換刀機(jī)械手設(shè)計(jì)帶CAD圖

換刀機(jī)械手設(shè)計(jì)帶CAD圖,機(jī)械手,設(shè)計(jì),CAD 更換主軸頭換刀? 在帶有旋轉(zhuǎn)刀具的數(shù)控機(jī)床中，更換主軸頭是一種簡(jiǎn)單換刀方式。主軸頭通常有臥式和立式兩種，而且常用轉(zhuǎn)塔的轉(zhuǎn)位來(lái)更換主軸頭，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀。在轉(zhuǎn)塔的各個(gè)主軸頭上，預(yù)先安裝有各工序所需的旋轉(zhuǎn)刀具。當(dāng)發(fā)出換刀指令時(shí)，各主軸頭依次地轉(zhuǎn)到加工位置，并接通主軸運(yùn)動(dòng)，使相應(yīng)的主軸帶動(dòng)刀具旋轉(zhuǎn)，而其他處于不加工位置上的主軸都與主運(yùn)動(dòng)脫開(kāi)。? 圖8-18為臥式八軸轉(zhuǎn)塔頭。轉(zhuǎn)塔頭上徑向分布著八根結(jié)構(gòu)完全相同的主軸7，主軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由齒輪12輸入。當(dāng)數(shù)控裝置發(fā)出換刀指令時(shí)，先通過(guò)液壓撥叉將移動(dòng)齒輪3與齒輪12脫離嚙合，同時(shí)在中心液壓缸14的上腔通壓力油。由于活塞桿和活塞15固定在底座上，因此中心液壓缸14帶著由兩個(gè)推力軸承17和16支承的轉(zhuǎn)塔刀架體18抬起，離合器2和1脫離嚙合。然后壓力油進(jìn)入轉(zhuǎn)位液壓缸，推動(dòng)活塞齒條，再經(jīng)過(guò)中間齒輪使大齒輪4與轉(zhuǎn)塔刀架體18一起回轉(zhuǎn)45o，將下一工序的主軸轉(zhuǎn)到工作位置。轉(zhuǎn)位結(jié)束后，壓力油進(jìn)入中心液壓缸14的下腔，使轉(zhuǎn)塔頭下降，離合器2和1重新嚙合，實(shí)現(xiàn)了精確的定位。在壓力油的作用下，轉(zhuǎn)塔頭被壓緊，轉(zhuǎn)位液壓缸退回原位。最后，通過(guò)液壓撥叉移動(dòng)齒輪3，使它與新?lián)Q上的主軸齒輪12相嚙合。為了改善主軸結(jié)構(gòu)的裝配工藝性，整個(gè)主軸部件裝在套筒5內(nèi)，只要卸去螺釘10，就可以將整個(gè)部件抽出。主軸前軸承9采用錐孔雙列圓柱滾子軸承，調(diào)整時(shí)，先卸下端蓋6，然后擰緊螺母8，使內(nèi)環(huán)做軸向移動(dòng)，以便消除軸承的徑向間隙。? 為了便于卸出主軸錐孔內(nèi)的刀具，每根主軸都有操縱桿13，只要按壓操縱桿，就能通過(guò)斜面推動(dòng)桿11，頂出刀具。? 轉(zhuǎn)塔主軸頭的轉(zhuǎn)位、定位和壓緊方式與鼠齒盤(pán)式分度工作臺(tái)極為相似，但因?yàn)樵谵D(zhuǎn)塔上分布著許多回轉(zhuǎn)主軸部件，使結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜。 1、2一離合器? 3、4、12一齒輪? 5一套筒? 6一端蓋? 7一主軸? 8一螺母 9、16、17一軸承? 10一螺釘? 1l一推動(dòng)桿? 13一操縱桿? 14一液壓缸? 15一活塞? 18一轉(zhuǎn)塔刀架體 由于空間位置的限制，主軸部件的結(jié)構(gòu)不可能設(shè)計(jì)得十分堅(jiān)實(shí)，因而影響了主軸系統(tǒng)的剛度。為了保證主軸的剛度，主軸數(shù)目必須加以限制，否則將會(huì)使結(jié)構(gòu)尺寸大為增加。? 轉(zhuǎn)塔主軸頭換刀方式的主要優(yōu)點(diǎn)在于省去了自動(dòng)松夾、卸刀、裝刀、夾緊以及刀具搬運(yùn)等一系列復(fù)雜的操作。從而提高了換刀的可靠性，并顯著地縮短了換刀時(shí)間。但由于上述結(jié)構(gòu)上的原因，轉(zhuǎn)塔主軸頭通常只是用于工序較少、精度要求不太高的機(jī)床，例如數(shù)控鉆床等。? 3．帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀系統(tǒng)? 帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀系統(tǒng)由刀庫(kù)和刀具交換機(jī)構(gòu)組成。首先把加工過(guò)程中需要使用的全部刀具分別安裝在標(biāo)準(zhǔn)刀柄上，在機(jī)外進(jìn)行尺寸預(yù)調(diào)整后，按一定的方式放入刀庫(kù)中去。換刀時(shí)先在刀庫(kù)中進(jìn)行選刀，并由刀具交換裝置從刀庫(kù)和主軸上取出刀具，在進(jìn)行交換刀具之后，將新刀具裝入主軸，把舊刀具放回刀庫(kù)。存放刀具的刀庫(kù)具有較大的容量，它既可以安裝在主軸箱的側(cè)面或上方，也可作為單獨(dú)部件安裝到機(jī)床以外，并由搬運(yùn)裝置運(yùn)送刀具。? 與轉(zhuǎn)塔主軸頭相比較，由于帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀裝置數(shù)控機(jī)床主軸箱內(nèi)只有一個(gè)主軸，設(shè)計(jì)主軸部件就有可能充分增強(qiáng)它的剛度，因而能滿足精密加工的要求。