臥式加工中心自動換刀刀庫的故障分析與排除
隨著現代科技的飛速發展，精工加工中心日益成 為現代制造業的加工設備主體。自動換刀系統 (ATC)包括刀庫機構、換刀機構以及控制系統等部 分，是加工中心的重要組件。JE60S臥式加工中心配 備FANUC48iMB精工系統，主軸系統采用了電主軸 結構，進給系統為伺服電機、滾珠絲桿螺母副組合， 性能穩定可靠，配備了 ATC (自動交換刀具）、APC (自動交換工作臺）裝置，有著很高的自動加工能 力，一次裝夾就能完成銑、鉆、攻絲等多種加工。正 是如此，它產生的故障很多時候都是機電一體的復合 性故障，其中機床的ATC故障是主要故障之一，據 統計占總故障的35%?40%之多。因此，如何快速、 準確地排除JE60S ATC故障對于生產來說具有明顯的 現實意義，文中結合實際案例來說明ATC故障的維 修技巧。1加工中心自動換刀的原理及過程JE60S臥式加工中心的ATC機構由鏈式刀庫、選 刀機構、刀具交換機構和刀具在主軸上的自動裝卸機 構4個部分組成。ATC的輔助M指令主要有：M6換 刀，M19主軸定位，M86刀庫初始化等。其換刀的過程為：首先將所用刀具安裝在合乎標 準的刀柄上，裝刀入庫；換刀時根據選刀指令先在刀 庫選刀，選刀過程如圖1所示；輔助M指令通過系統譯碼到PLC中R點（內部繼電器），由刀具交換裝 置從刀庫和主軸上取出刀具，進行刀具交換，然后將 新刀具裝入主軸并將用過的刀具放回刀庫。2故障維修案例利用刀庫（MAG)實現自動換刀是目前加工中 心大量使用的換刀方式，獨立的刀庫大大增加了刀具 的存儲數量，有利于擴大機床的功能，并能較好地隔 離各種影響加工精度因素的干擾。加工中心常用的刀 庫類型有盤式刀庫和鏈式刀庫。JE60S的刀庫容量為40把刀具，通過一伺服電 機進行驅動。伺服電機經聯軸器帶動一蝸桿旋轉，蝸 桿帶動蝸輪再經過兩個齒輪減速，傳遞到鏈輪，最后 帶動鏈條作旋轉運動。刀庫的夾緊和放松動作是由設 置在刀庫中間的一液壓油缸進行控制的。故障1: JE60S加工中心在執行換刀指令時，機 床無動作。屏幕上顯示“PT3023. POT SET IS NOT COMP”。分析及處理過程 “PT3023. POT SET IS NOTCOMP”含義為選刀未完成。檢查系統PMC信號，界 面如圖3所示，X1.0為“0”，表明刀套沒有在主軸 側換刀位置。進入ATC手動操作界面解鎖后開始手 動操作，打開刀庫防護門后，仔細觀察刀庫，發現刀套夾在了刀庫和選刀位置間的狹小位置。對刀庫進行手動操作，先將卡住的刀套手動返回 刀庫。刀庫放松后按下刀庫正轉鍵，發現刀庫轉動不 到位。正常情況下應該每按一下刀庫就轉過一個刀套 的位置。而現在每次轉動刀套位置總會有1mm左右 的偏差，而且偏差時大時小，從而導致了刀套無法運 動到換刀位置。結合刀庫的轉動原理，刀庫的轉位是 由伺服電機帶動蝸輪蝸桿進行運動的，轉不到位應該 是伺服電機編碼器故障或者是蝸輪蝸桿間隙大引起 的。本著先機后電維修原則，決定先檢查機械間隙。 打開蓋板發現收緊蝸桿的蓋端有松動的現象，導致了 蝸輪副軸面間隙的增大。在調整好軸面間隙后重新進 行手動刀庫轉位，刀庫已能準確地轉過一個刀套位 置，但由于刀庫的零點位置已有偏差，所以還需要對 刀庫零點進行微調。由于刀庫伺服電機對應的伺服放 大器是FANUCp系列放大器，所以利用FANUC系統 中的PMM功能，修改其參數。JE60S提供了一個特 殊的功能能使刀庫作點動旋轉，同時按下“RESET” 鍵和手動操作ATC鍵，屏幕下方會出現“HND ” 標志。此時先將刀庫回零再將刀庫慢慢地旋轉到正 確的位置，保證刀套可以順暢地移動到換刀位置。 然后進入PMM界面，按下POS軟鍵，記錄偏差值， 再將偏差值輸入181#參數，如圖4所示。關機后 開機再將刀庫回零，發現刀套已在正確位置，問題 得到解決！故障2: JE60S加工中心在自動交換刀具時發生 卡刀現象。屏幕顯示“TL2003. SPUNCLAMPISNOT- COMP”主軸松刀未完成。分析及處理過程。該故障屬于自動裝卸機構故 障。JE60S的刀具夾緊機構采用了蝶型彈簧夾緊、液 壓油缸松刀的方式。因此首先檢查松刀的液壓機構。 采用捅閥作業，發現手動能進行松刀動作，但在松刀 同時主軸內部有一連串異常響聲，判斷是電磁換向閥 存在故障。更換電磁閥后，機床恢復正常工作。但在 正常工作幾次后還是會不定期地出現“松刀未完成” 的警報。檢查PMC信號，發現松刀X7. 3狀態不穩 定。為此檢查接近開關，發現其固定螺母有松動現 象。重新微調了接近開關的位置，直至信號每次都能 穩定輸出后，固定螺母，故障即排除。3結束語 通過以上實例，發現加工中心ATC故障的內容 比較豐富，機械、電氣、液壓每一個環節的問題都能 引起ATC故障，導致無法換刀。有時故障現象一樣， 報警內容一樣，但引起故障的原因卻不一樣，這就需 要維修人員透過現象看本質。發生故障后先“看” 看報警內容，看故障現象，檢查PMC信號，熟練掌 握PMC信號的含義，快速準確地找到故障點；其次， 要掌握_定的機床實際操作能力，特別是一些手動操 作功能，在維修ATC故障時經常需要進行_些手動 操作。要清晰地掌握整個刀具交換的過程，每_個環 節都不放過，這樣在遇到問題時才能抽絲剝繭，最后 找到故障原因。本文由海天精工整理發表文章均來自網絡僅供學習參考，轉載請注明！