刀库故障及维修机床数控机床

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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

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