另外，刀庫(kù)可以存放數(shù)量很大的刀具，因而能夠進(jìn)行復(fù)雜零件的多工序加工，這樣就明顯提高了機(jī)床的適應(yīng)性和加工效率。所以帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀裝置特別適用于數(shù)控鉆床、數(shù)控銑床和數(shù)控鏜床。 刀庫(kù)是自動(dòng)換刀裝置的主要部件，其容量、布局以及具體結(jié)構(gòu)對(duì)數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)有很大的影響。? ?? 根據(jù)刀庫(kù)所需要的容量和取刀的方式，可以將刀庫(kù)設(shè)計(jì)成多種形式。圖8-19列出了最常用的幾種。圖8-19a~d是單盤(pán)式刀庫(kù)，為適應(yīng)機(jī)床主軸的布局，刀庫(kù)的刀具軸線可以按不同的方向配置(如圖8-19a~c)，圖8-19d是刀具可作90o翻轉(zhuǎn)的圓盤(pán)刀庫(kù)，采用這種結(jié)構(gòu)能夠簡(jiǎn)化取刀動(dòng)作。單盤(pán)式刀庫(kù)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，刀庫(kù)的容量通常為15～30把，取刀比較方便，因此應(yīng)用最為廣泛。圖8-19e是鼓輪彈倉(cāng)式(又稱刺猬式)刀庫(kù)，其結(jié)構(gòu)十分緊湊，在相同的空間內(nèi)，它的刀庫(kù)容量較大，但選刀和取刀的動(dòng)作較復(fù)雜。圖8-19f是鏈?zhǔn)降稁?kù)，其結(jié)構(gòu)有較大的靈活性，存放刀具的數(shù)量也較多，選刀和取刀動(dòng)作十分簡(jiǎn)單。當(dāng)鏈條較長(zhǎng)時(shí)，可以增加支承鏈輪的數(shù)目，使鏈條折疊回繞，提高了空間的利用率。圖8-19g和8-19h分別為多盤(pán)式和格子式刀庫(kù)，它們雖然也具有結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)，但選刀和取刀動(dòng)作復(fù)雜，應(yīng)用較少。刀庫(kù)的容量一般為10~60，但隨著加工工藝的發(fā)展，目前刀庫(kù)的容量似乎有進(jìn)一步增大的趨勢(shì)。圖8-20為一龍門(mén)式加工中心采用的鏈?zhǔn)降稁?kù)實(shí)例，圖8-21為一立式加工中心的圓盤(pán)式刀庫(kù)實(shí)例。 8.4.3? 刀具交換裝置 數(shù)控機(jī)床的刀具交換方式通常分為由刀庫(kù)與機(jī)床主軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)刀具交換和采用機(jī)械手交換刀具兩類(lèi)。刀具的交換方式和它們的具體結(jié)構(gòu)對(duì)機(jī)床的生產(chǎn)率和工作可靠性有直接的影響。 由刀庫(kù)與機(jī)床主軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)刀具交換的裝置，在換刀時(shí)必須先將用過(guò)的刀具送回刀庫(kù)，然后再?gòu)牡稁?kù)中取出新刀具，這兩個(gè)動(dòng)作不可能同時(shí)進(jìn)行，因此換刀時(shí)間長(zhǎng)。如圖8-20所示的龍門(mén)加工中心，就是采用這類(lèi)刀具交換方式的實(shí)例。它的選刀運(yùn)動(dòng)由伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)鏈?zhǔn)降稁?kù)旋轉(zhuǎn)來(lái)完成，換刀運(yùn)動(dòng)由主軸箱沿Y和Z軸運(yùn)動(dòng)來(lái)完成。 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。目前在加工中心上絕大多數(shù)都使用記憶式的任選換刀方式。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PC中，不論刀具放在哪個(gè)刀套內(nèi)都始終記憶著它的蹤跡。刀庫(kù)上裝有位置檢測(cè)裝置(一般與電動(dòng)機(jī)裝在一起)，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(pán)式刀庫(kù)來(lái)說(shuō)，每次選刀運(yùn)動(dòng)或正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)不會(huì)超過(guò)180o。 圖8-22為凸輪機(jī)械手換刀結(jié)構(gòu)圖，圖8-23為凸輪機(jī)械手換刀動(dòng)作實(shí)例。 刀庫(kù)及換刀機(jī)械手結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，且在工作中又頻繁運(yùn)動(dòng)，所以故障率較高，目前機(jī)床上有50％以上的故障都與之有關(guān)。