| 刀庫及換刀機(jī)械手結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，且在工作中又頻繁運(yùn)動，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)。如刀庫運(yùn)動故障，定位誤差過大，機(jī)械手夾持刀柄不穩(wěn)定，機(jī)械手動作誤差過大等。這些故障最后都造成換刀動作卡位，整機(jī)停止工作。因此刀庫及換刀機(jī)械手的維護(hù)十分重要。 1．刀庫及換刀機(jī)械手的維護(hù)要點(diǎn) 1)嚴(yán)禁把超重、超長的刀具裝入刀庫，防止在機(jī)械手換刀時掉刀或刀具與工件、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，防止換錯刀具導(dǎo)致事故發(fā)生。 3)用手動方式往刀庫上裝刀時，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)問題要及時調(diào)整，否則不能完成換刀動作。 5)要注意保持刀具刀柄和刀套的清潔。 6)開機(jī)時，應(yīng)先使刀庫和機(jī)械手空運(yùn)行，檢查各部分工作是否正常，特別是行程開關(guān)和電磁閥能否正常動作。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)不正常時應(yīng)及時處理。 2．刀庫的故障 刀庫的主要故障有：刀庫不能轉(zhuǎn)動或轉(zhuǎn)動不到位；刀套不能夾緊刀具；刀套上下不到位等。 (1)刀庫不能轉(zhuǎn)動或轉(zhuǎn)動不到位 刀庫不能轉(zhuǎn)動的原因可能有：①聯(lián)接電動機(jī)軸與蝸桿軸的聯(lián)軸器松動；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無控制輸出，可能是接口板中的繼電器失效；④機(jī)械連接過緊；⑤電網(wǎng)電壓過低。刀庫轉(zhuǎn)不到位的原因可能有：電動機(jī)轉(zhuǎn)動故障，傳動機(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，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)或加工誤差過大而造成撥叉位置不正確；限位開關(guān)安裝不正確或調(diào)整不當(dāng)而造成反饋信號錯誤。 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��；或彈簧后面的螺母松動；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 原因可能是松鎖的彈簧壓合過緊，卡爪縮不回：應(yīng)調(diào)松螺母，使最大載荷不超過額定數(shù)值。 (3) 刀具交換時掉刀 換刀時主軸箱沒有回到換刀點(diǎn)或換刀點(diǎn)漂移，機(jī)械手抓刀時沒有到位，就開始拔刀，都會導(dǎo)致?lián)Q刀時掉刀。這時應(yīng)重新移動主軸箱，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。換刀過程中，動作中斷，發(fā)出2035#報警，顯示內(nèi)容：機(jī)械手伸出故障。分析及處理過程：根據(jù)報警內(nèi)容，機(jī)床是因為無法執(zhí)行下一步“從主軸和刀庫中拔出刀具”，而使換刀過程中斷并報警。機(jī)械手未能伸出完成從主軸和刀庫中拔刀動作，產(chǎn)生故障的原因可能有： (1)“松刀”感應(yīng)開關(guān)失靈 在換刀過程中，各動作的完成信號均由感應(yīng)開關(guān)發(fā)出，只有上一動作完成后才能進(jìn)行下一動作。第3步為“主軸松刀”，如果感應(yīng)開關(guān)未發(fā)信號，則機(jī)械手“拔刀”就不會動作。檢查兩感應(yīng)開關(guān)，信號正常。 (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作，或行程不到位 檢查刀庫松刀液壓缸，動作正常，行程到位；打開主軸箱(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，液壓缸無漏油現(xiàn)象。 (4)機(jī)械手系統(tǒng)有問題，建立不起“拔刀”條件 其原因可能是：電動機(jī)控制電路有問題。檢查電動機(jī)控制電路系統(tǒng)正常。 (5)主軸系統(tǒng)有問題 主軸結(jié)構(gòu)示意圖如圖8-2所示。刀具是靠碟簧通過拉桿和彈簧卡頭而將刀具柄尾端的拉釘拉緊的；松刀時，液壓缸的活塞桿頂壓頂桿，頂桿通過空心螺釘推動拉桿，一方面使彈簧卡頭松開刀具的拉釘，另一方面又頂動拉釘，使刀具右移而在主軸錐孔中變“松”。主軸系統(tǒng)不松刀的原因估計有以下4點(diǎn)：①刀具尾部拉釘?shù)拈L度不夠，致使液壓缸雖已運(yùn)動到位，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頂桿出了問題，已變形或磨損；④彈簧卡頭出故障，不能張開：⑤主軸裝配調(diào)整時，刀具移動量調(diào)得太小，致使在使用過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，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，手臂升降不動作，或手臂復(fù)位不靈。調(diào)整SC-15節(jié)流閥配合手動調(diào)整，只能維持短時間正常運(yùn)行，且排氣聲音逐漸渾濁，不像正常動作時清晰，最后到不能換刀。分析及處理過程： 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。