加工中心自动换刀装置的典型故障排除_吕宁

１． 进给传动系统不良 （１）滑动副摩擦阻力大 ①镶条与滑枕面配合过紧 用塞尺检测镶条与滑枕面的间隙，发现配合过紧，可 适当松开滑枕右上侧镶条调节螺钉，调整镶条与滑枕的间 隙，用０．０３ｍｍ塞尺塞不入为合格；然后再松开滑枕左下侧 镶条的调节螺钉，用０．０３ｍｍ塞尺塞不入为合格；按上述同 样的方法松开滑枕左上侧与右下侧的调节螺钉，对其间隙 量进行调整。然后把操作面板（ＭＤＩ）上的进给倍率旋转到５％ ～１０％，调出伺服监控画面，采用手动方式（ＪＯＧ）移动Ｚ轴上 下往复运动，测定Z轴空载电流为额定电流的５０％～５５％， 其理想状态值应为１０％～２０％。 ②滑动导轨面润滑不良 通过对润滑系统的油温、压力、流量情况进行检查， 发现导轨润滑状态良好。 （２）伺服电机与滚珠丝杠联接不同轴 首先检查联轴器上四个螺栓是否受力均匀，然后检测 伺服电机轴对滚珠丝杠的同轴度为０．０１５ｍｍ，没有问题。 ２． 液压平衡油缸压力设置不当 平衡压力过高或过低都会导致电机负载过大。本机床 平衡压力初始设定值推荐为３．５ＭＰａ，在进行调试前首先将 平衡压力数值分为若干档，然后把操作面板上的进给倍率 旋转到５％～１０％，采用ＪＯＧ方式移动Z轴垂直往复运动，在
技术版
数控立车Z轴过载故障诊断
卿卫福
(南车株洲电力机车有限公司，湖南 株洲 412001)
摘 要：针对数控立车Z轴伺服电机过载的原因素及处理过程进行了系统归纳、分析，并提出了解决措施。 关键词：数控立车；过载；伺服系统；参数调整 中图分类号：ＴＧ５ 文献标识码：Ｂ
一、设备简介 该数控立车的基本结构如图１所示，它由床身、工作 台、立柱、横梁、溜板、液压系统、自动润滑系统、冷却 系统、自动排屑系统、气动系统、数控系统、电控柜、操 作台、刀库、自动换刀系统组成。ＣＮＣ选用ＦＡＮＵＣ Ｏｉ－ＴＣ 数控系统，并配备ＦＡＮＵＣ αｉ系列电机及放大器。
技术版
文章编号：1671-0711 （２０１３） 04-0040-02
维护与修理
加工中心自动换刀装置的典型故障排除
吕 宁，肖 恂
（山西平阳重工机械有限责任公司，山西 侯马 043003)
摘 要：加工中心自动换刀装置的故障有多种，阐述了几个典型故障的维修思路及维修过程。 关键词：加工中心；自动换刀；机械手臂 中图分类号：ＴＨ１７ 文献标识码：Ｂ
（１）故障现象。ＶＭＣ１０００加工中心在自动换刀过程中，频 繁出现换刀终止现象。主要表现为机床主轴定向完成后，机 械手不继续执行拔刀动作。在检查过程中发现，该故障发生 后，机床无任何报警，除机械手不能正常动作外，机床各部 分都工作正常。用手动换刀后机床也能进行正常工作。
（２）故障原因。根据故障现象分析，怀疑是主轴定位完 成信号未送到控制系统，致使自动换刀无法继续进行。
根据机床相关电气图的指引，在其中一相关插头的两 点上测到主轴定位完成信号。该信号是在主轴定位完成后 产生的一个信号，信号电压为＋２４Ｖ，说明主轴定位信号已 经送出。在梯形图上可以看到，自动换刀执行的条件为： 机械手原位检测到位和换刀条件满足。
首先，检查换刀条件是否满足。通过查梯形图得知， 换刀条件满足的前提是：主轴定位完成；刀库伺服定位正 常；Ｚ轴处于正确的换刀点位置。经查以上三个条件均已具 备，说明换刀条件已经满足。
