加工中心ATC
五轴加工中心的自动换刀故障
加工中心ATC机构换刀故障维修案例（21）例
加⼯中⼼ATC机构换⼑故障维修案例（21）例案例⼀：故障内容: ATC ⼿臂旋转有磨擦异⾳,且有时会卡住⽆法转动。
机床类型:加⼯中⼼机床⼚家:台中精机机床型号: V-80机床系统: 0M-C问题点： (说明顾客抱怨状况及服务⼈员实际发现状况)ATC ⼿臂旋转有磨擦异⾳,且有时会卡住⽆法转动。
初步判断： (列举所有可能故障之原因分析)1. ATC 内部齿轮⼲涉。
2. ATC 内部培林损坏。
3.ATC 马达损坏。
4.其他部位缺油⼲涉。
检修过程：1.拆开 ATC前钣⾦,以⼿电筒查看齿轮有⽆⼲涉(以⼿握住⼿臂,左右移动,⼀般间隙为 3mm 左右,若⼩于 2mm 时,可能因偏⼼环调整过量,将偏⼼量调⼩即可)。
查看后⽆⼲涉。
2.查看培林是否损坏。
(⼀般培林若损坏,可能红⾊⽜油会变⿊,滚针培林可能外环会有裂痕,滚针跑出),检查后培林⽆损坏。
3.ATC 马达是否故障。
(检查时将 ATC 马达拆下,电线部份不拆,试运转看是否顺畅),检查后 ATC 马达正常。
4.查看⼤凸轮轨道与上下摇臂之 NT-6013滚针培林是否因缺少红⾊⽜油⽽产⽣⼲涉,颜⾊变为黄棕⾊(烧焦现象),以红⾊黄油涂于⼤凸轮轨道上,再试换⼑,即消除故障。
以上检修过程,最终乃因⼤凸轮与 NT-6013 滚针培林缺黄油⽽产⽣故障。
参阅书籍、⼿册或资深⼈员指导事项V65/80 PARTS LIST案例⼆：故障内容: ATC ⼿臂旋转⼲涉异⾳,且⽆法上下动作。
机床类型:加⼯中⼼机床⼚家:台中精机机床型号: V-80机床系统: 0M-C问题点： (说明顾客抱怨状况及服务⼈员实际发现状况)ATC ⼿臂旋转⼲涉异⾳,且⽆法上下动作。
初步判断： (列举所有可能故障之原因分析)1. ATC 之偏⼼环是否调整过量。
2. .ATC 内齿轮是否⼲涉。
3.ATC 内部培林是否损坏。
4.其他零件是否有异常现像。
检修过程：1.检查 ATC偏⼼环调整量,⼀般是以 ATC⼿臂左右移动间隙为 3mm 左右为基准,若间隙太⼩时,⼿臂旋转时会⼲涉。
ATC、APC和刀柄的选择配置3
1.ATC的选择在具备综合加工能力的一些数控机床上，如加工中心、车削中心和带交换冲头的数控冲床等，自动交换装置是这些设备的基本特征附件，它的工作质量直接关系到整机的质量，也是构成设备投资中的重要组成部分（经费占整机成本的10%～30%）。
因此，在选择主机设备时必须得重视所配A TC自动换刀装置的工作质量和刀具储存量。
目前加工中心自动换刀装置的配套较为规范，以下以加工中心的ATC装置为例来说明其选择原则。
现场经验表明，在加工中心的使用故障中有50%左右与ATC装置有关，但A TC又是提高设备加工效率的基本部件，因此建议用户应在满足使用要求的前提下，尽量选用结构简单和可靠性高的ATC，这样也可以相应地降低整机价格。
下面介绍与ATC装置相关的主要技术参数。
（1）刀柄型号刀柄型号取决于机床主轴装刀柄孔的规格。
现在绝大部分加工中心机床主轴孔都是采用ISO规定的7:24锥孔，常用的有40号、45号、50号等，个别的还有30号和35号。
机床规格越小，刀柄规格也应选小的，但小规格刀柄对加工大尺寸孔和长孔很不利，所以对一台机床如果有大规格的刀柄可选择时，应该尽量选择大的，但刀库容量和换刀时间都要受到影响。
近年来加工中心和数控铣床都向高速化方向发展，许多实验数据表明：当主轴转速超过10000r/min以上时，7:24锥孔由于离心力作用会有一定涨大，影响刀柄的定位精度。
为此，一种观点是建议采用德国VDI推荐的短锥刀柄HSK系列，另外，在日本已有部分商品的锥面和端面同时接触的过定位锥面刀柄，但在定心精度和重复定位精度方面，HSK系列要好一些，目前在国内还很少有厂家生产。
对同一种锥面规格的刀柄有日本BT标准、美国CA T标准、德国VDI标准等，他们规定机械手爪夹持的尺寸不一样，刀柄的拉紧钉尺寸也不一样，所以选择时必须考虑齐全，对已经拥有一定数量数控机床的用户或即将采购一批数控机床的用户，应尽可能选择互相能通用的、单一标准的刀柄系列。
数控加工中心自动换刀系统的研究
数控加工中心自动换刀系统的研究郑新武;章明众;李春木;李寅;陈永明【摘要】自动换刀系统( ATC)包括刀库机构、换刀机构以及控制系统3个部分,是加工中心的重要组件之一.为了解决数控加工中心自动换刀速度慢、稳定性低及控制系统编程复杂等问题,将一种软件式内置PLC技术应用于自动换刀系统中.在分析自动换刀系统的基本结构、工作原理以及研究圆盘刀臂式自动换刀系统的控制流程的基础上,结合ServoWorksCNC技术,开发了适用于各种自动换刀机构的PLC程序以及宏程序.最后,将所开发的控制系统应用于YY-1060立式加工中心,其在4s～6s内可完成整个换刀过程.研究结果表明,换刀过程快捷、准确、可靠,完全能够满足使用的要求.%The automatic tool changer(ATC),which includes a magazine,a tool changer and a control system,is one of the key components of the machining center (MC). General issues of theATC,however,are its slowness and low stability during tool changes and the complexity of control system programming. To solve those problems,one type of software and its internal PLC technology were investigated. Based on an analysis of the fundamental structure