加工中加工中心掉刀故（gù）障分析與處理

　目（mù）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（kù）上（shàng）刀具的交換。第一種換刀方式適用於小型加工中心，刀庫較小（xiǎo），刀具較少（shǎo），換刀動作（zuò）簡（jiǎn）單，出現掉刀等故障時容易發現並能（néng）及（jí）時（shí）排除。第二種換刀方（fāng）式，從結構上和（hé）動（dòng）作上看均屬於比較複雜的一種。本文以（yǐ）Vcenter-80型加工中心（xīn）為例分（fèn）析掉刀故障（zhàng）現象並加以處理。
　　1、加工中心（xīn）換刀（dāo）動作分析
　　從PLC圖上看此機床換刀程序達900多（duō）步，很難讀懂其工作原理。在此，略運去ATC數據（jù）交換、傳遞（dì）、存儲及刀號存儲等內容（róng），把換刀（dāo）動作簡述如下：CNC換（huàn）刀指令（M06）→刀套下降→下降到位→機械手轉動→轉（zhuǎn）動減速→轉動到位（X4.7）→主軸刀鬆開（kāi）→鬆開到（dào）位→機械手轉動→轉動減速→轉動到位→主（zhǔ）軸刀夾緊→夾緊到（dào）位（X2.5）→機械手逆轉→機械原位，換刀完成。其中，機（jī）械手的快、慢速由變頻器實現，電動機轉動時帶動機械凸（tū）輪傳（chuán）動實（shí）現機械手的上升、下降。
　　2、加工中心掉刀故障
　　掉刀故障（zhàng）現象出現時間較長，一開始，偶爾出現一次（cì），一月一次，甚（shèn）至（zhì）兩三月一（yī）次，以為是偶然因素引起的，沒有引起足夠的重視，慢慢地一周出現一次，甚至兩次（cì），同時（shí）伴隨著主軸上的（de）刀裝不到位的情況。後來慢慢地演（yǎn）變為一個班次多次出現故障，嚴重地影響生產（chǎn）進度、造成廢品產生。仔細觀察，掉刀故障有兩種情況出現，一種是由本工步加工（gōng）完成後掉刀，一種是本工步根本沒加工，刀具落在工作台上。由於加工過程中，換刀動（dòng）作均執行，動作（zuò）順序正常，故出（chū）現（xiàn）掉刀、裝刀（裝到主軸上）不到位（wèi）時均（jun1）無任何報警現象，隻有操（cāo）作者在工件檢查或聽到掉刀異常聲音時，才會發生故障（zhàng），因（yīn）而在自動加工生產線上有時會因掉刀而出現批（pī）量廢（fèi）品的現象。
　　3、加工中心掉刀故障分析與處理
　　（1）檢查機械（xiè）手執行ATC換刀故障排除步驟，把機械手（shǒu）停止在垂（chuí）直極限位置。檢（jiǎn）查機械手（shǒu）手臂上的兩個卡爪（zhǎo）及支持（chí）卡爪（zhǎo）的彈簧等附件。均沒有發現（xiàn）問題（tí），說明機械手夾持刀具緊固，在機（jī）械手（shǒu）轉動情況下不會出現掉刀現象。
　　（2）檢（jiǎn）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（kǒng）中（zhōng）碟簧不能對刀具夾持緊固，從而出現刀（dāo）裝不到位，甚（shèn）至裝不上而掉（diào）刀現象。拆開主軸內部，發現有幾（jǐ）處對碟簧（huáng）已碎。於（yú）是更換了全部碟簧。試車時沒有出現任何問題。運行一個班次（cì）後又出（chū）現掉刀現象。
　　（3）檢查換刀程序針對本故障（zhàng）僅出現在換刀動作（zuò）過程中，與其他動（dòng）作無關，編輯一個自動換刀反（fǎn）複執行程序（xù），並運行此程（chéng）序，以期（qī）找到掉刀的真正原因。編（biān）輯自動（dòng）換刀程序如下： O0200→S500→M03→G04X3.0→M06→M99→%
　　在程序運（yùn）行中，發現如下情況：主軸刀（dāo）具夾（jiá）緊沒有到位，甚至還沒有夾緊動作的情況下，機械手（shǒu）轉動，於是掉（diào）刀。依前文換刀（dāo）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（gù）障。打開（kāi）PLC梯形圖，監控該行程開關（輸入為X2.5)，反（fǎn）複按壓該行程開關，發現20多（duō）次壓合中有3次X2.5為“0”狀態（tài）的現象出現兩次，同時壓合（hé）後X2.5不能由“1”狀態轉（zhuǎn）到“0狀態”的現象出現兩次，根據以上判定該行程（chéng）開關損壞。此開關為OMRONZC—Q2255，用國產CXW5—11Q1替換，試車正常。一周後，操（cāo）作者仍反（fǎn）映有掉刀現象，當然出現（xiàn）的頻次小了，這說明掉刀故障仍未徹底排除。
　　（4）故障處理反複運行兩個小時，自動換刀幾百次。終於發現一次故障：在機械手沒有到位（wèi）的情況下，主軸上的刀具鬆開，機械手沒有抓住刀，從而出現掉刀現象，這說明機械手到位磁感應開關（guān）誤動作。更換開關E2E—CR8C1，故障現象仍然存在。查看PLC梯形圖，此開關輸入點為X4.7。梯（tī）形圖中X4.7為常開（kāi）點，當此開關感應時狀態為“0”，不感應時狀態為“1”。其邏輯狀態與常（cháng）見的感應開（kāi）關邏輯狀（zhuàng）態相反（fǎn）。當X4.7斷線時，也會引起X4.7為“1”狀態，於（yú）是排查X4.7的聯線，發現電磁感（gǎn）應開關後方的接線端子處X4.7鬆動，每當（dāng）自動換刀時，機械手凸輪一係列（liè）動作引起的輕微震（zhèn）動，使X4.7線處於斷開狀態，這樣在機械手未到位時，鬆開刀具的感應開關雖仍感應，但因處於斷線（xiàn）狀態，X4.7伯（bó）為“1”狀態，於是在機械未到位（wèi）時，刀具鬆開而出現掉刀（dāo）故障。這（zhè）種情況的掉刀故障，是刀具已作加工工步（bù）而後掉的刀，在上文提到的（de）則是刀具未作任何加工工步就掉刀（dāo）的（de）故障。
　　4、　　vmc850加工（gōng）中（zhōng）心掉刀故障，從開始的（de）兩月、一月一次故障，到（dào）每個班次多（duō）次出現故（gù）障，前前後後曆經半（bàn）年（nián）有餘，後終於得到徹底解決。簡單地說，此故障包括兩種情（qíng）況：一是機械手沒有把（bǎ）刀裝上，二是機（jī）械手沒有接住鬆開的刀具。雖然從處理終結果來看，是一係列小故障引起的，但（dàn）通過以上維修過程可能看出，加工中心出現故障時，需先易後難，先簡（jiǎn）後鰵，有步（bù）驟的一個故障一個故障的（de）排除，切莫因（yīn）發現一（yī）處故障。