動作到位后旋轉(zhuǎn)180º，換刀位置上升分別插刀，手臂再復(fù)位、刀套上。手臂75º、180º旋轉(zhuǎn)，其動力傳遞是壓縮空氣源推動氣液轉(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，可以排除這類元器件存在的問題。 2)因刀套上下和手臂上下是獨(dú)立的氣源推動，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，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)時液壓缸伸縮對應(yīng)氣液轉(zhuǎn)換各油標(biāo)升降、高低情況，發(fā)覺左右配對的氣液轉(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，機(jī)械手在取送刀具時，不能縮爪。機(jī)床在JOG狀態(tài)下加工工件時，機(jī)械手將刀具從主刀庫中取出送入送刀盒中，不能縮爪，但卻不報警；將方式選擇到ATC狀態(tài)，手動操作都正常。分析及處理過程：經(jīng)查看梯型圖，原來是限位開關(guān)LS916并沒有壓合；調(diào)整限位開關(guān)位置后，機(jī)床恢復(fù)正常。但過一段時間后，再次出現(xiàn)此故障，檢查LS916并沒松動，但卻沒有壓合，由此懷疑機(jī)械手的液壓缸拉桿沒伸到位。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，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：自動換刀時刀鏈運(yùn)轉(zhuǎn)不到位。當(dāng)進(jìn)行到自動換刀程序時，刀庫開始運(yùn)轉(zhuǎn)，但是所需要換的刀具沒有傳動到位，刀庫就停止運(yùn)轉(zhuǎn)了。3min后機(jī)床自動報警。分析及處理過程：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，工作臺為1000mm×l000mm，60把刀具。由上述故障查報警知道是換刀時間超出。此時在MDI方式中，無論用手動輸入刀庫順時針旋轉(zhuǎn)還是逆時針旋轉(zhuǎn)動作指令，刀庫均不動作。檢查電氣控制系統(tǒng)，沒有發(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，刀庫順時針和逆時針傳動電磁閥上的逆時針一側(cè)的發(fā)光二極管燃亮，表明電磁閥有電，此時刀庫不動作，那么問題應(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，各油路均暢通并無堵塞現(xiàn)象；檢查各個液壓閥的液壓器件也沒有發(fā)現(xiàn)什么問題，估計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，也沒有發(fā)現(xiàn)什么問題；后又將液壓馬達(dá)送到大連組合機(jī)床研究所去鑒定，其測試結(jié)論是液壓馬達(dá)是完好的。經(jīng)在場的同志們仔細(xì)分析研究后認(rèn)為，問題只能有一個，那就是機(jī)械方面的故障；但刀庫的各部位，各個零部件均無明顯的損傷痕跡，因此機(jī)械損壞故障可排除在外；最后問題歸結(jié)為一點(diǎn)，即刀庫負(fù)載太重，或者有阻滯的部位，以至液壓馬達(dá)帶不動所致。事實上的確如此。我們在加工10t叉車箱體時，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，長的刀具(最長的刀具達(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上的分布情況，重而長的刀具在刀庫上沒有均勻分布，而是集中于一段，以至造成刀庫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。最后我們把刀庫鏈帶的可調(diào)部分稍松了一些，結(jié)果一切都恢復(fù)正常，說明問題的確是出在機(jī)械上。注意：刀庫的鏈帶又不能調(diào)得太松，否則會有“飛刀”的危險。有一次機(jī)械手在刀庫側(cè)抓刀時，當(dāng)把刀具拔出、然后上升、再進(jìn)行180º旋轉(zhuǎn)時，刀具突然被甩出，險些釀成大禍。分析這起故障的原因，就是因為刀庫鏈帶太松的緣故。該機(jī)床機(jī)械手的兩個卡爪是靠向下的推力而被刀柄的外徑向外擠開，然后靠彈簧的張力來夾緊刀具的。當(dāng)機(jī)械手向下抓刀時，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，并沒有完全抓靠、抓牢，當(dāng)機(jī)械手旋轉(zhuǎn)時，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，就再也沒有發(fā)生類似情況。維修體會：刀庫的驅(qū)動系統(tǒng)不外乎有兩類，一類是機(jī)械傳動，一類是液壓傳動。MPA-H100A加工中心是20世紀(jì)80年代初的產(chǎn)品，采用液壓傳動方式，即采用液壓馬達(dá)、電磁閥、流量控制閥等來驅(qū)動刀庫的運(yùn)轉(zhuǎn)。與采用變頻調(diào)速電動機(jī)驅(qū)動的刀庫相比，就其電氣控制系統(tǒng)而言，要簡單得多，也比較直觀，一般不容易出現(xiàn)故障。但它也會隨著設(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，尤其是刀具的長度、刀具的重量以及刀具在刀庫的分布情況，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)控車床刀架電動機(jī)起不動，刀架不能動作。