and operating principle of the ATC system and a research of the control procedure of the "disc with arm"-type ATC, the PLC program and macro programs combined with Servo Works CNC technology were developed. Finally, it was shown that the newly designed control system can complete the whole process of changing tools in 4 to 6 seconds on the YY-1060 vertical MC. The results indicate that the process is rapid, accurate and reliable enough to completely meet the practical requirements.【期刊名称】《机电工程》【年(卷),期】2011(028)012【总页数】4页(P1457-1460)【关键词】加工中心;自动换刀;可编程逻辑控制器【作者】郑新武;章明众;李春木;李寅;陈永明【作者单位】厦门大学机电工程系,福建厦门361005;厦门大学机电工程系,福建厦门361005;厦门大学机电工程系,福建厦门361005;厦门大学机电工程系,福建厦门361005;厦门大学机电工程系,福建厦门361005【正文语种】中文【中图分类】TG71;TH39;TD2730 引言利用刀库（MAG）实现自动换刀是目前加工中心大量使用的换刀方式，独立的刀库大大增加了刀具的存储数量，有利于扩大机床的功能，并能较好地隔离各种影响加工精度因素的干扰[1]。
常见机床术语缩写
常见机床术语缩写AC 交流电AMP 安培APC 自动托盘交换装置APL 自动部件装载机ASCII 美国信息交换标准法规ATC 自动刀具交换装置ATC FWD 自动刀具交换装置前进ATC REV 自动刀具交换装置后退AWG 美国线规BHCS 圆头帽螺钉3-Jaws indexing spacers 三爪、分割工具头A.T.C.system 加工中心机刀库Aluminum continuous melting & holding furnaces 连续溶解保温炉Balancing equipment 平衡设备Bayonet 卡口Bearing fittings 轴承配件Bearing processing equipment 轴承加工机Bearings 轴承Belt drive 带传动Bending machines 弯曲机Blades 刀片Blades,saw 锯片Bolts,screws & nuts 螺栓,螺帽及螺丝Boring heads 搪孔头Boring machines 镗床Cable making tools 造线机Casting,aluminium 铸铝Casting,copper 铸铜Casting,gray iron 铸灰口铁Casting,malleable iron 可锻铸铁Casting,other 其他铸造Casting,steel 铸钢Chain drive 链传动Chain making tools 造链机Chamfer machines 倒角机Chucks 夹盘Clamping/holding systems 夹具/支持系统CNC bending presses 电脑数控弯折机CNC boring machines 电脑数控镗床CNC drilling machines 电脑数控钻床CNC EDM wire-cutting machines 电脑数控电火花线切削机CNC electric discharge machines 电脑数控电火花机CNC engraving machines 电脑数控雕刻机CNC grinding machines 电脑数控磨床CNC lathes 电脑数控车床CNC machine tool fittings 电脑数控机床配件CNC milling machines 电脑数控铣床CNC shearing machines 电脑数控剪切机CNC toolings CNC刀杆CNC wire-cutting machines 电脑数控线切削机Conveying chains 输送链Coolers 冷却机Coupling 联轴器Crimping tools 卷边工具Cutters 刀具Cutting-off machines 切断机Diamond cutters 钻石刀具Dicing saws 晶圆切割机Die casting dies 压铸冲模Die casting machines 压铸机Dies-progressive 连续冲模Disposable toolholder bits 舍弃式刀头Drawing machines 拔丝机Drilling machines 钻床Drilling machines bench 钻床工作台Drilling machines,high-speed 高速钻床Drilling machines,multi-spindle 多轴钻床Drilling machines,radial 摇臂钻床Drilling machines,vertical 立式钻床drills 钻头Electric discharge machines(EDM) 电火花机Electric power tools 电动刀具Engraving machines 雕刻机Engraving machines,laser 激光雕刻机Etching machines 蚀刻机Finishing machines 修整机Fixture 夹具Forging dies 锻模Forging,aluminium 