目前,CNC加工中心的自動(dòng)換刀裝置（ATC）有兩種常用類型的換刀方式,一是刀具從刀庫中直接由主軸交換,二是依靠機(jī)械手完成主軸與刀庫上刀具的交換 目前,CNC加工中心的自動(dòng)換刀裝置（ATC）有兩種常用類型的換刀方式,一是刀具從刀庫中直接由主軸交換,二是依靠機(jī)械手完成主軸與刀庫上刀具的交換*種換刀方式適用于小型CNC加工中心,刀庫較小,刀具較少,換刀動(dòng)作簡單,出現(xiàn)掉刀等故障時(shí)容易發(fā)現(xiàn)并能及時(shí)排除第二種換刀方式,從結(jié)構(gòu)上和動(dòng)作上看均屬于比較復(fù)雜的一種本文以Vcenter-80型加工中心為例分析掉刀故障現(xiàn)象并加以處理
1、CNC加工中心換刀動(dòng)作分析
從PLC圖上看此機(jī)床換刀程序達(dá)900多步,很難讀懂其工作原理在此,略運(yùn)去ATC數(shù)據(jù)交換傳遞存儲及刀號存儲等內(nèi)容,把換刀動(dòng)作簡述如下:CNC換刀指令（M06）刀套下降下降到位機(jī)械手轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)減速轉(zhuǎn)動(dòng)到位（X4.7）主軸刀松開松開到位機(jī)械手轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)減速轉(zhuǎn)動(dòng)到位主軸刀夾緊夾緊到位（X2.5）機(jī)械手逆轉(zhuǎn)機(jī)械原位,換刀完成其中,機(jī)械手的快慢速由變頻器實(shí)現(xiàn),電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)機(jī)械凸輪傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的上升下降
2、掉刀故障
掉刀故障現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)間較長,一開始,偶爾出現(xiàn)一次,一月一次,甚至兩三月一次,以為是偶然因素引起的,沒有引起足夠的重視,慢慢地一周出現(xiàn)一次,甚至兩次,同時(shí)伴隨著主軸上的刀裝不到位的情況后來慢慢地演變?yōu)橐粋€(gè)班次多次出現(xiàn)故障,嚴(yán)重地影響生產(chǎn)進(jìn)度造成廢品產(chǎn)生仔細(xì)觀察,掉刀故障有兩種情況出現(xiàn),一種是由本工步加工完成后掉刀,一種是本工步根本沒加工,刀具落在工作臺上由于加工過程中,換刀動(dòng)作均執(zhí)行,動(dòng)作順序正常,故出現(xiàn)掉刀裝刀（裝到主軸上）不到位時(shí)均無任何報(bào)警現(xiàn)象,只有操作者在工件檢查或聽到掉刀異常聲音時(shí),才會(huì)發(fā)生故障,因而在自動(dòng)加工生產(chǎn)線上有時(shí)會(huì)因掉刀而出現(xiàn)批量廢品的現(xiàn)象
3、故障分析與處理
?。?）檢查機(jī)械手執(zhí)行ATC換刀故障排除步驟,把機(jī)械手停止在垂直極限位置檢查機(jī)械手手臂上的兩個(gè)卡爪及支持卡爪的彈簧等附件均沒有發(fā)現(xiàn)問題,說明機(jī)械手夾持刀具緊固,在機(jī)械手轉(zhuǎn)動(dòng)情況下不會(huì)出現(xiàn)掉刀現(xiàn)象
?。?）檢查刀具夾持情況根據(jù)刀具有主軸上裝不位的現(xiàn)象分析,可能是主軸內(nèi)孔中碟簧不能對刀具夾持緊固,從而出現(xiàn)刀裝不到位,甚至裝不上而掉刀現(xiàn)象拆開主軸內(nèi)部,發(fā)現(xiàn)有幾處對碟簧已碎于是更換了全部碟簧試車時(shí)沒有出現(xiàn)任何問題運(yùn)行一個(gè)班次后又出現(xiàn)掉刀現(xiàn)象
