加工中心掉刀故障分析與處理

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發表于 2006-12-21 22:31:00 | 只看該作者 |倒序瀏覽 |閱讀模式

內容摘要: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，出現掉刀等故障時容易發現并能及時排除。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，出現掉刀等故障時容易發現并能及時排除。第二種換刀方式，從結構上和動作上看均屬于比較復雜的一種。本文以VMC2000型加工中心為例分析掉刀故障現象并加以處理。
加工中心換刀動作分析
從PLC圖上看此機床換刀程序達900多步，很難讀懂其工作原理。在此，略運去ATC數據交換、傳遞、存儲及刀號存儲等內容，把換刀動作簡述如下：CNC換刀指令(M06)→刀套下降→下降到位→機械手轉動→轉動減速→轉動到位→主軸刀松開→松開到位→機械手轉動→轉動減速→轉動到位→主軸刀夾緊→夾緊到位→機械手逆轉→機械原位，換刀完成。其中，機械手的快、慢速由變頻器實現，電動機轉動時帶動機械凸輪傳動實現機械手的上升、下降。
掉刀故障
掉刀故障現象出現在新機床試運行一個月以后，一開始，偶爾出現一次，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，經常在換第一把刀時掉刀，因是測量儀，故很容易摔壞，同時伴隨著主軸上的刀裝不到位的情況。仔細觀察，掉刀故障有兩種情況出現，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，換刀動作均執行，動作順序正常，故出現掉刀、裝刀(裝到主軸上)不到位時均無任何報警現象，只有操作者在工件檢查或聽到掉刀異常聲音時，才會發現故障。
故障分析與處理
檢查機械手執行ATC換刀故障排除步驟，把機械手停止在垂直極限位置。檢查機械手手臂上的兩個卡爪及支持卡爪的彈簧等附件。均沒有發現問題，說明機械手夾持刀具緊固，在機械手轉動情況下不會出現掉刀現象。
檢查刀具夾持情況根據刀具有主軸上裝不位的現象分析，可能是主軸內孔中碟簧不能對刀具夾持緊固，從而出現刀裝不到位，甚至裝不上而掉刀現象。重新調整了打刀氣缸的行程。試車時沒有出現任何問題。運行幾天后又出現掉刀現象。
檢查換刀程序針對本故障僅出現在換刀動作過程中，與其他動作無關，編輯一個自動換刀反復執行程序，并運行此程序，以期找到掉刀的真正原因。編輯自動換刀程序
在程序運行中，發現如下情況：主軸刀具夾緊沒有到位，甚至還沒有夾緊動作的情況下，機械手轉動，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誤動作引起掉刀故障。打開PLC梯形圖，監控該行程開關，反復按壓該行程開關，開關正常，這說明掉刀故障仍未徹底排除。
后廠家售后服務人員在檢查主軸內的抓刀桿（因主軸內冷漏水，主軸拆卸過），都沒發現問題，偶爾掉刀現象還是存在，在咨詢本部后，今后認為可能是機床離高頻淬火機太近，存在電磁干擾，對本機重新安裝了接地保護。在調試后沒有出現掉刀現象。

機床運行很長時間后，突然又出現掉刀現象，機床也已經過保護期，仔細觀察后，發現現在和以前有一點不同，就是有時掉刀時會出現兩次換刀，在裝刀后，機械手本應反轉退回的，但有時卻不抓刀，機械手繼續正轉，造成機械強制把刀從主軸或刀杯中撞出（不好形容）然后報換刀時間過長警，然后突然出現刀臂位置不對報警，后操作工反映，這個報警近來出現的很頻繁，（公司有些操作工從學校出來時間不長，英文也不是太好，沒看懂報警內容，也沒匯報，認為是潤滑報警，加油后很常時間才會再出現一次，故操作工認為是潤滑報警），分析認為是不應該出現二次機械手正轉，而二次換刀應該是第一次換刀到位后，信號沒到，造成機械手繼續正轉，仔細觀察到位接近開關，到位時指示燈亮，梯形圖也顯示到們，開關間隙也正常。開機觀察，發現有時機械手在原位，而接近開關指示燈突然閃一下，這時也報警，頻次不是很高。因是臺灣廠機床，后用國產接近開關（PNP型）更換了這一接近開關，繼續開機觀察關天，沒有發現有報機械手位置不在原位警，而在試運行換刀程序，掉刀現象不再發生，機床已運行兩個月，掉刀現象沒有再發生。

后分析原因，可能是接近開關本身存在問題，但因是新機床，且開始時沒報原位警，故沒考慮到是它的問題，而這次掉刀后，后來也沒更換和調整其它任何地方。這也說明，有時故障很簡單，而維修時可能想的問題很多，反而復雜化。通過以上維修過程可能看出，加工中心出現故障時，需先易后難，先簡后鳘，有步驟的一個故障一個故障的排除，切莫因發現一處故障，就認為問題徹底解決了。而操作工的匯報也很重要，有時你沒問，他根本就不知道哪對哪，造成故障后他才找維修。