锻铝Forging,cold 冷锻Forging,copper 铜锻Forging,other 其他锻造Forging,steel 钢锻Foundry equipment 铸造设备Gear cutting machines 齿轮切削机Gears 齿轮Gravity casting machines 重力铸造机Grinder bench 磨床工作台Grinders,thread 螺纹磨床Grinders,tools & cutters 工具磨床Grinders,ultrasonic 超声波打磨机Grinding machines 磨床Grinding machines,centerless 无心磨床Grinding machines,cylindrical 外圆磨床Grinding machines,universal 万能磨床Grinding tools 磨削工具Grinding wheels 磨轮Hand tools 手工具Hard/soft and free expansion sheet making plant 硬(软)板(片)材及自由发泡板机组Heat preserving furnaces 保温炉Heating treatment funaces 熔热处理炉Honing machines 搪磨机Hydraulic components 液压元件Hydraulic power tools 液压工具Hydraulic power units 液压动力元件Hydraulic rotary cylinders 液压回转缸Jigs 钻模Lapping machines 精研机Lapping machines,centerless 无心精研机Laser cutting 激光切割Laser cutting for SMT stensil 激光钢板切割机Lathe bench 车床工作台Lathes,automatic 自动车床Lathes,heavy-duty 重型车床Lathes,high-speed 高速车床Lathes,turret 六角车床Lathes,vertical 立式车床Lubricants 润滑液Lubrication Systems 润滑系统Lubricators 注油机Machining centers,general 通用加工中心Machining centers,horizontal 卧式加工中心Machining centers,horizontal & vertical 卧式及立式加工中心Machining centers,vertical 立式加工中心Machining centers,vertical double-column type 立式双柱加工中心Magnetic tools 磁性工具Manifolds 集合管Milling heads 铣头Milling machines 铣床Milling machines,bed type 床身式铣床Milling machines,duplicating 仿形铣床Milling machines,horizontal 卧式铣床Milling machines,turret vertical 六角立式铣床Milling machines,universal 万能铣床Milling machines,vertical 立式铣床Milling machines,vertical & horizontal 立式及卧式铣床Mold & die components 模具单元Mold changing systems 换模系统Mold core 模芯Mold heaters/chillers 模具加热器/冷却器Mold polishing/texturing 模具打磨/磨纹Mold repair 模具维修Molds 模具Nail making machines 造钉机Oil coolers 油冷却器Overflow cutting machines for aluminium wheels 铝轮冒口切断机P type PVC waterproof rolled sheet making plant P型PVC高分子防水PCB fine piecing systems 印刷电器板油压冲孔脱料系统Pipe & tube making machines 管筒制造机Planing machines 刨床Planing machines vertical 立式刨床Pneumatic hydraulic clamps 气油压虎钳Pneumatic power tools 气动工具Powder metallurgic forming machines 粉末冶金成型机Presses,cold forging 冷锻冲压机presses,crank 曲柄压力机Presses,eccentric 离心压力机Presses,forging 锻压机Presses,hydraulic 液压冲床Presses,knuckle joint 肘杆式压力机Presses,pneumatic 气动冲床Presses,servo 伺服冲床Presses,transfer 自动压力机Pressing dies 压模Punch formers 冲子研磨器Quick die change systems 速换模系统Quick mold change systems 快速换模系统Reverberatory furnaces 反射炉Rollers 滚筒Rolling machines 辗压机Rotary tables 转台Sawing machines 锯床Sawing machines,band 带锯床Saws,band 带锯Saws,hack 弓锯Saws,horizontal band 卧式带锯Saws,vertical band 立式带锯shafts 轴Shapers 牛头刨床Shearing