数控设备维护与维修(中级)PPT课件(共8单元)项目六：辅助装置故障诊断与维修

数控设备维护与维修数控设备维护与维修课程课程PPTPPT（中中级级）1+X项目项目六：辅助装置故障诊断六：辅助装置故障诊断与维修与维修目录目录任务1刀库、刀架故障诊断与维修任务2任务3润滑冷却装置故障诊断与维修气动排屑装置故障诊断与维修目录目录任务1刀库、刀架故障诊断与维修l数控车床刀架的基本形式l立式四工位电动刀架的结构与原理l自动换刀装置的常见形式l斗笠式刀库的结构与原理l圆盘式刀库机械手换刀的结构与原理l刀库换刀装置常见故障及处理l换刀装置维修实例刀库、刀架故障诊断与维修数控车床刀架的基本形式“1+X”数控维护与维修试点工作说明会4l立式电动回转刀架普及型数控车床普通型数控车床常用的刀架刀库、刀架故障诊断与维修数控车床刀架的基本形式“1+X”数控维护与维修试点工作说明会5l卧式电动（液压）回转刀架全功能型数控车床卧式电动回转刀架刀库、刀架故障诊断与维修数控车床刀架的基本形式“1+X”数控维护与维修试点工作说明会6l车削中心刀架车削中心动力刀架刀库、刀架故障诊断与维修立式四工位电动刀架的结构与原理“1+X”数控维护与维修试点工作说明会7l电动刀架的机械结构与换刀原理 电动刀架是国产普及型数控车床使用最为广泛、最简单的车床自动换刀装置,以四工位电动刀架为常用。电动刀架的结构原理相似，以四工位刀架为例，其结构如图所示。1电动机、2电机座、3接线盒、4传动套、5蜗杆轴、6调整垫、7底盘、8底座、9蜗轮、10定齿盘、11动齿盘、12定位盘、13夹紧齿盘、14定位销、15传动销、16螺杆、17方刀台、18传动盘、19连接盘、20固定环、21螺母、22开关盘、23罩、24立轴、25螺母、26堵、27堵、28注油孔刀库、刀架故障诊断与维修立式四工位电动刀架的结构与原理“1+X”数控维护与维修试点工作说明会8l电动刀架的机械结构与换刀原理具体传动过程为：齿盘脱开。刀架转位。刀架定位。刀架锁紧。刀库、刀架故障诊断与维修立式四工位电动刀架的结构与原理“1+X”数控维护与维修试点工作说明会9l电动刀架的电气控制电动刀架转位控制时序图CNC执行T指令后，经PLC控制，输出电机正转信号，使刀架电机正转，电机正转触动锁紧开关打开，锁紧开关打开，在电机的带动下，转到四工位，PLC收到到位等信号，开始执行t1延时，t1延时结束后，发出电机反转信号，刀架电机执行反转，直到触发锁紧开关锁紧，PLC收到锁紧等信号，开始执行t2延时，t2延时结束后，刀架电机反转结束，电动刀架从第一个工位转动到第四个工位换刀结束。刀架电机正转停止到反转开始的延时t1、夹紧后到刀架电机反转停止的延时t2以及整个换刀时间可以在系统参数中设定。刀库、刀架故障诊断与维修立式四工位电动刀架的结构与原理“1+X”数控维护与维修试点工作说明会10电动刀架转位输出信号（24v）原理图 输出信号（24v）Y3.4（Y3.0）是刀架正（反）转信号，由控制系统执行换刀指令时经PMC程序译码后发出，驱动微型继电器KA7（KA8）得电动作，触点吸合，使得KM3（KM4）线圈得电，触点吸合，接通刀架电机主回路得电，刀架按时序图动作。刀架的到位信号分别由X3.0-X3.3提供。刀库、刀架故障诊断与维修立式四工位电动刀架的结构与原理“1+X”数控维护与维修试点工作说明会11电动刀架转位控制原理图（220v或110v）电动刀架动力电路（380v）原理图刀库、刀架故障诊断与维修立式四工位电动刀架的结构与原理“1+X”数控维护与维修试点工作说明会12电动刀架转位输入信号（24v）原理图刀库、刀架故障诊断与维修自动换刀装置的常见形式“1+X”数控维护与维修试点工作说明会13l直接换刀（夹臂式刀库、转塔式刀库）一种典型的直接换刀立式加工中心,该机床的刀库形状如图6-1-10b)所示。换刀时只需要刀库作回转运动选刀，Z轴上下运动实现换刀。