如刀庫(kù)運(yùn)動(dòng)故障，定位誤差過(guò)大，機(jī)械手夾持刀柄不穩(wěn)定，機(jī)械手動(dòng)作誤差過(guò)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。因此刀庫(kù)及換刀機(jī)械手的維護(hù)十分重要。? 1．刀庫(kù)及換刀機(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)，防止在機(jī)械手換刀時(shí)掉刀或刀具與工件、夾具等發(fā)生碰撞。 2)順序選刀方式必須注意刀具放置在刀庫(kù)中的順序要正確，其他選刀方式也要注意所換刀具是否與所需刀具一致，防止換錯(cuò)刀具導(dǎo)致事故發(fā)生。 3)用手動(dòng)方式往刀庫(kù)上裝刀時(shí)，要確保裝到位，裝牢靠，并檢查刀座上的鎖緊裝置是否可靠。 4)經(jīng)常檢查刀庫(kù)的回零位置是否正確，檢查機(jī)床主軸回?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，否則不能完成換刀動(dòng)作。 5)要注意保持刀具刀柄和刀套的清潔。??? 6)開(kāi)機(jī)時(shí)，應(yīng)先使刀庫(kù)和機(jī)械手空運(yùn)行，檢查各部分工作是否正常，特別是行程開(kāi)關(guān)和電磁閥能否正常動(dòng)作。檢查機(jī)械手液壓系統(tǒng)的壓力是否正常，刀具在機(jī)械手上鎖緊是否可靠，發(fā)現(xiàn)不正常時(shí)應(yīng)及時(shí)處理。 ? 2．刀庫(kù)的故障? 刀庫(kù)的主要故障有：刀庫(kù)不能轉(zhuǎn)動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)不到位；刀套不能夾緊刀具；刀套上下不到位等。 (1)刀庫(kù)不能轉(zhuǎn)動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)不到位 刀庫(kù)不能轉(zhuǎn)動(dòng)的原因可能有：①聯(lián)接電動(dòng)機(jī)軸與蝸桿軸的聯(lián)軸器松動(dòng)；②變頻器故障，應(yīng)檢查變頻器的輸入、輸出電壓是否正常；③PLC無(wú)控制輸出，可能是接口板中的繼電器失效；④機(jī)械連接過(guò)緊；⑤電網(wǎng)電壓過(guò)低。 刀庫(kù)轉(zhuǎn)不到位的原因可能有：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)故障，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)誤差。 (2)刀套不能夾緊刀具? 原因可能是刀套上的調(diào)整螺釘松動(dòng)，或彈簧太松，造成卡緊力不足；或刀具超重。 (3)刀套上下不到位? 原因可能是裝置調(diào)整不當(dāng)或加工誤差過(guò)大而造成撥叉位置不正確；限位開(kāi)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。? 3．換刀機(jī)械手故障? (1)刀具夾不緊掉刀? 原因可能是卡緊爪彈簧壓力過(guò)??；或彈簧后面的螺母松動(dòng)；或刀具超重；或機(jī)械手卡緊鎖不起作用等。 (2)刀具夾緊后松不開(kāi)? 原因可能是松鎖的彈簧壓合過(guò)緊，卡爪縮不回：應(yīng)調(diào)松螺母，使最大載荷不超過(guò)額定數(shù)值。 (3) 刀具交換時(shí)掉刀? 換刀時(shí)主軸箱沒(méi)有回到換刀點(diǎn)或換刀點(diǎn)漂移，機(jī)械手抓刀時(shí)沒(méi)有到位，就開(kāi)始拔刀，都會(huì)導(dǎo)致?lián)Q刀時(shí)掉刀。這時(shí)應(yīng)重新移動(dòng)主軸箱，使其回到換刀點(diǎn)位置，重新設(shè)定換刀點(diǎn)。 8.4.5? 自動(dòng)換刀裝置故障維修10例? 例371~例373．機(jī)械手故障的維修? 例371．故障現(xiàn)象：某加工中心采用凸輪機(jī)械手換刀，機(jī)械手結(jié)構(gòu)及換刀程序如圖2-22、圖2-23所示。換刀過(guò)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。 分析及處理過(guò)程：根據(jù)報(bào)警內(nèi)容，機(jī)床是因?yàn)闊o(wú)法執(zhí)行下一步“從主軸和刀庫(kù)中拔出刀具”，而使換刀過(guò)程中斷并報(bào)警。 機(jī)械手未能伸出完成從主軸和刀庫(kù)中拔刀動(dòng)作，產(chǎn)生故障的原因可能有： (1)“松刀”感應(yīng)開(kāi)關(guān)失靈? 在換刀過(guò)程中，各動(dòng)作的完成信號(hào)均由感應(yīng)開(kāi)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(kāi)關(guān)未發(fā)信號(hào)，則機(jī)械手“拔刀”就不會(huì)動(dòng)作。檢查兩感應(yīng)開(kāi)關(guān)，信號(hào)正常。 (2)“松刀”電磁閥失靈? 主軸的“松刀”，是由電磁閥接通液壓缸來(lái)完成的。