machines 剪切机Sheet metal forming machines 金属板成型机Sheet metal working machines 金属板加工机Slotting machines 插床spindles 主轴Stamping parts 冲压机Straightening machines 矫直机Switches & buttons 开关及按钮Tapping machines 攻螺丝机Transmitted chains 传动链Tube bending machines 弯管机Vertical hydraulic broaching machine 立式油压拉床Vises 虎钳Vises,tool-maker 精密平口钳Wheel dressers 砂轮修整器Woven-Cutting machines 织麦激光切割机Wrenches 扳手CAD 计算机辅助设计CAM 计算机辅助制造（辅助加工）CB 断路开关CC 立方厘米CCW 逆时针CFM 每分钟立方英尺CNC 计算机数控CNCR SPINDLE 与轴运动同步的芯轴CRC 循环冗余码校验数字CRT 阴极射线管CTS 清除发送CW 顺时针DB 牵引杆DC 直流电DGNOS 诊断DHCP 动态主机配置协议DIR 目录DNC 直接数字控制DOS 磁盘操作系统DTE 数据终端设备ENA CNVR 启动输送机EOB 块结束EOF 文件结束EPROM 可擦可编程只读存储器E-STOP 紧急停机FADAL 其他人FHCS 平头帽螺钉FT 英尺FU 保险丝FWD 前进GA 量规HAAS 正确的刀具HHB 六角头螺钉HP 马力HS 卧式系列加工中心ID 内径IGBT 隔离栅双极晶体管IN 英寸IOPCB 输入输出印刷电路板LAN 局域网LB 磅LED 发光二极管LO CLNT 冷却剂低压LOW AIR PR 低气压LVPS 低电压电源MB 兆字节(1百万)MCD RLY BRD M-代码继电器盘MDI 手动数据输入MEM 存储器M-FIN M-代码完成MM 毫米MOCON 电动机控制器MOTIF 电动机接口MSG 信息MSHCP 公制插座帽螺钉NC 数字控制NC 常闭合NO 常开OD 外径OPER 操作员P 袋PARAM 参数PCB 印制电路板PGM 程序POR 通电复位POSIT 位置PROG 程序PSI 每平方英寸磅PWM 脉冲宽度调制RAM 随机存取存储器REPT RIG TAP 围盘轧制刚性螺丝攻RET 返回，回车REV CNVR 回动输送机RJH 遥控摇柄RPDBDN 旋转式托盘拉杆放下RPDBUP 旋转式托盘拉杆提起RPM 每分钟转数RIS 请求输送RXD 接收数据S 芯轴转速SDIST 伺服机构分配印制电路板SFM 每分钟平方英尺SHCS 套筒扳手头帽螺钉SIO 串行输入／输出SKBIF 串行键盘接口印制电路板SMTC 侧挂式刀具交换装置SP 芯轴T 刀具编号TC 刀具交换装置TIR 总指示偏转TNC 刀尖偏差TRP 刀具释放活塞IS 尾架ISC 通过芯轴的冷却剂TXD 发送数据VDI 德国工程师协会VF 立式铣床（第一台）VF-E 立式铣床－扩展型VMC 立式加工中心铝轮冒口切断机Overflow cutting machines for aluminium wheels 离心压力机Presses,eccentric六角立式铣床Milling machines,turret vertical六角车床Lathes,turret螺栓,螺帽及螺丝Bolts,screws & nuts螺纹磨床Grinders,thread冷却机Coolers冷锻Forging,cold冷锻冲压机Presses,cold forging立式双柱加工中心Machining centers,vertical double-column type立式铣床Milling machines,vertical立式油压拉床Vertical hydraulic broaching machine立式刨床Planing machines vertical立式车床Lathes,vertical立式带锯Saws,vertical band立式加工中心Machining centers,vertical立式及卧式铣床Milling machines,vertical & horizontal立式钻床Drilling machines,vertical联轴器Coupling连续溶解保温炉Aluminum continuous melting & holding furnaces 连续冲模Dies-progressive链传动Chain drive切断机Cutting-off machinesCNC刀杆CNC toolings曲柄压力机presses,crank修整机Finishing machines舍弃式刀头Disposable toolholder bits润滑系统Lubrication Systems润滑液Lubricants熔热处理炉Heating treatment funaces三爪、分割工具头3-Jaws indexing spacers伺服冲床Presses,servo输送链Conveying chains手工具Hand tools砂轮修整器Wheel dressers蚀刻机Etching machines外圆磨床Grinding machines,cylindrical搪磨机Honing machines搪孔头Boring heads卧式铣床Milling machines,horizontal卧式带锯Saws,horizontal band卧式加工中心Machining centers,horizontal卧式及立式加工中心Machining centers,horizontal & vertical 万能铣床Milling machines,universal万能磨床Grinding