加工中心换刀故障浅谈

加工中心换刀故障浅谈

【摘要】我分厂有数控加工中心10余台，这些机床在使用过程中，出现过不少的问题，其中故障最多的是自动换刀系统。加工中心换刀故障频率较高，掌握所使用机床自动换刀的运行步骤，以及刀臂在不同故障位置时的处理方法，就可以事半功倍，快速排除故障。本文就是在加工中心自动换刀系统工作原理的基础上，根据实际工作过程中的经验，对自动换刀系统的典型故障进行分析，下面介绍一些常见的故障排除方法。

【关键词】换刀机械手刀臂电机抱闸主轴定位

一、DMG-125P立转卧加工中心

DMG-125P立转卧加工中心是我公司从德国引进的具有较高速度的加工中心，该设备主轴转速12000转，配置链式刀库，可装30把各类刀具。机床在换刀过程，主轴进入换刀位置，刀库门打开，换刀机械手抓刀后，没有进行旋转180度再将刀具送入刀库，同时报警如下：

E404 Gripper2 to magazine not high

E406 Gripper2 both positioning high

E407 Tool changer door not closed

检查换刀机械手信号E73（抓刀机械手主轴铣削位置输出信号），

E74（抓刀机械手旋转180度后送进刀库位置输出信号），A36（抓刀机械手

主轴铣削位置输入信号），A37（抓刀机械手旋转180度后送进刀库位置输入信号）。换刀过程中A36，E74，A37均正常，可以随指令输入在0，1之间正常变换，但E73信号不变化。经检查发现在机械手下放有E73，E74两个PNP接近开关。拆下E73接近开关发现已损坏，

后购买国产上海

沪工接近开关按正确位置安装后换刀正常。（见图1，图2）

图1 DMG-125P换刀电气原理图

图2 DMG-125P换刀电气原理图

二、XH715 、XH716青海立式加工中心

XH715和XH716是我公司2003年购买的青海第一机床厂的全功能数控机床，该机床采用台湾GIFU（吉辅）公司的圆盘式刀库，刀库最大长度为300mm，能储存24把刀。几年来换刀方面的故障率较高。具体表现为机床在运行过程中由于紧急停车、压缩空气停止、操作不当或撞车后主轴定位角度偏移造成机械手臂抓刀后不能换刀，此时刀套已经翻下，机械手抓着主轴上的刀具。

解决方法需采用手工盘动换刀电机来进行恢复：

1）先按下急停按钮，然后爬到刀库上松开机械手电机抱闸手柄。

2）用M14套筒扳手逆时针转动机械手臂，经多圈转动后机械手会缓慢松开卡住的刀具，仔细观察扣刀定位块和主轴定位槽是否吻合，若有偏差则需要调整主轴定位角度参数。

3）检查主轴（SP轴）定位角度参数30600[0]和30600[1]的数值，用现在记下的角度替换参数中的数值。把机械手臂转回换刀前的位置，把M指令把刀套翻上。重新换刀一切正常。

XH715立加在换刀过程中，刀具安装不到位，主轴松拉刀油缸松开，一直吹气，无法复位，或者刀具直接从主轴上掉下来。经检查，换刀时主轴定位角度偏移，抓不紧刀，所以刀会掉下来。

解决方法：

1）先查主轴（SP轴）定位角度参数30600[0]，30600[1]。发现30600[0]和30600[1]的角度不一致，先用套筒扳手转动机械手臂，对好换刀角度后，将机床面板上显示的角度替换到两个参数里。

2）把机械手臂转回原位后在换刀，机床出现以下报警：70041刀库机械手不在原位，Z轴禁止运行。

70043抓刀确认信号没有到达。

3）经检查以下输入，输出信号不正确：

ATC原点确认信号E11.0和刀库原点复归信号E11.5不为0。扣刀确认信号E10.7=1（这个信号只有在机械手臂抓刀时才为1）。（见图3）4）用套筒扳手把机械手臂再转动一个来回后，信号E11.0和E11.5

都变为0.然后再重复步骤1的操作，换刀恢复正常。

图3 715青海立式加工中心换刀电气原理图

四、北方红旗S600立式加工中心

北方红旗S600立式加工中心是我公司2006年购买的小型加工中心。该加工中心是台湾ARES SEIKI（大丸精机）圆盘式刀库。换刀过程中由于主轴定位角度偏移，无法换刀。

解决方法：

1）先将主轴通过M19定位，然后把刀臂电机的抱闸打开，用套筒扳手转动刀臂电机，使其到抓刀位置，仔细观察刀臂抓刀处定位块和主轴定位块是否一致，并观察相差的方向（顺时针或逆时针）。

2）把刀臂转回原来位置，进入机床参数调整画面，找到4077号参数。根据刚才观察的方向对参数4077的值进行加或减。数值加大，

主轴定位顺时针旋转；反之，数值减小，主轴定位逆时针旋转。然后再次转动刀臂，观察与主轴定位的差别，多次修改参数4077的值直至刀臂抓刀处的定位块和主轴的定位块一致为止。

3）将刀臂转动至原来位置，把抱闸恢复，关机切断电源。（大约一分钟即可）开车后，故障消除，可正常换刀。

五、HAAS-VF5 立式加工中心

美国HAAS公司生产的VF系列加工中心上，对于换刀过程中断的故障，采用了软件对话式恢复，对可能造成损害的动作，坚持要求用户确认。只要按照屏幕提示操作，就可顺利恢复换刀。换刀过程故障有：刀库在前位，刀具已松开（无法夹紧），或夹紧后未发信号，或换刀途中按了紧停按钮（主轴箱在上位或在下位）等。应首先检查主轴上是否有刀，然后检查正对主轴的刀位上是否有刀。

按下“Recovery”（换刀装置恢复）键后，系统询问主轴或刀库是否有刀，如有刀，则被告知“刀库后退时刀具可能掉落，应注意采取安全措施接刀”，并按“Y”；此时，如果刀仍然在主轴上，则用“TOOL RELEASE”（松刀）键取下刀具。如果主轴上无刀，则主轴定向，主轴箱向上，刀库向前。

如主轴或刀库无刀，系统询问正对着主轴的刀位上有刀吗？如有刀，确认刀具安装正确，必要时将刀具卸下，并按“Y”，此时主轴箱向下，夹刀，刀库退后；如果正对着主轴的刀位上无刀，则换刀恢复结束。按“Y”返回正常工作页面。（见图4）