如電磁閥失靈，則液壓缸未進(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(kāi)主軸箱(圖8-2)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(wú)漏油現(xiàn)象。 (4)機(jī)械手系統(tǒng)有問(wèn)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(wèn)題。檢查電動(dòng)機(jī)控制電路系統(tǒng)正常。 (5)主軸系統(tǒng)有問(wèn)題? 主軸結(jié)構(gòu)示意圖如圖8-2所示。刀具是靠碟簧通過(guò)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(guò)空心螺釘推動(dòng)拉桿，一方面使彈簧卡頭松開(kāi)刀具的拉釘，另一方面又頂動(dòng)拉釘，使刀具右移而在主軸錐孔中變“松”。 主軸系統(tǒng)不松刀的原因估計(jì)有以下4點(diǎn)：①刀具尾部拉釘?shù)拈L(zhǎng)度不夠，致使液壓缸雖已運(yùn)動(dòng)到位，而仍未將刀具頂“松”；②拉桿尾部空心螺釘位置起了變化，使液壓缸行程滿足不了“松刀”的要求；③頂桿出了問(wèn)題，已變形或磨損；④彈簧卡頭出故障，不能張開(kāi)：⑤主軸裝配調(diào)整時(shí)，刀具移動(dòng)量調(diào)得太小，致使在使用過(guò)程中一些綜合因素導(dǎo)致不能滿足“松刀”條件。 處理方法：拆下“松刀”液壓缸，檢查發(fā)現(xiàn)：這一故障系制造裝配時(shí)，空心螺釘?shù)摹吧斐隽俊闭{(diào)整得太小，故“松刀”液壓缸行程到位，而刀具在主軸錐孔中“壓出”不夠，刀具無(wú)法取出。調(diào)整空心螺釘?shù)摹吧斐隽俊?，保證在主軸“松刀”液壓缸行程到位后，刀柄在主軸錐孔中的壓出量為0.4~0.5mm。經(jīng)以上調(diào)整后，故障排除。? 例372．故障現(xiàn)象：JCS-018A立式加工中心(北京精密機(jī)床廠生產(chǎn))機(jī)械手失靈；手臂旋轉(zhuǎn)速度快慢不均，氣液轉(zhuǎn)換器失油頻率加快，機(jī)械手旋轉(zhuǎn)不到位，手臂升降不動(dòng)作，或手臂復(fù)位不靈。調(diào)整SC-15節(jié)流閥配合手動(dòng)調(diào)整，只能維持短時(shí)間正常運(yùn)行，且排氣聲音逐漸渾濁，不像正常動(dòng)作時(shí)清晰，最后到不能換刀。 分析及處理過(guò)程： 1)手臂旋轉(zhuǎn)75o抓主軸和刀套上的刀具，必須到位抓牢，才能下降脫刀。動(dòng)作到位后旋轉(zhuǎn)180o，換刀位置上升分別插刀，手臂再?gòu)?fù)位、刀套上。手臂75o、180o旋轉(zhuǎn)，其動(dòng)力傳遞是壓縮空氣源推動(dòng)氣液轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成液壓油由電控程序指令控制，其旋轉(zhuǎn)速度由SC-15節(jié)流閥調(diào)整；換向由5ED-IONl8F電磁閥控制。一般情況下，這些元器部件的壽命很長(zhǎng)，可以排除這類(lèi)元器件存在的問(wèn)題。 2)因刀套上下和手臂上下是獨(dú)立的氣源推動(dòng)，排氣也是獨(dú)立的消聲排氣口，所以不受手臂旋轉(zhuǎn)力傳遞的影響；但旋轉(zhuǎn)不到位時(shí)，手臂升降是不可能的。根據(jù)這一原理，著重檢查手臂旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)執(zhí)行元器件成為必要的工作。 3)觀察75o、180o手臂旋轉(zhuǎn)或不旋轉(zhuǎn)時(shí)液壓缸伸縮對(duì)應(yīng)氣液轉(zhuǎn)換各油標(biāo)升降、高低情況，發(fā)覺(jué)左右配對(duì)的氣液轉(zhuǎn)換器，左邊呈上限右邊就呈下極限，反之亦然，且公用的排氣口有較大量油液排出。分析氣液轉(zhuǎn)換器、尼龍管道均屬密閉安裝，所以此故障原因應(yīng)在執(zhí)行器件液壓缸上。 4)拆卸機(jī)械手液壓缸，解體檢查，發(fā)現(xiàn)活塞支承環(huán)O形圈均有直線性磨損，已不能密封。液壓缸內(nèi)壁粗糙，環(huán)狀刀紋明顯，精度太差。更換上北京精密機(jī)床廠生產(chǎn)的80缸筒，重裝調(diào)整后故障消失，正常運(yùn)行至今已7年，未再發(fā)生機(jī)械手換刀失靈故障。? 例373．故障現(xiàn)象：某配套FANUC 11系統(tǒng)的BX-110P加工中心，JOG方式時(shí)，機(jī)械手在取送刀具時(shí)，不能縮爪。機(jī)床在JOG狀態(tài)下加工工件時(shí)，機(jī)械手將刀具從主刀庫(kù)中取出送入送刀盒中，不能縮爪，但卻不報(bào)警；將方式選擇到ATC狀態(tài)，手動(dòng)操作都正常。 分析及處理過(guò)程：經(jīng)查看梯型圖，原來(lái)是限位開(kāi)關(guān)LS916并沒(méi)有壓合；調(diào)整限位開(kāi)關(guān)位置后，機(jī)床恢復(fù)正常。