刀库、刀架故障诊断与维修自动换刀装置的常见形式“1+X”数控维护与维修试点工作说明会14l刀库移动式换刀（斗笠式刀库）一种典型的刀库移动式换刀立式加工中心,该机床的刀具装卸通过其刀库平移和Z轴的上下运动实现,换刀时刀库只需要进行平移和回转运动,而不需要作上下运动。立式加工中心的刀库移动式换刀的刀库外形类似于斗笠,故在某些场合又被称为斗笠式刀库。刀库、刀架故障诊断与维修自动换刀装置的常见形式“1+X”数控维护与维修试点工作说明会15l机械手换刀配置圆盘式刀库的立式加工中心,该机床的刀具装卸通过图所示的机械手上下和180回转实现。刀库、刀架故障诊断与维修自动换刀装置的常见形式“1+X”数控维护与维修试点工作说明会16l机械手换刀 采用机械手换刀的加工中心换刀快捷外，刀库可以布置在机床侧面，其刀库容量、刀具的尺寸不受限制，是一种适用于多刀具交换的大、中型加中心常用的自动换刀形式。刀库、刀架故障诊断与维修斗笠式刀库的结构与原理“1+X”数控维护与维修试点工作说明会17 斗笠式刀库结构简单、控制容易，换刀可靠,这是普通中小型立式加工中心最为常用的自动换刀装置,它需要通过刀库与机床Z轴的相对运动，实现刀具的装卸与交换。l斗笠式刀库结构刀库、刀架故障诊断与维修斗笠式刀库的结构与原理“1+X”数控维护与维修试点工作说明会18l斗笠式刀库换刀过程斗笠式刀库换刀动作过程示意图刀库、刀架故障诊断与维修斗笠式刀库的结构与原理“1+X”数控维护与维修试点工作说明会19l斗笠式刀库换刀过程换刀动作流程图刀库、刀架故障诊断与维修斗笠式刀库的结构与原理“1+X”数控维护与维修试点工作说明会20l斗笠式刀库电气控制斗笠式刀库输入与输出信号（24v）原理图刀库、刀架故障诊断与维修斗笠式刀库的结构与原理“1+X”数控维护与维修试点工作说明会21l斗笠式刀库电气控制斗笠式刀库刀盘驱动电机动力电路与控制电路原理图刀库、刀架故障诊断与维修斗笠式刀库的结构与原理“1+X”数控维护与维修试点工作说明会22l斗笠式刀库电气控制斗笠式刀库刀盘前进与后退控制原理图 输出信号（24v）Y2.3（Y2.4）是刀库电机正（反）转信号，由控制系统执行换刀指令时经PMC程序译码后发出，驱动继电器KA4（KA5）得电动作，触点吸合，使得KM11（KM10）线圈得电，触点吸合，接通刀盘驱动电机主回路得电，刀盘驱动电机旋转。Y2.5（Y2.6）是气缸控制刀盘前进（后退）信号，由控制系统执行换刀指令时经PMC程序译码后发出，驱动继电器KA6（KA7）得电动作，触点吸合，使得电磁阀接通气压，气缸驱动刀盘前进与后退。刀库的到位信号分别由X8.0、X9.0-X9.3提供。刀库、刀架故障诊断与维修圆盘式刀库机械手换刀的结构与原理“1+X”数控维护与维修试点工作说明会23l圆盘式刀库机械手换刀结构 圆盘刀库凸轮机械手换刀过程包括刀库找刀和换刀两个独立的动作，涉及圆盘刀库、凸轮机械手和主轴三方面的协作关系。圆盘式刀库机械手换刀结构图刀库、刀架故障诊断与维修圆盘式刀库机械手换刀的结构与原理“1+X”数控维护与维修试点工作说明会24A分度机械马达控制电盘正反转F换刀机械马达换刀机械手动力来源B接近开关刀库原点1号刀具信号G接近开光换刀机械马达定制信号C接近开光刀库数刀定位信号H接近开光换刀机械扣刀定位确认信号D磁环开光刀套气缸伸出定位信号I接近开光换刀机械原点确认信号E磁环开光刀套气缸缩回定位信号l圆盘式刀库机械手换刀结构刀库、刀架故障诊断与维修圆盘式刀库机械手换刀的结构与原理“1+X”数控维护与维修试点工作说明会25l圆盘式刀库机械手换刀过程 一种立式加工中心广泛使用的单臂双爪回转式凸轮联动机械手换刀装置的换刀示意图,其换刀动作过程如下。1）刀具预选。2）主轴定向准停和Z轴运动。3）机械手回转。4）卸刀。5）刀具换位。6）装刀。7）机械手返回。8）换刀完成后，进行加工，刀套转位汽缸将从主轴上换下的刀具连同刀套向上翻转90。根据T指令，再次刀具预选。