machines,universal镗床Boring machines弯曲机Bending machines弯管机Tube bending machines通用加工中心Machining centers,general铜锻Forging,copper铣头Milling heads铣床Milling machines无心磨床Grinding machines,centerless无心精研机Lapping machines,centerless压模Pressing dies压铸冲模Die casting dies压铸机Die casting machines油冷却器Oil coolers造链机Chain making tools造线机Cable making tools造钉机Nail making machines印刷电器板油压冲孔脱料系统PCB fine piecing systems摇臂钻床Drilling machines,radial硬(软)板(片)材及自由发泡板机组Hard/soft and free expansion sheet making plant辗压机Rolling machines液压元件Hydraulic components液压冲床Presses,hydraulic液压动力元件Hydraulic power units液压工具Hydraulic power tools液压回转缸Hydraulic rotary cylindersP型PVC高分子防水P type PVC waterproof rolled sheet making plant 刨床Planing machines牛头刨床Shapers其他铸造Casting,other其他锻造Forging,other模芯Mold core模具Molds模具维修Mold repair模具打磨/磨纹Mold polishing/texturing 模具单元Mold & die components模具加热器/冷却器Mold heaters/chillers 磨轮Grinding wheels磨削工具Grinding tools磨床Grinding machines磨床工作台Grinder bench平衡设备Balancing equipment气油压虎钳Pneumatic hydraulic clamps 气动冲床Presses,pneumatic气动工具Pneumatic power tools轴shafts轴承Bearings轴承配件Bearing fittings轴承加工机Bearing processing equipment 肘杆式压力机Presses,knuckle joint铸铝Casting,aluminium铸铜Casting,copper铸造设备Foundry equipment铸钢Casting,steel铸灰口铁Casting,gray iron织麦激光切割机Woven-Cutting machines 重力铸造机Gravity casting machines重型车床Lathes,heavy-duty主轴spindles扳手Wrenches拔丝机Drawing machines保温炉Heat preserving furnaces插床Slotting machines齿轮Gears齿轮切削机Gear cutting machines冲压机Stamping parts冲子研磨器Punch formers超声波打磨机Grinders,ultrasonic车床工作台Lathe bench磁性工具Magnetic tools传动链Transmitted chains床身式铣床Milling machines,bed type带传动Belt drive带锯Saws,band带锯床Sawing machines,band电脑数控镗床CNC boring machines电脑数控弯折机CNC bending presses电脑数控铣床CNC milling machines电脑数控线切削机CNC wire-cutting machines电脑数控磨床CNC grinding machines电脑数控车床CNC lathes电脑数控电火花线切削机CNC EDM wire-cutting machines 电脑数控电火花机CNC electric discharge machines电脑数控雕刻机CNC engraving machines电脑数控机床配件CNC machine tool fittings电脑数控剪切机CNC shearing machines电脑数控钻床CNC drilling machines电动刀具Electric power tools电火花机Electric discharge machines(EDM)雕刻机Engraving machines刀片Blades刀具Cutters倒角机Chamfer machines多轴钻床Drilling machines,multi-spindle锻铝Forging,aluminium锻压机Presses,forging锻模Forging dies仿形铣床Milling machines,duplicating粉末冶金成型机Powder metallurgic forming machines 反射炉Reverberatory furnaces钢锻Forging,steel高速车床Lathes,high-speed高速钻床Drilling machines,high-speed管筒制造机Pipe & tube making machines滚筒Rollers工具磨床Grinders,tools & cutters攻螺丝机Tapping machines弓锯Saws,hack虎钳Vises换模系统Mold changing systems夹盘Chucks夹具Fixture夹具/支持系统Clamping/holding