但過(guò)一段時(shí)間后，再次出現(xiàn)此故障，檢查L(zhǎng)S916并沒(méi)松動(dòng)，但卻沒(méi)有壓合，由此懷疑機(jī)械手的液壓缸拉桿沒(méi)伸到位。經(jīng)查發(fā)現(xiàn)液壓缸拉桿頂端鎖緊螺母的緊定螺釘松動(dòng)，使液壓缸伸縮的行程發(fā)生了變化；調(diào)整了鎖緊螺母并擰緊緊定螺釘后，此故障排除。 例374．換刀不到位的故障維修? 故障現(xiàn)象：自動(dòng)換刀時(shí)刀鏈運(yùn)轉(zhuǎn)不到位。當(dāng)進(jìn)行到自動(dòng)換刀程序時(shí)，刀庫(kù)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，但是所需要換的刀具沒(méi)有傳動(dòng)到位，刀庫(kù)就停止運(yùn)轉(zhuǎn)了。3min后機(jī)床自動(dòng)報(bào)警。 分析及處理過(guò)程：MPA-H100A加工中心是日本三菱公司廣島工機(jī)工廠生產(chǎn)，所配CNC系統(tǒng)為FANUC 6M-MODELB，工作臺(tái)為1000mm×l000mm，60把刀具。由上述故障查報(bào)警知道是換刀時(shí)間超出。此時(shí)在MDI方式中，無(wú)論用手動(dòng)輸入刀庫(kù)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)還是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)動(dòng)作指令，刀庫(kù)均不動(dòng)作。檢查電氣控制系統(tǒng)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)什么異常；PLC輸出指示器上的發(fā)光二極管燃亮，表明PLC有輸出，刀庫(kù)順時(shí)針和逆時(shí)針傳動(dòng)電磁閥上的逆時(shí)針一側(cè)的發(fā)光二極管燃亮，表明電磁閥有電，此時(shí)刀庫(kù)不動(dòng)作，那么問(wèn)題應(yīng)該發(fā)生在液壓系統(tǒng)或者其他方面。但是液壓系統(tǒng)的壓力正常，各油路均暢通并無(wú)堵塞現(xiàn)象；檢查各個(gè)液壓閥的液壓器件也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)什么問(wèn)題，估計(jì)故障可能出在液壓馬達(dá)上。為此，拆除了防護(hù)罩，卸下了液壓馬達(dá)，能拆卸檢查的部位，都作了檢查，也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)什么問(wèn)題；后又將液壓馬達(dá)送到大連組合機(jī)床研究所去鑒定，其測(cè)試結(jié)論是液壓馬達(dá)是完好的。經(jīng)在場(chǎng)的同志們仔細(xì)分析研究后認(rèn)為，問(wèn)題只能有一個(gè)，那就是機(jī)械方面的故障；但刀庫(kù)的各部位，各個(gè)零部件均無(wú)明顯的損傷痕跡，因此機(jī)械損壞故障可排除在外；最后問(wèn)題歸結(jié)為一點(diǎn)，即刀庫(kù)負(fù)載太重，或者有阻滯的部位，以至液壓馬達(dá)帶不動(dòng)所致。 事實(shí)上的確如此。我們?cè)诩庸?0t叉車(chē)箱體時(shí)，由于工件較復(fù)雜，加工面較多，所用刀具多達(dá)40多把，而且大的刀具，長(zhǎng)的刀具(最長(zhǎng)的刀具達(dá)550mm)，重的刀具(最重的刀具達(dá)25kg以上)用量都很大，而且我們忽略了刀具在刀庫(kù)上的分布情況，重而長(zhǎng)的刀具在刀庫(kù)上沒(méi)有均勻分布，而是集中于一段，以至造成刀庫(kù)的鏈帶局部拉得太緊，變形較大，并且可能有阻滯現(xiàn)象，所以機(jī)床的液壓馬達(dá)帶不動(dòng)。最后我們把刀庫(kù)鏈帶的可調(diào)部分稍松了一些，結(jié)果一切都恢復(fù)正常，說(shuō)明問(wèn)題的確是出在機(jī)械上。 注意：刀庫(kù)的鏈帶又不能調(diào)得太松，否則會(huì)有“飛刀”的危險(xiǎn)。有一次機(jī)械手在刀庫(kù)側(cè)抓刀時(shí)，當(dāng)把刀具拔出、然后上升、再進(jìn)行180o旋轉(zhuǎn)時(shí)，刀具突然被甩出，險(xiǎn)些釀成大禍。分析這起故障的原因，就是因?yàn)榈稁?kù)鏈帶太松的緣故。該機(jī)床機(jī)械手的兩個(gè)卡爪是靠向下的推力而被刀柄的外徑向外擠開(kāi)，然后靠彈簧的張力來(lái)夾緊刀具的。當(dāng)機(jī)械手向下抓刀時(shí)，由于鏈帶太松，鏈帶也隨著機(jī)械手向下的推力而向下拱曲，結(jié)果機(jī)械手的卡爪只抓住刀柄的一大半，并沒(méi)有完全抓靠、抓牢，當(dāng)機(jī)械手旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于刀具很重，在離心力的作用下，刀具就沿切線方向甩出去。經(jīng)把鏈帶稍微緊了一下，就再也沒(méi)有發(fā)生類(lèi)似情況。 維修體會(huì)：刀庫(kù)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不外乎有兩類(lèi)，一類(lèi)是機(jī)械傳動(dòng)，一類(lèi)是液壓傳動(dòng)。