?。?）檢查換刀程序針對本故障僅出現(xiàn)在換刀動(dòng)作過程中,與其他動(dòng)作無關(guān),編輯一個(gè)自動(dòng)換刀反復(fù)執(zhí)行程序,并運(yùn)行此程序,以期找到掉刀的真正原因編輯自動(dòng)換刀程序如下:O0200S500M03G04X3.0M06M99%
在程序運(yùn)行中,發(fā)現(xiàn)如下情況:主軸刀具夾緊沒有到位,甚至還沒有夾緊動(dòng)作的情況下,機(jī)械手轉(zhuǎn)動(dòng),于是掉刀依前文換刀動(dòng)作順序分析主軸刀具夾緊到位行程開關(guān)誤動(dòng)作引起掉刀故障打開PLC梯形圖,監(jiān)控該行程開關(guān)（輸入為X2.5）,反復(fù)按壓該行程開關(guān),發(fā)現(xiàn)20多次壓合中有3次X2.5為"0"狀態(tài)的現(xiàn)象出現(xiàn)兩次,同時(shí)壓合后X2.5不能由"1"狀態(tài)轉(zhuǎn)到"0狀態(tài)"的現(xiàn)象出現(xiàn)兩次,根據(jù)以上判定該行程開關(guān)損壞此開關(guān)為OMRONZC-Q2255,用國產(chǎn)CXW5-11Q1替換,試車正常一周后,操作者仍反映有掉刀現(xiàn)象,當(dāng)然出現(xiàn)的頻次小了,這說明掉刀故障仍未*排除
（4）故障處理反復(fù)運(yùn)行兩個(gè)小時(shí),自動(dòng)換刀幾百次終于發(fā)現(xiàn)一次故障:在機(jī)械手沒有到位的情況下,主軸上的刀具松開,機(jī)械手沒有抓住刀,從而出現(xiàn)掉刀現(xiàn)象,這說明機(jī)械手到位磁感應(yīng)開關(guān)誤動(dòng)作更換開關(guān)E2E-CR8C1,故障現(xiàn)象仍然存在查看PLC梯形圖,此開關(guān)輸入點(diǎn)為X4.7梯形圖中X4.7為常開點(diǎn),當(dāng)此開關(guān)感應(yīng)時(shí)狀態(tài)為"0",不感應(yīng)時(shí)狀態(tài)為"1"其邏輯狀態(tài)與常見的感應(yīng)開關(guān)邏輯狀態(tài)相反當(dāng)X4.7斷線時(shí),也會(huì)引起X4.7為"1"狀態(tài),于是排查X4.7的聯(lián)線,發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)開關(guān)后方的接線端子處X4.7松動(dòng),每當(dāng)自動(dòng)換刀時(shí),機(jī)械手凸輪一系列動(dòng)作引起的輕微震動(dòng),使X4.7線處于斷開狀態(tài),這樣在機(jī)械手未到位時(shí),松開刀具的感應(yīng)開關(guān)雖仍感應(yīng),但因處于斷線狀態(tài),X4.7伯為"1"狀態(tài),于是在機(jī)械未到位時(shí),刀具松開而出現(xiàn)掉刀故障這種情況的掉刀故障,是刀具已作加工工步而后掉的刀,在上文提到的則是刀具未作任何加工工步就掉刀的故障
4、小結(jié)
Vcenter-80加工中心掉刀故障,從開始的兩月一月一次故障,到每個(gè)班次多次出現(xiàn)故障,前前后后歷經(jīng)半年有余,zui后終于得到*解決簡單地說,此故障包括兩種情況:一是機(jī)械手沒有把刀裝上,二是機(jī)械手沒有接住松開的刀具雖然從處理zui終結(jié)果來看,是一系列小故障引起的,但通過以上維修過程可能看出,加工中心出現(xiàn)故障時(shí),需先易后難,先簡后鳘,有步驟的一個(gè)故障一個(gè)故障的排除,切莫因發(fā)現(xiàn)一處故障,就認(rèn)為問題*解決了在解決問題的過程中,要善于利用PLC梯形圖監(jiān)控法進(jìn)行檢修,對于出現(xiàn)頻次較低的軟性故障,應(yīng)針對故障范圍,自編一些反復(fù)運(yùn)行程序以利于故障現(xiàn)象的觀察從而達(dá)到zui終*解決故障的目的