分析及處理過程：SAG210/2NC及CKD6140及數(shù)控車床，與之配套的刀架為LD4-I四工位電動刀架。分析該故障產(chǎn)生的原因，可能是電動機(jī)相序接反或電源電壓偏低，但調(diào)整電動機(jī)電樞線及電源電壓，故障不能排除。說明故障為機(jī)械原因所致。將電動機(jī)罩卸下，旋轉(zhuǎn)電動機(jī)風(fēng)葉，發(fā)現(xiàn)阻力過大。拿開電動機(jī)進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)，蝸桿軸承損壞，電動機(jī)軸與蝸桿離合器質(zhì)量差，使電動機(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)控車床刀架的上刀體抬起但轉(zhuǎn)動不到位。分析及處理過程：該車床所配套的刀架同上例。根據(jù)電動刀架的機(jī)械原理分析，上刀體不能轉(zhuǎn)動可能是粗定位銷在錐孔中卡死或斷裂。拆開電動刀架更換新的定位銷后，上刀體仍然不能旋轉(zhuǎn)到位。在重新拆卸時發(fā)現(xiàn)在裝配上刀體時，應(yīng)與下刀體的四邊對齊，而且齒牙盤必須嚙合，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)控車床刀架定位不準(zhǔn)。分析及處理過程：EEN-400數(shù)控車床是由匈牙利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，已不能通過常規(guī)的調(diào)整、刀補(bǔ)間隙補(bǔ)償?shù)仁侄蝸斫鉀Q，需考慮進(jìn)行整體更換。經(jīng)了解，國內(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�，就可以使用。以陜西省機(jī)械研究院生產(chǎn)的JYY臥式數(shù)控電動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)控車床，其刀架為LD4-I型電動刀架。該機(jī)床在產(chǎn)品加工的過程中，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際加工出來的尺寸相差很大，且尺寸的變化無規(guī)律可尋，即使不修改系統(tǒng)的加工參數(shù)，加工出來的產(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)動信號與Z軸的驅(qū)動信號進(jìn)行交換，即用2軸控制信號去驅(qū)動X軸，而用X軸控制信號去驅(qū)動Z軸。替換后故障依然存在，這說明X軸的驅(qū)動信號無故障，同時也說明故障源應(yīng)在X軸步進(jìn)電動機(jī)及其傳動機(jī)構(gòu)、滾珠絲杠等硬件上。檢查上述傳動機(jī)構(gòu)、滾珠絲杠等硬件均無故障，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重要的部件——電動刀架。檢查電動刀架的每一個刀號的重復(fù)定位精度，發(fā)現(xiàn)電動刀架定位不準(zhǔn)。分析電動刀架定位不準(zhǔn)的原因，若是電動刀架自身的機(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。檢查電動刀架的轉(zhuǎn)動情況，發(fā)現(xiàn)電動刀架在抬起時，有一鐵屑卡在里面。鐵屑使定位不準(zhǔn)，這就是故障源。拆開電動刀架，用壓縮空氣將電動刀架定位齒盤上的鐵屑吹干凈，重新裝配好電動刀架后，故障排除。 例379~例380．刀庫無法旋轉(zhuǎn)的故障維修 例379．故障現(xiàn)象：自動換刀時刀鏈運(yùn)轉(zhuǎn)不到位。當(dāng)進(jìn)行到自動換刀程序時，刀庫開始運(yùn)轉(zhuǎn)，但是所需要換的刀具沒有傳動到位，刀庫就停止運(yùn)轉(zhuǎn)了。3min后機(jī)床自動報警。分析及處理過程：TH42160龍門加工中心采用的鏈?zhǔn)降稁烊鐖D8-20所示，其配套的CNC系統(tǒng)為SIEMENS 840D。由上述故障查報警知道是換刀時間超出。此時在MDI方式中，無論用手動輸入刀庫順時針旋轉(zhuǎn)還是逆時針旋轉(zhuǎn)動作指令，刀庫均不動作。檢查電氣控制系統(tǒng)，沒有發(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，那么問題應(yīng)該發(fā)生在機(jī)械傳動方面。估計故障可能出在減速器上。為此，拆除了防護(hù)罩，卸下了伺服電動機(jī)，拆開減速器，發(fā)現(xiàn)減速器內(nèi)一傳動軸上的聯(lián)接鍵脫落，致使動力傳動路線中斷，刀庫無法旋轉(zhuǎn)。修復(fù)減速器后，故障排除。 例380．故障現(xiàn)象：自動換刀時刀鏈運(yùn)轉(zhuǎn)不到位，刀庫就停止運(yùn)轉(zhuǎn)了，機(jī)床自動報警。分析及處理過程：TH42160龍門加工中心采用的鏈?zhǔn)降稁烊鐖D8-20所示，其配套的CNC系統(tǒng)為SIEMENS 840D。由上述故障查報警知道是刀庫伺服電動機(jī)過載。檢查電氣控制系統(tǒng)，沒有發(fā)現(xiàn)什么異常，問題應(yīng)該發(fā)生在機(jī)械傳動或其他方面：①刀庫鏈或減速器內(nèi)有異物卡住：②刀庫鏈上的刀具太重：③潤滑不良：經(jīng)過檢查上述三項正常。卸下伺服電動機(jī)，發(fā)現(xiàn)伺服電動機(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)致切削液滲入電動機(jī)。更換密封圈和伺服電動機(jī)后，故障排除。 |