MPA-H100A加工中心是20世紀(jì)80年代初的產(chǎn)品，采用液壓傳動(dòng)方式，即采用液壓馬達(dá)、電磁閥、流量控制閥等來(lái)驅(qū)動(dòng)刀庫(kù)的運(yùn)轉(zhuǎn)。與采用變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的刀庫(kù)相比，就其電氣控制系統(tǒng)而言，要簡(jiǎn)單得多，也比較直觀，一般不容易出現(xiàn)故障。但它也會(huì)隨著設(shè)備的使用環(huán)境、加工條件、工件的復(fù)雜程度、所用刀具的多少而有所變化，尤其是刀具的長(zhǎng)度、刀具的重量以及刀具在刀庫(kù)的分布情況，這些都是故障可能因素。? 例375~例377．回轉(zhuǎn)刀架故障的維修? 例375．故障現(xiàn)象：SAG210/2NC數(shù)控車(chē)床刀架電動(dòng)機(jī)起不動(dòng)，刀架不能動(dòng)作。 分析及處理過(guò)程：SAG210/2NC及CKD6140及數(shù)控車(chē)床，與之配套的刀架為L(zhǎng)D4-I四工位電動(dòng)刀架。 分析該故障產(chǎn)生的原因，可能是電動(dòng)機(jī)相序接反或電源電壓偏低，但調(diào)整電動(dòng)機(jī)電樞線及電源電壓，故障不能排除。說(shuō)明故障為機(jī)械原因所致。將電動(dòng)機(jī)罩卸下，旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)風(fēng)葉，發(fā)現(xiàn)阻力過(guò)大。拿開(kāi)電動(dòng)機(jī)進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)，蝸桿軸承損壞，電動(dòng)機(jī)軸與蝸桿離合器質(zhì)量差，使電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)阻力。 更換軸承，修復(fù)離合器后，故障排除。? 例376．故障現(xiàn)象：SAG210/2NC數(shù)控車(chē)床刀架的上刀體抬起但轉(zhuǎn)動(dòng)不到位。 分析及處理過(guò)程：該車(chē)床所配套的刀架同上例。根據(jù)電動(dòng)刀架的機(jī)械原理分析，上刀體不能轉(zhuǎn)動(dòng)可能是粗定位銷(xiāo)在錐孔中卡死或斷裂。拆開(kāi)電動(dòng)刀架更換新的定位銷(xiāo)后，上刀體仍然不能旋轉(zhuǎn)到位。在重新拆卸時(shí)發(fā)現(xiàn)在裝配上刀體時(shí)，應(yīng)與下刀體的四邊對(duì)齊，而且齒牙盤(pán)必須嚙合，按上述要求裝配后，故障排除。? 例377．故障現(xiàn)象：匈牙利EEN-400數(shù)控車(chē)床刀架定位不準(zhǔn)。 分析及處理過(guò)程：EEN-400數(shù)控車(chē)床是由匈牙利SEIN公司生產(chǎn)的，所配的刀架是由保加利亞生產(chǎn)的，可裝6把刀。經(jīng)查定位不準(zhǔn)的主要原因是刀架部分的機(jī)械磨損較嚴(yán)重，已不能通過(guò)常規(guī)的調(diào)整、刀補(bǔ)間隙補(bǔ)償?shù)仁侄蝸?lái)解決，需考慮進(jìn)行整體更換。經(jīng)了解，國(guó)內(nèi)的數(shù)控刀架生產(chǎn)廠家已能生產(chǎn)相同性能的臥式6刀位刀架，作適當(dāng)?shù)奶幚恚涂梢允褂谩? 以陜西省機(jī)械研究院生產(chǎn)的JYY臥式數(shù)控電動(dòng)刀架更換了原刀架后，恢復(fù)了定位精度，經(jīng)使用一年多宋，一直正常。? 例378．加工尺寸失控的故障維修? 故障現(xiàn)象：南京JN系列數(shù)控系統(tǒng)加工尺寸不能控制。 分析及處理過(guò)程：該機(jī)床為采用南京江南機(jī)床數(shù)控工程公司的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L(zhǎng)D4-I型電動(dòng)刀架。 該機(jī)床在產(chǎn)品加工的過(guò)程中，發(fā)生其加工尺寸不能控制的現(xiàn)象，操作者每次在系統(tǒng)中修改參數(shù)后，數(shù)碼顯示器顯示的尺寸與實(shí)際加工出來(lái)的尺寸相差很大，且尺寸的變化無(wú)規(guī)律可尋，即使不修改系統(tǒng)的加工參數(shù)，加工出來(lái)的產(chǎn)品尺寸也在不停地變化。因該機(jī)床主要是進(jìn)行內(nèi)孔加工，因此尺寸的變化主要反應(yīng)在X軸上。為了確定故障部位，采用替換法，將X軸的驅(qū)動(dòng)信號(hào)與Z軸的驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行交換，即用2軸控制信號(hào)去驅(qū)動(dòng)X軸，而用X軸控制信號(hào)去驅(qū)動(dòng)Z軸。