刀库故障及维修机床数控机床

刀库控制非常复杂，涉及到的硬件主要是伺服电机传动或普通交流电机传动或液压马达、电磁阀、接近开关、行程开关、等器件，通过复杂的PLC程序对刀库进行控制，实现数控机床加工中心自动换刀或手动换刀、卸刀、装刀等动作。作为一名合格的优秀技工，熟悉NC参数、刀库动作的流程、电磁阀的工作原理等是十分必要的，因为只有这样才能更好的调试、维修及维护刀库。

1.刀库动作时序一般流程图

图1-1 刀库动作的时序流程图

刀库动作的一般流程如图1-1所示，熟悉刀库动作的流程对故障分析及调试有一定的指导意义，刀库动作的控制主要包括自动换刀和手动换刀，刀库的硬件并不是很复杂，那么是如何实现复杂的刀库控制呢？主要是通过PLC程序对刀库进行控制，使刀库能够安全、可靠、稳定的完成复杂控制。

2．刀库及换刀机械手的常见故障和维护

刀库及换刀机械手结构较复杂，且在工作中又频繁运动，所以故障率较高。目前机床上有60％以上的故障都与之有关。如刀库定位伸缩不到位，刀库运动故障、定位误差过大、机械手夹持刀柄不稳定、机械手动作误差过大等。这些故障最后都造成换刀动作卡位，整机停止工作。因此刀库及换刀机械手的维护十分重要。

2．1 刀库及换刀机械手的维护要点

(1)严禁把超重、超长的刀具装入刀库，防止在机械手换刀时掉刀或刀具与工件、夹具等发生碰撞。

(2)顺序选刀方式必须注意刀具放置在刀库中的顺序要正确，其他选刀方式也要注意所换刀具是否与所需刀具一致，防止换错刀具导致事故发生。

(3)用手动方式往刀库上装刀时，要确保装到位，装牢靠，并检查刀座上的锁紧装置是否可靠。

(4)经常检查刀库的回零位置是否正确，检查机床主轴回换刀点位置是否到位，发现问题要及时调整，否则不能完成换刀动作。

(5)要注意保持刀具刀柄和刀套的检查机械手液压系统的压力是

否正常，刀具在机械手上锁紧是否可靠，发现不正常时应及时处理。

(6)开机时，应先使刀库和机械手空运行，检查各部分工作是否正常，特别是行程开关和电磁阀能否正常动作。

2.2目标刀套定位不准确

由于刀库电机存在制动，PLC程序的循环扫描周期的延迟，所以在刀库进行找到时会出现定位不准，因此，通过提前对目标刀套的控制来刀库电机的制动，以达到准确定位。

分析原因：在刀库旋转定位时，由于链式刀库的机械个性差，传动间隙大，从而导致定位精度差，在我厂购入吉辅链式刀库，早期没有定位夹紧装置，对刀库的调试工作更是带来了极大的困难。刀套定位不准确，后来吉辅链式刀库增加了液压定位夹紧装置，极大的改善了刀套定位的准确性，但仍会出现定位不准的现象，后来通过完善硬件和软件（PLC程序）弥补了刀套定位不准的现象。

解决方案：通过增加软件PLC程序（FC22）和硬件接近开关及中间继电器等等。

PLC程序增加的部分：

CALL FC 22

IN0 :=1

IN1 :=MW366 //当前刀套

IN2 :=DB100.DBW103 // 目标刀套

IN3 :=B#16#0

IN4 :=M392.3 //启动FC22

OUT5:=M368.0 //正转输出

OUT6:=M368.1 //反转输出

OUT7:=M365.1 //刀套找到

OUT8:=MW104

OUT9:=M310.2

L MW 366 //将MW366装载到累加器中

T MW 376 //预控制位置

A M 368.0 / /正转输出

JCN M008 //M 368.0等于0时跳转到M008

L MW 376 //MW 376 减1之后，转载到MW376中

L 1

-I

T MW 376

M008: A M 368.1 //反转输出

JCN M009

L MW 376 // MW 376 加1之后，转载到MW376中

L 1

+I

T MW 376

M009: NOP 0

O M 368.0 //正转输出

O M 368.1 //反转输出

A(

L MW 376 //当前刀套号

L DB100.DBW 103 // 目标刀套

==I //判断目标刀套号是否实际旋转到的刀套号是否一致

)

AN M 365.1 //当前刀套号与目标号是否相等

= M 330.0 //预控制点

A M 330.0

L S5T#200MS

SD T 51 //接通延时定时器200ms

A T 51

S Q 57.3 //Q-1 刀库电机抱闸松开

R T 51

A I 46.1 //刀库计数信号

A M 365.1

R Q 57.3 //刀库电机抱闸加紧，即电机制动M002: NOP 0

A M 392.3

A M 365.1

FP M 310.3 //上升沿触发M 310.3

R M 392.3 //复位FC22

注：FC22是西门子针对刀库调试做的一个刀库旋转方向的判断的子

程序。

2.2.1 故障之前的电气原理图如图2.2-1所示：

图2.2-1 故障之前的电气原理图

由图2.2-1知，刀库驱动交流电机+Q1的正反转通过KM26，KM26A 接触器控制，而它们的导通又是通过中间继电器KA61.1、KA61.2控制。

2.2.2刀库控制元件位置图2.2-2

图2.2-2 刀库控制元件位置图

2.2.3 解决故障之后的电气原理图

图2.2-3解决故障之后的电气原理图

由图2.2-3知，刀库驱动交流电机+Q1的正反转通过KM26，KM26A