systems剪切机Shearing machines加工中心机刀库A.T.C.system激光切割Laser cutting激光雕刻机Engraving machines,laser激光钢板切割机Laser cutting for SMT stensil集合管Manifolds矫直机Straightening machines金属板成型机Sheet metal forming machines 金属板加工机Sheet metal working machines 锯片Blades,saw锯床Sawing machines卷边工具Crimping tools晶圆切割机Dicing saws精密平口钳Vises,tool-maker精研机Lapping machines可锻铸铁Casting,malleable iron快速换模系统Quick mold change systems 卡口Bayonet开关及按钮Switches & buttons钻石刀具Diamond cutters钻头drills钻模Jigs钻床Drilling machines钻床工作台Drilling machines bench自动压力机Presses,transfer自动车床Lathes,automatic注油机Lubricators转台Rotary tables。
加工中心ATC的工作原理及故障排除
Ｓ ５ 断开。 Ｘ １
４ 机械 臂旋转 ７ 、 ５度时，机械臂卡爪抓住刀，刀具 松开限位 Ｓ ２闭合，主轴夹爪松开，机械 臂拔刀 Ｘ５
后 ， 刀 具 松 开 限 位 Ｓ ２断 开 。 Ｘ５
５ 机械臂旋转 １０度后 ， 、 ８ 机械臂进行扣刀 ， 刀具夹 紧限位 Ｓ ５ Ｘ ３闭合，主轴夹爪夹 紧刀 具，刀具夹紧
限位 Ｓ ３ 开 。 ｘ５ 断
６ 机械臂反转 ７ 、 ５度 ，机械臂原始位置限位 Ｓ １ Ｘ５
闭合 ，自动 换 刀 门 电磁 铁 Ｙ Ｂ 掉 电 ， Ｖ５ ＹＶ５ Ｃ得 电 ， 门关 闭 ， 门开 启 限 位 Ｓ ５ Ｌ ６断 开 ， 门关 闭限 位 Ｓ ５ Ｌ７
闭合 。
例 １ Ａ ｃ — ＨＭ６ ０卧 式 加 工 中 心 在 换 刀 过程 中 出现 机 Ｔ— ３
Ｋ ｅ ｗ ｏｒ ：ｍ ａ ｉ ｕｌｔ ｒｍ ｏｔ ｙ ｄｓ ｎ ｐ ａｏ ｏｒ ｌｍ ｉ ｗｉｃ ｉ ｔｓ ｔ ｈ ｓ ｌｎｏ ｄ ｏｅ ｉ
ＡＣ（ Ｔ 自动换பைடு நூலகம்装 置 ）广泛 的应用 于数控 加工中心 ， 极大 的提高 了生产效率 ，由于 Ａ Ｃ频繁的工作，所 以故障 Ｔ
率频 繁 发 生 ， 以韩 国大 宇 生 产 的 Ａ Ｃ — Ｈ ３ 轴 联 现 Ｔ — Ｍ６ ０五 动 卧式 加 工 中心 为 例 ， 分析 其 动 作 时序 ，对 排 除 故 障 可 以 起到事半功倍的效果。 Ａ Ｃ — ＨＭ６０卧式 加 工 中心 为 Ｆ ＮＵ ８ 系统 ，此 Ｔ— ３ Ａ Ｃ１ ｉ 系 统 自动 换 刀 装 置 为 凸轮 机 构 ， 电气 通 过 机 械 臂 电机 和 限 位 开 关 完 成 ， 电气 控 制 过 程 如 下 ： １ 在 换 刀 前 ， 备 刀 套 在 主 轴 侧 ， 轴 侧 限位 Ｓ ５ 、 预 主 Ｌ Ａ 闭合 ， 自动 换 刀 装 置 门 闭 合 ， 门 关 闭 限位 Ｓ ５ 闭 Ｌ７ 合 ，机 械 臂 原 位 限 位 Ｓ ｌ 闭合 ，刀 具松 开 Ｓ ５ Ｘ５ Ｘ２ 断开 ，刀 具 夹 紧 Ｓ ３断 开． Ｘ５ ２ 当 机 械 臂接 到 换 刀 命 令 时 ，Ｙ、ｚ轴 移 动 到 换 刀 、 点 （ 二 参 考 点 ）位 置 ， 主轴 定 向 ， 自动 换 刀 装 置 第 门 Ｙ Ｂ 电 磁铁 得 电 ， 门打 开 ， 门关 闭 限位 Ｓ ５ Ｖ５ Ｌ７ 断开 ， 门打 开 限 位 Ｓ ５ Ｌ ６闭合 。
加工中心弧面凸轮式自动换刀装置_ATC_(1)
加工中心弧面凸轮式自动换刀装置(ATC)Ξ西北轻工业学院 贺 炜 蔚泽峰 陈婵娟 曹巨江 曹西京 摘要 文章在比较加工中心传统的液压式A TC和新兴的凸轮式A TC的基础上,论述了弧面分度凸轮的性能最优,分析了自动换刀装置的基本动作规律及工作循环图,并给出一些主要计算公式及装配图,指出弧面凸轮式A TC可大大缩短换刀时间,是A TC的发展方向。
关键词 加工中心 自动换刀装置 液压式A TC 弧面凸轮式A TC1 液压式与凸轮式ATC的比较 传统的加工中心大多采用液压式A TC,国内厂家目前基本上还采用和生产这种A TC。
根据《加工中心应用与维修》列出的技术参数显示,其换刀时间大多为5～20s,换刀时间较长,大大降低了经济效益。
凸轮式A TC的刀具交换时间已达到2s以内。
如日本滨井产业的D Z216型立式加工中心的换刀时间为1s,日本丰和工业的MM N2400V CJ型超小型高速加工中心的换刀时间为0.8s。
与液压式A TC相比,凸轮式A TC由于动作可重叠、运动规律可选择、几乎无定位误差以及没有中间环节的控制,具有更高的可靠性与较高的自动换刀速度,因而成为目前最为理想的A TC。
2 弧面分度凸轮机构的优缺点 弧面凸轮分度装置的性能优于其他凸轮分度装置,它有以下一些特点:(1)凸轮廓面是按最佳动力性能的运动规律设计的,又在数控机床上按包络原理加工出来,无理论误差,分度准确;(2)中心距可调,能在凸轮与滚子之间施加预紧力,消除了传动间隙;(3)分度盘停歇时,分度盘上相邻两个滚子卡在凸轮的凸脊上,定位准确、可靠;(4)机构刚度大,强度高,寿命长。
弧面凸轮分度机构存在的一个问题是工作曲面复杂,在设计和制造上有很大难度。
因此,在我国生产的加工中心上所配的这种A TC装置,整个部件都是从国外进口的。
要实现凸轮式A TC的国产化,解决该凸轮的设计和加工是关键。
设计和制造问题现已能利用我院开发的凸轮CAD CAM软件,以及我院研制的专用数控机床得到完满的解决。
Mazak立式加工中心重新设定ATC臂电气原点作业指导书