替換后故障依然存在，這說(shuō)明X軸的驅(qū)動(dòng)信號(hào)無(wú)故障，同時(shí)也說(shuō)明故障源應(yīng)在X軸步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、滾珠絲杠等硬件上。 檢查上述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、滾珠絲杠等硬件均無(wú)故障，進(jìn)一步檢查X軸軸向重復(fù)定位精度也在其技術(shù)指標(biāo)之內(nèi)。是何原因產(chǎn)生X軸加工尺寸不能控制呢?思考檢查分析故障的思路，發(fā)現(xiàn)在分析檢查中忽略了一個(gè)重要的部件——電動(dòng)刀架。 檢查電動(dòng)刀架的每一個(gè)刀號(hào)的重復(fù)定位精度，發(fā)現(xiàn)電動(dòng)刀架定位不準(zhǔn)。分析電動(dòng)刀架定位不準(zhǔn)的原因，若是電動(dòng)刀架自身的機(jī)械定位不準(zhǔn)，故障應(yīng)該是固定不變的，不應(yīng)該出現(xiàn)加工尺寸不能控制的現(xiàn)象，定有其他的原因造成該故障現(xiàn)象。檢查電動(dòng)刀架的轉(zhuǎn)動(dòng)情況，發(fā)現(xiàn)電動(dòng)刀架在抬起時(shí)，有一鐵屑卡在里面。鐵屑使定位不準(zhǔn)，這就是故障源。 拆開(kāi)電動(dòng)刀架，用壓縮空氣將電動(dòng)刀架定位齒盤(pán)上的鐵屑吹干凈，重新裝配好電動(dòng)刀架后，故障排除。? 例379~例380．刀庫(kù)無(wú)法旋轉(zhuǎn)的故障維修? 例379．故障現(xiàn)象：自動(dòng)換刀時(shí)刀鏈運(yùn)轉(zhuǎn)不到位。當(dāng)進(jìn)行到自動(dòng)換刀程序時(shí)，刀庫(kù)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，但是所需要換的刀具沒(méi)有傳動(dòng)到位，刀庫(kù)就停止運(yùn)轉(zhuǎn)了。3min后機(jī)床自動(dòng)報(bào)警。 分析及處理過(guò)程：TH42160龍門(mén)加工中心采用的鏈?zhǔn)降稁?kù)如圖8-20所示，其配套的CNC系統(tǒng)為SIEMENS 840D。 由上述故障查報(bào)警知道是換刀時(shí)間超出。此時(shí)在MDI方式中，無(wú)論用手動(dòng)輸入刀庫(kù)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)還是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)動(dòng)作指令，刀庫(kù)均不動(dòng)作。檢查電氣控制系統(tǒng)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)什么異常；PLC輸出指示器上的發(fā)光二極管燃亮，表明PLC有輸出，那么問(wèn)題應(yīng)該發(fā)生在機(jī)械傳動(dòng)方面。估計(jì)故障可能出在減速器上。為此，拆除了防護(hù)罩，卸下了伺服電動(dòng)機(jī)，拆開(kāi)減速器，發(fā)現(xiàn)減速器內(nèi)一傳動(dòng)軸上的聯(lián)接鍵脫落，致使動(dòng)力傳動(dòng)路線中斷，刀庫(kù)無(wú)法旋轉(zhuǎn)。修復(fù)減速器后，故障排除。? 例380．故障現(xiàn)象：自動(dòng)換刀時(shí)刀鏈運(yùn)轉(zhuǎn)不到位，刀庫(kù)就停止運(yùn)轉(zhuǎn)了，機(jī)床自動(dòng)報(bào)警。 分析及處理過(guò)程：TH42160龍門(mén)加工中心采用的鏈?zhǔn)降稁?kù)如圖8-20所示，其配套的CNC系統(tǒng)為SIEMENS 840D。 由上述故障查報(bào)警知道是刀庫(kù)伺服電動(dòng)機(jī)過(guò)載。檢查電氣控制系統(tǒng)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)什么異常，問(wèn)題應(yīng)該發(fā)生在機(jī)械傳動(dòng)或其他方面：①刀庫(kù)鏈或減速器內(nèi)有異物卡?。孩诘稁?kù)鏈上的刀具太重：③潤(rùn)滑不良：經(jīng)過(guò)檢查上述三項(xiàng)正常。卸下伺服電動(dòng)機(jī)，發(fā)現(xiàn)伺服電動(dòng)機(jī)內(nèi)部有許多切削液，致使線圈短路所致。觀察原因是電動(dòng)機(jī)與減速器聯(lián)接處的密封圈磨損，從而導(dǎo)致切削液滲入電動(dòng)機(jī)。更換密封圈和伺服電動(dòng)機(jī)后，故障排除。 為了進(jìn)一步縮短非切削時(shí)間，有的加工中心配有兩個(gè)自動(dòng)交換工件的托板。一個(gè)裝著工件在工作臺(tái)上加工，另一個(gè)則在工作臺(tái)外裝卸工件。機(jī)床完成加工循環(huán)后自動(dòng)交換托板，使裝卸工件與切削加工的時(shí)間相重合。 ? ??? 