图１ 数控立车结构图 二、过载的故障特征 机床在自动加工过程中，程序突然中止，在ＣＲＴ面板上 显示Z轴“软件热报警”，且工件表面有振纹，粗糙度也达 不到要求；用手触摸Z轴伺服电机，感觉烫手；在伺服监控 画面下，查看Z轴伺服电机的负载电流在额定电流的８５％以 上，其故障诊断为Z轴伺服电机过载。 三、Z轴过载的原因及处理过程 导致Z轴伺服电机过载的可能原因有：进给传动系统不 良、平衡油缸压力设置不当、伺服系统参数设置不当。决 定采用排除法，确定原因。
然后检查机械手原位检测是否到位。从梯形图上看， 机械手原位检测到位应满足的条件为：机械手７５°回行程 开关接通；刀库伺服定位正常；机械手１８０°回行程开关接 通；机械手向上行程开关接通。检查以上三个行程开关， 发现机械手７５°回行程开关未压到位。
（３）措 施 。 调 整 该 行 程 开 关 的 撞 块 ， 使 机 械 手 旋 转 到 ７５°时再将该行程开关压好。此时机床重新执行自动换刀 指令，机械手恢复正常工作。
（２）故障原因及措施。怀疑是液压系统压力过低导致松 刀活塞的行程不够，但调高压力后故障现象依旧。最后发 现刀具的拉钉尺寸比该机床要求的标准尺寸小了１ｍｍ左右， 也就是松刀活塞移动到位后，仍无法压动拉钉松开刀具。 换上标准的拉钉后，故障现象消失。虽然此次故障是由于
操作人员不仔细检查刀具所装拉钉引起的，但维修人员在 维修过程中也的确走了弯路。
收稿日期：２０１２－ １２－ ２７ ［编辑：汤少扬］
2013年4月 中国设备工程
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目前在加工中心的自动换刀装置中普遍采用的是机械 手刀具交换方式。机械手换刀方式灵活性强且工作效率高， 但因其结构复杂、运动频繁，所以故障率较高。下面就遇 到的几个典型故障维修过程加以叙述。
１． 故障一 （１）故障现象。ＨＸ６３０加工中心在执行自动换刀指令时， 突然不动作，并出现报警，其内容为“换刀系统的位置检 测状态异常”。 （２）故障原因。通过报警内容提供的信息，分析判定故 障发生的原因，应是换刀系统中相应的位置检测开关无信 号输出，导致机床自我保护，中断了换刀。此故障原因有 两个：一是相关机件位移不到位，使开关得不到感应；二 是开关自身有故障。 （３）措施。先查换刀系统的开关。首先检查刀库，拆下 感应开关，先排除了刀库部分几个开关失灵的可能性，接 着拆卸机械手臂，检查装在其内部的两个开关，发现机械 臂停在了行程中间的位置上，造成机械臂伸出和缩回的两 个检测开关均得不到感应，造成输出信号均为0，此时机 械臂伸出开关信号应为1，换刀系统才会正常动作。 先拔掉控制机械臂伸缩的电磁换向阀线圈的供电插头， 再用手捅动电磁换向阀的阀芯，结果机械手臂的伸出、缩 回动作都正常；且在机床单独指令机械臂伸出、缩回时， 电磁换向阀线圈供电均正常。在手动电磁换向阀的情况下， 机械臂工作正常，说明没有机械运动上的阻滞，阀体线圈 供电又正常，这只能说明电磁换向阀本身有问题。拆开检 查该电磁换向阀，发现阀芯被异物研死，怀疑是液压油变 质的氧化物造成。彻底的解决办法就是更换电磁换向阀， 清洗液压管路并更换液压油。 ２． 故障二
３． 故障三 （１）故障现象。一台立式加工中心在自动换刀时，机械 手臂移至主轴上的刀具时被卡住，无法拔刀。于是先将换 刀机构强行复位，然后检查了相关的各个感应开关，工作 都正常。相关电磁换向阀也没有异常动作。
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中国设备工程 2013年4月
维护与修理 文章编号：1671-0711 （２０１３） 04-0041-02