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內(nèi)容摘要:加工中心掉刀故障分析與處理目前，加工中心的自動換刀裝置(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。第一種換刀方式適用于小型加工中心，刀庫較小，刀具較少，換刀動作簡單，出現(xiàn)掉刀等故障時(shí)容易發(fā)現(xiàn)并能及時(shí)排除。本文以VMC2000型加工中心為例分析掉刀故障

目前，加工中心的自動換刀裝置(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。第一種換刀方式適用于小型加工中心，刀庫較小，刀具較少，換刀動作簡單，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)上和動作上看均屬于比較復(fù)雜的一種。本文以VMC2000型加工中心為例分析掉刀故障現(xiàn)象并加以處理。 
加工中心換刀動作分析
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→轉(zhuǎn)動減速→轉(zhuǎn)動到位→主軸刀松開→松開到位→機(jī)械手轉(zhuǎn)動→轉(zhuǎn)動減速→轉(zhuǎn)動到位→主軸刀夾緊→夾緊到位→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)，電動機(jī)轉(zhuǎn)動時(shí)帶動機(jī)械凸輪傳動實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的上升、下降。 
掉刀故障
掉刀故障現(xiàn)象出現(xiàn)在新機(jī)床試運(yùn)行一個(gè)月以后，一開始，偶爾出現(xiàn)一次，以為是偶然因素引起的，沒有引起足夠的重視，慢慢地逐漸變多，經(jīng)常在換第一把刀時(shí)掉刀，因是測量儀，故很容易摔壞，同時(shí)伴隨著主軸上的刀裝不到位的情況。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，換刀動作均執(zhí)行，動作順序正常，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)，才會發(fā)現(xiàn)故障。 
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)動情況下不會出現(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。重新調(diào)整了打刀氣缸的行程。試車時(shí)沒有出現(xiàn)任何問題。運(yùn)行幾天后又出現(xiàn)掉刀現(xiàn)象。 
檢查換刀程序針對本故障僅出現(xiàn)在換刀動作過程中，與其他動作無關(guān)，編輯一個(gè)自動換刀反復(fù)執(zhí)行程序，并運(yùn)行此程序，以期找到掉刀的真正原因。編輯自動換刀程序
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，甚至還沒有夾緊動作的情況下，機(jī)械手轉(zhuǎn)動，于是掉刀。依前文換刀動作順序分析主軸刀具夾緊到位行程開關(guān)誤動作引起掉刀故障。打開PLC梯形圖，監(jiān)控該行程開關(guān)，反復(fù)按壓該行程開關(guān)，開關(guān)正常，這說明掉刀故障仍未徹底排除。
后廠家售后服務(wù)人員在檢查主軸內(nèi)的抓刀桿（因主軸內(nèi)冷漏水，主軸拆卸過），都沒發(fā)現(xiàn)問題，偶爾掉刀現(xiàn)象還是存在，在咨詢本部后，今后認(rèn)為可能是機(jī)床離高頻淬火機(jī)太近，存在電磁干擾，對本機(jī)重新安裝了接地保護(hù)。在調(diào)試后沒有出現(xiàn)掉刀現(xiàn)象。

機(jī)床運(yùn)行很長時(shí)間后，突然又出現(xiàn)掉刀現(xiàn)象，機(jī)床也已經(jīng)過保護(hù)期，仔細(xì)觀察后，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在和以前有一點(diǎn)不同，就是有時(shí)掉刀時(shí)會出現(xiàn)兩次換刀，在裝刀后，機(jī)械手本應(yīng)反轉(zhuǎn)退回的，但有時(shí)卻不抓刀，機(jī)械手繼續(xù)正轉(zhuǎn)，造成機(jī)械強(qiáng)制把刀從主軸或刀杯中撞出（不好形容）然后報(bào)換刀時(shí)間過長警，然后突然出現(xiàn)刀臂位置不對報(bào)警，后操作工反映，這個(gè)報(bào)警近來出現(xiàn)的很頻繁，（公司有些操作工從學(xué)校出來時(shí)間不長，英文也不是太好，沒看懂報(bào)警內(nèi)容，也沒匯報(bào)，認(rèn)為是潤滑報(bào)警，加油后很常時(shí)間才會再出現(xiàn)一次，故操作工認(rèn)為是潤滑報(bào)警），分析認(rèn)為是不應(yīng)該出現(xiàn)二次機(jī)械手正轉(zhuǎn)，而二次換刀應(yīng)該是第一次換刀到位后，信號沒到，造成機(jī)械手繼續(xù)正轉(zhuǎn)，仔細(xì)觀察到位接近開關(guān)，到位時(shí)指示燈亮，梯形圖也顯示到們，開關(guān)間隙也正常。開機(jī)觀察，發(fā)現(xiàn)有時(shí)機(jī)械手在原位，而接近開關(guān)指示燈突然閃一下，這時(shí)也報(bào)警，頻次不是很高。因是臺灣廠機(jī)床，后用國產(chǎn)接近開關(guān)（PNP型）更換了這一接近開關(guān)，繼續(xù)開機(jī)觀察關(guān)天，沒有發(fā)現(xiàn)有報(bào)機(jī)械手位置不在原位警，而在試運(yùn)行換刀程序，掉刀現(xiàn)象不再發(fā)生，機(jī)床已運(yùn)行兩個(gè)月，掉刀現(xiàn)象沒有再發(fā)生。

后分析原因，可能是接近開關(guān)本身存在問題，但因是新機(jī)床，且開始時(shí)沒報(bào)原位警，故沒考慮到是它的問題，而這次掉刀后，后來也沒更換和調(diào)整其它任何地方。這也說明，有時(shí)故障很簡單，而維修時(shí)可能想的問題很多，反而復(fù)雜化。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)為問題徹底解決了。而操作工的匯報(bào)也很重要，有時(shí)你沒問，他根本就不知道哪對哪，造成故障后他才找維修。