工件經(jīng)一次裝夾后，數(shù)字控制系統(tǒng)能控制機(jī)床按不同工序，自動(dòng)選擇和更換刀具，自動(dòng)改變機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量和刀具相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)軌跡及其他輔助機(jī)能，依次完成工件幾個(gè)面上多工序的加工。 ??? 加工中心由于工序的集中和自動(dòng)換刀，減少了工件的裝夾、測(cè)量和機(jī)床調(diào)整等時(shí)間，使機(jī)床的切削時(shí)間達(dá)到機(jī)床開(kāi)動(dòng)時(shí)間的8O％左右(普通機(jī)床僅為15～20％)；同時(shí)也減少了工序之間的工件周轉(zhuǎn)、搬運(yùn)和存放時(shí)間，縮短了生產(chǎn)周期，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效果。加工中心適用于零件形狀比較復(fù)雜、精度要求較高、產(chǎn)品更換頻繁的中小批量生產(chǎn)。 ??? 加工中心按主軸的布置方式分為立式和臥式兩類(lèi)。臥式加工中心一般具有分度轉(zhuǎn)臺(tái)或數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)，可加工工件的各個(gè)側(cè)面；也可作多個(gè)坐標(biāo)的聯(lián)合運(yùn)動(dòng)，以便加工復(fù)雜的空間曲面。立式加工中心一般不帶轉(zhuǎn)臺(tái)，僅作頂面加工。此外，還有帶立、臥兩個(gè)主軸的復(fù)合式加工中心，和主軸能調(diào)整成臥軸或立軸的立臥可調(diào)式加工中心，它們能對(duì)工件進(jìn)行五個(gè)面的加工。 ??? 加工中心的自動(dòng)換刀裝置由存放刀具的刀庫(kù)和換刀機(jī)構(gòu)組成。刀庫(kù)種類(lèi)很多，常見(jiàn)的有盤(pán)式和鏈?zhǔn)絻深?lèi)。鏈?zhǔn)降稁?kù)存放刀具的容量較大。 ??? 換刀機(jī)構(gòu)在機(jī)床主軸與刀庫(kù)之間交換刀具，常見(jiàn)的為機(jī)械手；也有不帶機(jī)械手而由主軸直接與刀庫(kù)交換刀具的，稱無(wú)臂式換刀裝置。 ??? 加工中心用的換刀方法及用此換刀方法的裝置 加工中心換刀故障頻率較高，掌握所使用機(jī)床自動(dòng)換刀的運(yùn)行步驟，以及刀臂在不同故障位置時(shí)的處理方法，就可以事半功倍，快速排除故障，下面介紹一類(lèi)常見(jiàn)的故障排除方法。 ??? 加工中心自動(dòng)換刀至刀臂卡在主軸刀后中止。對(duì)中小型加工中心使用比較多的是凸輪式機(jī)械手換刀，其自動(dòng)換刀過(guò)程為：①z軸運(yùn)行至換刀點(diǎn)；②主軸定位；③刀套向下；④刀臂旋轉(zhuǎn)60°；⑤主軸松刀吹氣；⑥刀臂旋轉(zhuǎn)180°；⑦主軸夾刀；⑧刀臂旋轉(zhuǎn)至原點(diǎn)；⑨刀套向上回位，換刀完畢。 ??? ??? ATC刀臂位置故障排除方法和步驟： 在自動(dòng)換刀過(guò)程中，換刀臂發(fā)生卡刀，如此時(shí)電源沒(méi)關(guān)閉，或急停未按下時(shí)；或者換刀時(shí)按下急?；螂娋W(wǎng)停電時(shí)，不要移動(dòng)Z軸或旋轉(zhuǎn)主軸，應(yīng)按如下方法處理。 (1)先按“RESET”鍵，將自動(dòng)換刀狀態(tài)解除。 (2)MDI模式，輸入M95。 (3)按F0鍵，確認(rèn)換刀臂目前處于何種狀態(tài)： ①如換刀臂在60°～180°之間（不含60°和180°位置），且已松刀，直接按F0鍵，換刀臂以JOG方式往180°的位置轉(zhuǎn)動(dòng)，到位時(shí)按F0無(wú)效；MDI模式，???入M75夾刀，夾刀完成后繼續(xù)按F0鍵，直至換刀臂轉(zhuǎn)至0°的位置時(shí)，按鍵無(wú)效，操作信息消失，表示故障排除完成。 ②如換刀臂在60°的位置且尚未松刀，MDI模式輸入M73，待松刀完成后可直接按F0鍵，換刀臂以JOG往180°的位置轉(zhuǎn)動(dòng)，確認(rèn)在180°位置時(shí)，按鍵無(wú)效，MDI模式輸入M75夾刀，夾刀完成后繼續(xù)按鍵，直室換刀臂轉(zhuǎn)至0°的位置，按鍵無(wú)效，操作信息消失，故障排除。 ③若換刀臂在180°位置，且尚未夾刀，此時(shí)按F0無(wú)效，需先執(zhí)行M75后按此鍵才可繼續(xù)以JOG模式，將換刀臂轉(zhuǎn)至0°位置，到位后，按鍵無(wú)效，操作信息消失，故障排除。 ④如換刀臂在180°后，且處于夾刀狀態(tài)，直接按F0鍵，將換刀臂以JOG模式轉(zhuǎn)至0°位置，確認(rèn)到達(dá)0°位置，按鍵無(wú)效，操作信息消失，故障排除。 ⑤若換刀臂在60°以前，未松刀，直接按F0，將換刀臂以JOG模式轉(zhuǎn)至60°位置，確認(rèn)已在60°位置時(shí)按鍵無(wú)效，MDI狀態(tài)輸入M75松刀，繼續(xù)按F0鍵，直至換刀臂到達(dá)180°位置，按鍵無(wú)效，繼續(xù)輸入M75夾刀，夾刀完成后，繼續(xù)按F0鍵，直到換刀臂到達(dá)0°位置，按鍵無(wú)效，操作信息消失，故障排除。 (4)故障排除后，檢查確認(rèn)主軸刀及預(yù)備刀是否正確。