机械手换刀过程示意图刀库、刀架故障诊断与维修圆盘式刀库机械手换刀的结构与原理“1+X”数控维护与维修试点工作说明会26换刀动作流程图刀库、刀架故障诊断与维修圆盘式刀库机械手换刀的结构与原理“1+X”数控维护与维修试点工作说明会27l圆盘式刀库机械手换刀电气控制圆盘式刀库机械手换刀输入信号（24v）原理图刀库的到位信号分别由X8.0、X8.5、X9.0-X9.6提供。刀库、刀架故障诊断与维修圆盘式刀库机械手换刀的结构与原理“1+X”数控维护与维修试点工作说明会28l圆盘式刀库机械手换刀电气控制圆盘式刀库机械手换刀输出信号（24v）与刀套控制电路原理图输出信号（24v）Y2.3（Y2.4）是刀库电机正（反）转信号，由控制系统执行换刀指令时经PMC程序译码后发出，驱动继电器KA4（KA5）得电动作，触点吸合，使得KM11（KM10）线圈得电，触点吸合，接通刀库电机主回路得电，刀库驱动电机旋转。Y2.5（Y2.6）是气缸（油缸等）控制刀套垂直（水平）信号，由控制系统执行换刀指令时经PMC程序译码后发出，驱动继电器KA6（KA7）得电动作，触点吸合，使得电磁阀接通气压，气缸驱动刀套垂直（向下）和水平（向上）。Y2.7是机械手电机旋转信号，由控制系统执行换刀指令时经PMC程序译码后发出，驱动继电器KA8得电动作，触点吸合，使得KM12线圈得电，触点吸合，接通机械手电机主回路得电，机械手电机旋转。刀库、刀架故障诊断与维修圆盘式刀库机械手换刀的结构与原理“1+X”数控维护与维修试点工作说明会29l圆盘式刀库机械手换刀电气控制圆盘式刀库机械手换刀刀库电机与机械手电机动力电路与控制电路原理图刀库、刀架故障诊断与维修刀库换刀装置常见故障及处理“1+X”数控维护与维修试点工作说明会30l刀库的常见故障与处理 刀库不能转动或刀套翻转问题、检测开关无信号、定位不准、刀具不能松开夹紧、刀具换刀点位置不合适、机械手故障等是刀库的常见故障,需要根据不同的情况进行如下检查与处理。1）检查驱动电机轴和回转机构连接的联轴器、槽轮机构、键等机械部件是否存在题落或松动。2）检查刀库回转机构的机械部件是否卡死，间隙调整是否过紧或轴承等部件的损坏。3）检查电气控制系统的刀库电机驱动电路与控制电路、PLC程序、刀库检测开关、电磁阀控制部分（例：电磁阀控制的气缸或油缸）是否正常等。4）当刀套、刀爪不能夹紧刀具时,需要检查刀套的调整是否正确,刀爪的弹簧是否太松、刀柄上的键槽方向是否正确、拉钉尺寸是否符合要求、刀具重量是否符合要求等。5）当刀具不能松开夹紧时，应检查主轴部分相关检测信号、电池阀控制回路、气缸或油缸以及机械部分的松刀量调整是否合适、松刀机构等。6）当换刀定位位置不准或刀具换刀点位置不合适，会造成主轴掉刀、撞刀等问题，应及时调整定位位置与换刀点位置。7）当机械手发生掉刀现象时，应检查刀具是否超重，或机械手卡紧装置损坏等。当机械手不在正常位置，检查机械手位置反馈信号开关是否正常或是机械手电机及机械部分。刀库、刀架故障诊断与维修换刀装置维修实例“1+X”数控维护与维修试点工作说明会31故障分析:该机床的换刀动作全部正常、刀位正确,表明CNC的换刀指令已经被准确执行,而换刀后CNC不能继续执行其他指令的原因应是CNC没有能够接收到PMC的辅助指令-执行完成信号FN,这一原因可直接通过PMC的动态梯形图显示进行检查。故障处理:检查PMC梯形图程序,发现该机床没有刀架夹紧刀位信号输入,故障原因是检测开关损坏,重新更换开关后机床恢复正常。【例1】某进口全功能数控车床,每次执行换刀指令,机床的换刀动作全部正常、刀位正确,但换刀后CNC不能继续执行程序中的其他指令。刀库、刀架故障诊断与维修换刀装置维修实例“1+X”数控维护与维修试点工作说明会32【例2】某采用凸轮机械手换刀的加工中心，在换刀过程中出现动作中断，CNC发出机械手伸出故障报警。故障分析:1）电气系统故障。2）液压系统故障。3）机械部分故障。经检查,可确认本机床的机械部件、液压系统的工作正常，故障应属于主轴松刀的电气系统上。故障处理:查看松刀缸到位开关信号控制回路，处于夹紧状态，查看信号状态正常，查找抓松刀控制