数控机床换刀机构故障的修理

《数控机床换刀机构故障的修理》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数控机床换刀机构故障的修理（2页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、2 0 0 9 第八届全国数控装备使用、维修与改造经验交流会优秀论文集数控机床换刀机构故障的修理何龙华( 北京中丽制机工程技术有限公司，北京1 0 l l11 )一、用好P C 系统的诊断功能几年来的工作实践使笔者摸索出一些修理换刀机构的方法，调整参数、调整换刀点、调整液压、调整开关，这些方法要跟据实际情况灵活运用。修理换刀机构，包括修理数控机床，首先面对的是故障的诊断问题。现在的数控机床具有很强的自诊断功能，有时甚至能直接指出故障点。应充分利用机床的报警信息，但有时故障发生时无任何报警，连警示红灯都不亮，这时就要靠掌握的知识和经验，分析判断问题。 台湾产龙门加工中心换刀故障：机床型号K M

2、c 删s D ，系统采用F A N u cs E R I D s1 5M ，该机床工作台长4 m ，刀库有3 0 个刀位。系统配置较高，可加工大型复杂的零件，是厂里的关键设备。一次在工作中，当执行换刀程序时，主轴头移到换刀点，刀库门打开，机械手却停在那里不动。机床无报警，翻阅维修手册中的换刀流程图得知，门开后的下一步是机械手去主轴抓刀。再看信号地址表，抓刀指令由P C 程序中Y 4 ，7 发出，打开梯形图得知；影响Y 4 ，7 信号发出的外围因素有两个：x 9 ，3 和x 6 5 。诊断表梯形图Y 4 ，7 去主轴抓刀7 6 5 4 3 2 1 0X 6 ，4 急停X 0 0 0 6 0 0

3、0 l O 0 0 0X 6 ，5 主轴定向X 0 0 0 90 0 0 0 0 0 0 0X 9 ，3 门开此时这两个信号都没有。再看P c 诊断表，这两个地址也是O 。根据梯型图可知x 9 ，3 先于x 6 ，5 是主要矛盾，X 9 ，3( D 0 0 R O P E N ) 无信号，表示门没开，仔细观查了接近开关上的发光二极管，绿色正常。此时观察的结果与机床诊断的结果矛盾。笔者认为应该以机床诊断为准。为了验证这个想法，笔者用手动方式将机械手开回起始位置，在M D I 方式下输入T lM 0 6 ，重新运行换刀程序，可再一次坏在这里。于是拆下开关检查，用一磁力表座去感应它，开关灯又亮了，可

4、x 9 ，3 仍无反映。更换开关，则故障排除。二、定位精度对换刀的影响台湾产五面体加工中心换刀故障：机床型号K M c 一7 0 0H V ，系统采用F A N u c 一7 0 0 0 M ，机床主轴可立卧转换，刀库有6 0 个刀位，换刀程序设计为主轴在卧式状态下进行。如果主轴在立式状态下工作，执行换刀程序时需先将主轴向上移至y 轴零点，转成卧式再下移至换刀点方可进行换刀，换刀结束后还得反回立式，过程繁琐。刀库驱动采用伺服电机，如果刀位发生位置偏差，调整参数D 6 2 6 即可。主轴采用电主轴，电机转子就是主轴，没有齿轮，整个换刀机构结构不太复杂，修理相对简单，但之前，操作者反映机床不换刀了

5、，笔者看到机械手停在主轴左侧，机床无任何报警，检查了P c 的有关诊断地址，一切正常。于是用手动方式将机械手开回起始位，重新执行M 0 6 圆满完成。当时认为是偶然故障，并未引起注意。几天后故障又出现，经手动恢复又可运行，但好景不常。笔者先后用了3 天的时间仔细观查，并反复运行换刀程序。结果发现：当机械手不抓刀时，空运行一切正常，说明控制系统正常；带刀运行时，若发生问题，都出现在机械手完成1 8 0 度回转，刀臂收回，后退出主轴时，并发现主轴有角度位移。故障分析：该机械手采用横向插入式方法抓刀，当机械手从主轴退出时，刀爪对主轴有个拉力，如果刀爪中心与主轴中心不一致，上下刀爪的拉力不平衡，主轴偏

6、向那边的刀爪可能对主轴产生一个扭力拉动主轴。如果这个力大于电机锁停力矩，主轴定向可能会失效。而当刀臂去抓刀时，由于机械手上有定位块，这个矛盾不突出。为了验证这个想法，当故障发生时，手动转动主轴，结果很容易就转动了，说明主轴定向被破坏了。解决措施：在M D I 方式下输入“G 9 lG 3 0Y 0Z 0 ”，运行这一段，使主轴开至换刀点，手动运行机械手至主轴侧。找来检验棒测量，主轴向上偏0 3 m m ，先反复执行M 1 9 主轴定向操作，调整控制定向角度的参数P 6 5 7 7 ，至两个定位块平行误差小于0 0 5 m m ，然后再借助检验棒精调机械手横向定位螺钉和y 轴第二参考点参数P 7

7、 3 6 ，使主轴下移0 1 5 m m ，2 0 0 9 增2l 中国设备工程1 1 72 0 0 9 第八届全国数控装备使用、问题解决。维修与改造经验交流会优秀论文集这些措施一般可以解决问题，但也有例外。如在修理一台台湾产卧式加工中心( 型号M H 一6 3 0 、系统F A N U C 0 一M ) 发生换刀故障时，主轴定向位置总变化，每当定向跑偏时工人就调整参数P 6 5 7 7 ，使其达到合适位置，可不久又变了，先检查了主轴伺服单元及编码器联线，( 交换法) 没发现问题后又检查了编码器上的齿轮和与主轴联结的齿轮均未发现松动和间隙，最后将编码器本身打开检查，发现编码盘不干净，玻璃片上有

