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常見排除法分析加工中心掉刀現象
點擊次數：199 發布時間：2014-11-12
加工中心從用途上說也是數控機床的一種，加工中心一般都只采用刀庫的形式，這有別于數控車床的 數控刀架或排刀。
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的交換?*種換刀方式適用于小型加工中心,刀庫較小,刀較少,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JASU V-850D立式加工中心為例分析掉刀故障現象并加以處理?
JASU V-850D 立式加工中心
1、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(X4.7)?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(X2.5)?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?
2、掉刀故障
掉刀故障現象出現時間較長,一開始,偶爾出現一次,一月一次,甚至兩三月一次,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,同時伴隨著主軸上的刀裝不到位的情況?后來慢慢地演變為一個班次多次出現故障,嚴重地影響生產進度?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完成后掉刀,一種是本工步根本沒加工,刀落在工作臺上?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,才會發生故障,因而在自動加工生產線上有時會因掉刀而出現批量廢品的現象?
3、故障分析與處理
(1）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,說明機械手夾持刀緊固,在機械手轉動情況下不會出現掉刀現象?
（2）檢查刀夾持情況根據刀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夾持緊固,從而出現刀裝不到位,甚至裝不上而掉 刀現象?拆開主 軸內部,發現有幾處對碟簧已碎?于是更換了全部碟簧?試車時沒有出現任何問題?運行一個班次后又出現掉刀現象?
（3）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?編輯自動換刀程序如下:O0200?S500?M03?G04X3.0?M06?M99?%.
在程序運行中,發現如下情況:主軸刀夾緊沒有到位,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(輸入為X2.5),反復按壓該行程開關,發現20多次壓合中有3次X2.5為“0”狀態的現象 出現兩次,同時壓合后X2.5不能由“1”狀態 轉到“0狀態”的現象出現兩次,根據以上判定該行程開關損壞?此開關為OMRONZC—Q2255,用國產 CXW5—11Q1替換,試車正常?一周后,操作者仍反映有掉刀現象,當然出現的頻次小了,這說明掉刀故障仍未 *排除?
（4）故障處理反復運行兩個小時,自動換刀幾百次?終于發現一次故障:在機械手沒有到位的情況下,主軸上的刀松開,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?梯形圖中X4.7為 常開點,當此開關感應時狀態為“0”,不感應時狀態 為“1”?其邏輯狀態與常見的感應開關邏輯狀態相反?當X4.7斷線時,也會引起X4.7為“1”狀 態,于是排查X4.7的聯線,發現電磁感應開關后方的接線端子處X4.7松動,每當自動換刀時,機械手凸輪一系列 動作引起的輕微震動,使X4.7線處于斷 開狀態,這樣在機械手未到位時,松開刀的感應開關雖仍感應,但因處于斷線狀態,X4.7伯為“1”狀態,于是在機械未到位時,刀松開而出現掉刀故障? 這種情況的 掉刀故障,是刀已作加工工步而后掉的刀,在上文提到的則是刀未作任何加工工步就掉刀的故障?