Mazak立式加工中心重新设定ATC臂电气原点作业指导书Mazak立式加工中心ATC电气原点在放大器电池电量低于2.6V时会丢失，如果因为电池或其他原因丢失了电气原点，请按照以下步骤进行恢复(注意观察刀套位置，刀套必须倒下方可进行以下操作，刀套倒下方法为关闭机床电源，手动释放电磁阀YV16)：1、按屏幕下方左翻页键2、下图中红圈处诊断菜单键进入诊断主画面3、下图中红圈处版本菜单键进入版本画面4、在版本界面，按机床屏幕下方右翻页键5、现在就可以从机床操作面板直接输入密码1131，如下图所示11316、输入1131后，按机床操作面板上的“INPUT”7、打开机床数据编辑锁。
8、按屏幕下方左翻页键，点击下图红圈处参数菜单，进入参数菜单界面。
9、点击下图红圈处PLC参数菜单，进入PLC参数菜单界面。
10、点击下图红圈处RB参数菜单。
(VTC-160将R2105参数0043更改为4043)11、选择RB12号参数，然后点击下图红圈处位输入菜单。
12、选择RB12号参数，然后点击下图红圈处位6菜单，使位6菜单点亮。
13、关闭系统，等待10秒开启系统。
14、按机床面板上扳手键，然后点击下图红圈出F0菜单，进入机械菜单。
15、按机床面板上右软键。
16、同时按住MF1+MF2+ATC臂原点模式菜单键使ATC臂原点模式菜单键点亮，同时按住MF1+MF2+ATC臂原点设置菜单键使ATC臂原点设置菜单键点亮。
17、按ATC臂马达CW或ATC臂马达CCW菜单键，使ATC臂原点模式和ATC臂原点设置键灯熄灭，完成ATC电气原点的设置。
18、关机——开机。
19、重新进入ATC臂调整界面，重复点击ATC臂0度键，直到该菜单键灯点亮。
20、用三件套检查ATC臂位置是否正确，如果不正确，调整ATC臂后按以上步骤重新设定ATC电气原点。
21、重新进入设置，将RB12号参数位6灯熄灭，关机——开机，完成整个ATC臂零点的设置。
卧式加工中心操作步骤
卧式加工中心操作顺序一、开压缩空气、电源1、先旋开压缩空气排气阀，让积聚在压缩空气中的积水排泄出去，然后向右旋转压缩空气阀把手，并观察在机床背面下端的压缩空气压力表，当指针停留在5MPa左右即可。
2、打开主机电源，由OFF￫ON旋转，（此面板位于机床正侧面）。
3、打开NC电源（在控制面板的右上角处）。
4、松开旋转紧急停止按钮。
二、机床原点回归（X、Y、Z、ATC）1、按下AUTOZERO键，并按START键，机床会自动回归原点，此时，各轴坐标指示灯（X、Y、Z、ATC）会依次发出绿光，标志着回到原点。
2、手动回归原点：a：先让各轴距离机床原点＋100mm以上。
b:按下REFERENCE单轴回原点键，并依次选择Z、X、Y轴，按住“＋”向键进行原点回归，直至各轴坐标指示灯亮起。
三、准备及安装刀具1、先根据加工数据表确定所需的刀具型号及刀具数量。
2、找出所需的刀具、手柄、及拉钉。
3、先在刀柄后部装上与机床相符的拉钉，然后用专用扳手紧固使其不动。
4、根据加工数据表依次将刀具按先后顺序放在刀架上。
四、刀具长、刀具半径的测量1、在数显式刀具测量仪上，先用校验棒对准半径、长度并清零，作为基准。
2、依次测量每把刀具的每个切削刃的长度、半径，取最大值并记录在刀具表上五、刀具装入刀库1、在机床背面，按下手动键到灯亮，并按下CCW或CW键，进行旋转刀座到适当位置。
2、打开刀庫门，按照加工数据表的刀具顺序将刀具装在对应的刀具号内，（注意刀柄凹槽对准刀座上的凸缘）装好后使其不松动即可，（注意盘铣刀不能装入刀庫，只能从主轴上手工装卸，否则会卡坏刀座）。
3、关闭刀庫门，并按下手动键到灯灭。
六、刀具的登录1、在控制面板上，按下CUSTOM用户键，切换到TOOLDETAIL刀具管理菜单栏上，左边蓝色数字代表刀座号，右边白色数字代表刀具号。
2按顺序从刀座号01开始使刀具号和刀座号相对应，（这种方法经常使用）。
3、也可以对特别的刀座及主轴上的刀具安排刀号。
卧式加工中心 ATC刀臂组装、调整、拆除
半月环与刀臂本体连接
M6X16加螺纹胶（TB1344J）
此面必须 贴合
半月环上盖安装
沉头螺栓M5X16加螺纹胶（TB1344J）
套筒上菱销安装
套筒上菱销安装成十字形
套筒与ATC臂的连接
刀臂分类
短（刀臂长770mm），HCN6000,用于60T、43T
中（820mm），HCN6800，用于43T、60T
要求间隙量0.05-0.15mm之间（如图二者之间），使用塞尺进行测量. 定位块先进行安装，大拇指内孔涂抹 HDP-2油脂
半月环上定位块安装
螺栓M4X10，加螺纹胶(TB1344J)
压销块
安装时候四周涂抹防水胶（1212）T型压销块螺栓M4X12，方型压销块M4X16,加螺纹胶 （TB1344J）
ATC刀臂组装及调整、拆除
HCN6800L/HCN6000L
ATC本体
各止动器孔内涂抹润滑脂HDP-2型号
大拇指止动器
HCN4000/HCN5 000使用台阶大点
HCN6000/HCN6 800台阶小点
ATC臂分类
CAT
MAS
HSK
大拇指精度要求
两面平行度要求 0.03mm以内
大拇指结构
大拇指与定位块高度
3、使用摇把摇凸轮箱到换刀点、
4、确认ATC与刀套的定位 5、摇到换刀点，装入三件套，调整ATC与刀套的同心 6、锁紧套筒四颗螺栓M8,锁紧力矩35NM
套筒螺栓
涨套
挡圈与ATC挡板
7、调整间隙50柄理论值4.1~4.5mm 6000L、6800L 调整间隙40柄理论值4.1±0.2mm 4000III/5000III/4000L/5000L
经验值使用3.3mm等高块
加工中心概述
(c) 卸刀：主轴松刀，铣头上移至参考点。 (d) 再分度：再次分度回转，将预选刀具转到主轴正下
方。
(e)+(f): 装刀：铣头下移，主轴抓刀，活塞杆缩回，刀盘
复位。
三、 加工中心的工艺准备
一、加工中心的工艺特点