8、油迹，于是用清洗剂将其洗净，解决了问题。三、影响换刀的外因有时换刀机构本身正常，但问题出在别处，如修理东芝卧式加工中心( 型号B T D 1 1 0 R 1 6 ) ，换刀总出现故障，机床不能正常工作，仔细检查所有地方，完好，就是工作不稳定。经多日观察发现，当主轴在低档时，换刀正常，在高档有时出故障，而也是在机械手退出主轴时。手动去转主轴，结果当执行M1 9 后在低档手转不动，在高档可来回晃动，当主轴晃动太大可能会造成主轴定向感应信号中断，于是打开主轴箱检查传动链。发现主电机轴上的键变型，换新键修好机床，厂里于1 9 9 6 年引进一台意大利产的五面体加工中心。型号B T M2 0 0 0 ，

9、系统采用S I E M E N S8 1 0 M ，有五个控制单元，可实现三轴联动。该机床刀库备有4 0 个刀位，有两套换刀程序，无论主轴处于立式或卧式都可换刀。机床在投入运行后取得了良好效益。但不久发现该机床出现6 0 1 3 报警，当该警示出现时，机床停止运行，工作人员关车，然后重启机床又可继续工作。由于当时此报警1 2 月才出现一次，且对生产未造成影响，故未引起注意。但是随着时间的推移，此报警越加频繁，由1 2 月一次发展到l 2 周一次，查修理手册关于6 0 1 3 的解释为：A L L6 0 1 3 一H Y D R A U U CP U M PN OG 0 0 D 。笔者曾仔细检查

10、过该机床液压站的各部分：电机、接触器、油泵、蓄能器、电磁阀、管路、压力开关等都没问题。但故障依旧，此间也曾请s I E M E N s 公司协助，因为6 0 0 0 以上的报警不是系统问题，而是厂商跟据机床具体情况自定的警示。后来6 0 1 3 已成为严重影响机床正常工作的问题。在无资料的情况下，要想修好这台机床，首先要弄清该液压站的工作原理及用途。通过长时间观察和与操作者沟通，发现有两种情况应引起注意：当机床长时间1 二作时，容易出现6 0 1 3 报警；当加工需频繁换刀的工件时，容易出现6 0 1 3 报警。这台机床的液压站结构很简单：一台4 k w 电机、3 i n1 0 0 k g 齿

11、轮泵，采用间歇工作方式，由一个小钢瓶蓄能器保压，向系统提供1 0 0 k g 的压力源。1 1 8中国设备工程l2 0 0 9 增2该液压站的工作状态有4 种：待机状态。机床启动时，液压站同时1 = 作，油泵迅速将压力打到1 0 0 k g ，电机停止工作，此间电机工作不超过1 0 s ，当压力降至9 0 k g 时，电机重新工作，将压力打回至1 0 0 k g 后再次停止，此间电机工作不超过2 s ，如此循环往复。工作状态。机床运行时，当某轴工作时，所对应的电磁阀导通，该轴所带拖板的压板被松开，此时电机工作时间稍长，间歇工作不超过1 0 s ，至该轴运行结束。换刀状态，在换刀程序中，当机械手

12、执行向前伸出、转1 8 0 度、再收回的动作时，液压克服碟簧的弹力将抓刀杆推出，此时电机连续工作，直至动作完成。主轴头执行立卧转换。当程序中含有L 5 6 立转卧或I J 5 7 卧转立的指令时，液压将主轴头从定位齿盘中推出。然后主轴头旋转，此时电机连续工作，直至动作完成。显然6 0 1 3 是由状态3 或状态4 引起的，因为在这两种状态下油泵需长时间工作且压力较高，导致温升。每当出现6 0 1 3 时油箱的温度是很高的，达4 0 5 0 ，当机床刚启动时油温正常，随着油泵工作时间的延长，油温逐渐升高，油变稀不容易达到设定压力，于是又得延长运行时间来弥补，以至恶性循环。为弄清6 0 1 3 产

13、生的原因，笔者做了两个实验：( 1 ) 断开电机动力线，短接压力开关，模拟液压站长时间运行状态。启动机床，机床不做任何运动，当时间达到2 9 m i n 时，出现6 0 1 3 ，试验几次，效果一样。( 2 ) 断开压力开关，使电机不工作，启动机床，机床不做任何运动，当时间达到2 9 m i n 时。也出现6 9 1 3 ，试验几次效果一样。结论：无论电机_ 作与否，只要在当前状态保持时间超过2 9 m i n ，系统就报警。6 0 1 3 是厂家保护液压站及机床所采取的一项保护措施。这台机床的结钩很紧凑，液压站油箱尺寸为3 7 0 m m 2 3 0 m m 2 5 0 m m ，大约2 l L ，除泵体及管路所占空间，实际蓄油量更少，于是笔者尽量利用有限的空间做了一个大油箱，4 5 0 m m 4 5 0 m m 3 3 0 m m ，大约6 6L 。同时将3 U m i n 的油泵换成了4 i n 的油泵，从此该机床再也没出现过6 0 1 3 报警。济二机床与比亚迪 再签大型冲压线订单近期，济南二机床集团与比亚迪股份有限公司在比亚迪深圳总部签订了2 0 0 0 t 、1 6 0 0 t 等6 条大型冲压线供货合同。这是继2 0 0 9 年2 月和4 月以来，比亚迪先后两次与济二机签订大宗订单并建立战略合作伙伴关系之后，一年之内第三次大批量采购济二机的冲压设备。