kāi)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 模塊 4 數(shù)控車(chē)床自動(dòng)換刀裝置控制及常見(jiàn)故障分析 ? 3)刀架壓緊 ? 刀架轉(zhuǎn)動(dòng)到位后，由微動(dòng)開(kāi)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(guò)銷(xiāo) 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(pán)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2套筒 21的外圓曲面使開(kāi)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)如 圖 544所示。 ? 這種刀架的工作過(guò)程全部由液壓系統(tǒng)通過(guò)電磁換向閥和順序閥進(jìn)行控制，主要適用于盤(pán)類(lèi)零件的加工。它與四工位回轉(zhuǎn) 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 模塊 4 數(shù)控車(chē)床自動(dòng)換刀裝置控制及常見(jiàn)故障分析 刀架的底部安裝尺寸相同，當(dāng)加工軸類(lèi)零件時(shí)可以換成四工位回轉(zhuǎn)刀架，在數(shù)控車(chē)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(xiāo) 10與固定插銷(xiāo) 9脫開(kāi)。活塞桿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(guò)連接板帶動(dòng)齒條 8移動(dòng)，使空套齒輪 5逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)端 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 模塊 4 數(shù)控車(chē)床自動(dòng)換刀裝置控制及常見(jiàn)故障分析 齒離合器使刀架轉(zhuǎn)過(guò)相應(yīng)的角度 (600, 1200, 1800, 2400, 3000)，由限位開(kāi)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(xiāo) 10與固定插銷(xiāo) 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(kāi)，刀架在新的位置定位壓緊。 ? 利用活動(dòng)插銷(xiāo) 10來(lái)消除固定插銷(xiāo) 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 模塊 4 數(shù)控車(chē)床自動(dòng)換刀裝置控制及常見(jiàn)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(chē)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(kāi)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。 ? ● 例二 數(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 模塊 4 數(shù)控車(chē)床自動(dòng)換刀裝置控制及常見(jiàn)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(chē)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 LDB4I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(kāi)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(guò)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 模塊 4 數(shù)控車(chē)床自動(dòng)換刀裝置控制及常見(jiàn)故障分析 ? 說(shuō)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 MJ50數(shù)控車(chē)床，所配系統(tǒng)為FANUC OTC，偶數(shù)刀換刀故障。 ? 故障現(xiàn)象 :在機(jī)床調(diào)試過(guò)程中，無(wú)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(kāi)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(wèn)題的可能性較小， 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 模塊 4 數(shù)控車(chē)床自動(dòng)換刀裝置控制及常見(jiàn)故障分析 懷疑轉(zhuǎn)位刀架 PLC的控制程序有問(wèn)題，因?yàn)樵摍C(jī)床轉(zhuǎn)位刀架故障時(shí)有時(shí)無(wú)，沒(méi)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(wú)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(wú)法分析。所以利用 I/0診斷畫(huà)面來(lái)分析故障原因，在反復(fù)重現(xiàn)故障過(guò)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(wú)規(guī)律可循。因此重點(diǎn)查看刀架奇偶校驗(yàn)開(kāi)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(kāi)關(guān)信號(hào) X14. 3時(shí)有時(shí)無(wú)，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 模塊 4 數(shù)控車(chē)床自動(dòng)換刀裝置控制及常見(jiàn)故障分析 如果奇偶校驗(yàn)開(kāi)關(guān) X14. 3有信號(hào)。奇偶校驗(yàn)通過(guò)，刀架結(jié)束轉(zhuǎn)位動(dòng)作并夾緊 。如果 X14. 3無(wú)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(kāi)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(kāi)轉(zhuǎn)位刀架后罩，檢查由開(kāi)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(chē)床，數(shù)控系統(tǒng)為 FANUC OTC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 模塊 4 數(shù)控車(chē)床自動(dòng)換刀裝置控制及常見(jiàn)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(wú)沒(méi)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(wú)，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(wú)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(guò)程為 :①接收到轉(zhuǎn)位信號(hào) 。②轉(zhuǎn)塔刀架彈起 。③轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)刀位 (仍 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 模塊 4 數(shù)控車(chē)床自動(dòng)換刀裝置控制及常見(jiàn)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(guò)程為 :①接收到轉(zhuǎn)位信號(hào) 。②轉(zhuǎn)塔刀