由于加工中心工序集中和具有自动换刀的特点，故零件 的加工工艺应尽可能符合这些特点，尽可能地在一次
盘式刀库
a）
b）
c）
d）
a）径向取刀形式 b）轴向取刀形式 c）径向布置形式 d）角度布置形式
链式刀库
导轨 刀座 链条
链轮 张紧板
链式刀库
3、换刀过程
自动换刀装置的换刀过程由选刀和换刀两部分组 成。
选刀:是刀库按照选刀指令( Txx 指令)自动将要 用的刀具移动到换刀位置,完成选刀过程，为下 面换刀做好准备。 换刀:是把主轴上用过的刀具取下，将选好的刀 具安装在主轴上。
3、对于复杂零件来说，由于加工过程中会产生热变形，淬火 后会产生内应力，零件卡压后也会变形等多种原因，故全 部工序很难在一次装夹后完成，这时可以考虑两次或多次。
4、当加工工件批量较大，工序又不太长时，可在工作台上一 次安装多个工件同时加工，以减少换刀次数。
5、安排加工工序时应本着由粗渐精的原则。 建议参考以下工序顺序：铣大平面、粗镗孔、半粗镗孔、
刀具系统已经系列化、标准化。
如：TSG整体式工具系统。 TSG工具系统中的刀柄，其代号由四部分组成， 各部分的含义如下：
工具柄部型式代号
代号 JT BT ST MT MW ZB 工 具 柄 部 型 式 自动换刀机床用7：24圆锥工具柄 自动换刀机床用7：24圆锥BT型工具柄 手动换刀机床用7：24圆锥工具柄 带扁尾莫氏圆锥工具柄 带扁尾莫氏圆锥工具柄 直柄工具柄 GB10944-89 JIS B6339 GB3837.3-83 GB1443-85 GB1443-85 GB6131-85
立式加工中心ATC装置常见故障的诊断与分析
传 或 反转就 近找 刀 。
ａ 、刀链 数 刀 ，使 分 度机 构 马达 定位 停止 ，刀 库 数 刀信号 确认 。 ｂ 、刀 套倒 刀气 缸缩 回 ，使 刀套垂 直定位 信 号 确认。 ｃ 、机械 臂 马达旋 转 ，驱动机械 臂 旋转 ７ 刀 定位信 号确认 。 械臂 机
准 备逆 转 。
Ｇ ０Ｚ ３ ．Ｏ程序 ，回到机 床第 二参 考点 ，主轴 执行 Ｍ９ Ｉ
程序 ，即主轴 定位完 成 。 ｂ 、刀库数刀信号确认 ，表明刀库 已在换到位置 。 ｃ 、机械 臂 马达停 止信 号 、机械 臂在 位信 号确
ｉ ｔ ａ ｈ ｎ ｏ ］ ｄ ｔ ｂ ｓ ｎ ｏ ｌ ｐ ｎ ｌ ｔ ｃ ｅ ｅ ｔ ｅ ｒ ｌ ｔ ｖ ｏ ｅ ｅ ｔ ｏ ｈ ｘ ｈ ｎ ｅ ａ ｄ ｎ ｏｍ ｃ ｉ ｅｔ ｏ ａ ａ ａ ｅ ａ ｄ ｔ ｏ ｓ ｉ ｄ ｅ ｏ ａ ｈｉ ｖ ｈ ｅ ａ ｉ ｅ ｍ ｖ ｍ ｎ ｆ ｔ ｅ ｅ ｃ ａ ｇ ｎ ｕ ｅ ｏ ｅ ｈ ｎ ｃ ｌ ａｄ ｏ ｌ ｏ ｘ ｈ ｎ ｅ ｗ ｙ ｅ ．Ａ ｔｍ ｔｃ ｓ ｆ ｍ ｃ ａ ｉ ａ ｈ ｎ ｔ ｏ ｓ ｔ ｅ ｃ ａ ｇ ｔ ｏ ｔ ｐ ｓ ｕ ｏ ａ ｉ Ｋ ｙ ｒ ｓ：Ａ Ｃ Ａ ｔ ｏ ｉ ｉ ｇ ｄ ａ ｎ ｓ ｓ ｅ ａ ｒ ａ ｄ ｍ ｉ ｔ ｎ ｎ ｅ ｅ ｗｏ ｄ Ｔ ｃ ｉ ｎ Ｔ ｍ ｎ ｉ ｇ ｏ ｉ ｒ ｐ ｉ ｎ ａ ｎ ｅ ａ ｃ
ｅ 、拔刀 后 ，机械 臂 旋转 １０度 ，这时 马达停 ８
１ 自动 交换刀具所需 的条件 ， 交换刀 止 ． 信号、 刀定 信号、 Ｔ在 扣 位 ＡＣ 位信号 未 都 确认。 具动作时序 的详细叙述 ｆ 、旋转 １０度后 ，机 械臂 向上插 入主轴 ，待 ８
数控机床ATC系统
2.5 数控加工自动换刀系统
(1) 换刀机械手构造
－－单臂单爪机械手： 只有一种手臂换刀，因此换刀时间长。
－－回转式单臂双爪机械手： 它旳双爪可同步工作，通过手臂回转互
换刀具位置，因此换刀时间短。 －－双臂机械手：
能同步抓取和装卸机床主轴和刀库集中 旳刀具，因此换刀深入时间缩短。 －－双刀库机械手：
(3)工作长度
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2.5 数控加工自动换刀系统 3) 常用刀柄
面铣刀刀柄
整体钻夹头刀柄
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2.5 数控加工自动换刀系统 镗刀柄
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2.5 数控加工自动换刀系统
莫式锥 度刀柄
钻夹头 刀柄
快换式丝 锥刀柄
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2.5 数控加工自动换刀系统
ER弹簧夹头刀柄
侧压式立铣刀柄
ER型卡簧
KM型卡簧
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2.5 数控加工自动换刀系统
在转塔旳各主轴头上预先装好所需刀具， 换刀时依次转至加工位置，接通主运动，带动刀 具旋转。
长处：省去了自动松夹、装卸刀具、夹紧及 刀具搬动等一系列复杂操作，缩短了换刀时间， 提高了换刀可靠性。
缺陷：主轴部件旳刚性差且主轴旳数目不也 许太多。
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2.5 数控加工自动换刀系统 (1) 多主轴转塔头构造
换刀动作： 刀架抬起； 刀架转位； 刀架锁紧； 油缸复位；
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2.5 数控加工自动换刀系统 (2) 液压控制旳六角回转刀架
换刀动作： 刀架抬起； 刀架转位； 刀架锁紧； 油缸复位；
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2.5 数控加工自动换刀系统
3) 转塔式更换主轴头自动换刀装置
更换主轴头换刀一般有卧式和立式两种。换 刀时运用转塔旳转位来更换主轴头，以实现自动 换刀。转塔主轴相称于一种转塔刀库。