FANUC系统数控机床换刀故障诊断与排除
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换刀 ＰＭＣ程序 控制 要求 如 下 Ｅ３］：ＣＮＣ系 统读 人 换 刀 指 令 后 ．刀 架 电动 机 正 转 。实 现 刀 架 抬 起 、刀 架转 位 。霍 尔 开关 检 测 到 刀具 到 位 信 号后 ，控 制 电 动机 反 转 ．进 行 刀 架 锁 紧 。在 编制 换 刀控 制 ＰＭＣ程 序 时 ．需 要 考 虑 生 产 过 程 中 的各 种 情 况 ．以 避 免 换 刀 故 障产 生 。首 先 。ＣＮＣ系 统读 入 换 刀指 令 后 ，应 先对 编 程 指令 刀具 号进 行 判 别 ．只 有 在 输 入 刀 具 号正 确 的情况 下 。才 可进 行 换 刀 。以 四工 位刀 架 为 例 ．换 刀 时 ．只能 在 １号 刀 至 ４号 刀 之 间 进 行 换 刀 ．如 果 编 程 指 令 中刀 具 号 超 出这 个 范 围 ．则 会 发 生 因 找不 到刀 具 而 导 致 刀 架 持 续 转 位 的状 况 在 刀具 号输 入 正 确 的情 况 下 ．还 要 进 一 步判 别 编 程 指 令 指 定 的 刀 具 与 当 前 刀 位 上 的刀 具 是 否 相 同 。 如 果 相 同 ．就 不 用 换 刀 。 由此 可 见 ．只有 在 刀具 号 正确 且 刀具 不 在 当前 刀位 时 ．才 能 要 求 刀 架 电 机 正 转 换 刀 刀具 到 位 后 ．刀 架 电 机停 止 转 动并 延
式 刀架 ．刀架 抬 起 和 刀 架 转 位 动 作 都 是 通 过 控 制 刀 架 电动 机 正 转 来 实 现 的 ．刀 架 锁 紧则 是 通 过 控 制 刀 架 电机 反 转来 实现 的 １．２ 换 刀控 制的 电气 动作
电动 机正 反 转 是 由生 产 和 物料 控 制 系统 （Ｐｒｏ— ｄｕｃｔｉｏｎ ｍａｔｅｒ ｉａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ，简 称 ＰＭＣ）输 出控 制 信号 ． 驱动 继 电器 和接触 器动 作 ．再利 用接 触器 改变 电机 相序 来 实现 的 。此 外 ，在 换刀 过程 中 。刀具指 令 Ｔ代 码 必 须 通 过 数 控 机 床 （Ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍａｃｈｉｎｅ，简 称 ＣＮＣ）译 码 。所 以 。自动换刀 是 有 ＰＭＣ控制 与 ＣＮＣ装 置共 同完 成 的
收 稿 日期 ：２０１７—１０—１７ 作 者 简 介 ：雷 楠 南 （１９８３一），男 ，河 南 灵 宝 人 ，讲 师 ，硕 士 ，主 要 从 事 高 校 数 控 技 术 专 业 的教 学 与研 究 工 作 ，研 究 方 向为 数 控
技 术 、机 械 设 计 制 造 。
（三门峡职 业技术 学院，河南 三 门峡 ４７２０００）
摘 要 ：从 ＦＡＮＵＣ系统 数控 车 床换 刀控 制过 程 、加 工 中心 斗 笠 式刀 库 换 刀控 制 过 程着 手 。系统 地
分析 了换 刀 控 制 的机 械 及 电气 动作 ，并 结合 自动换 刀 过程 中的 常见 故 障现 象 ，探 讨 了故 障分 析 、诊
第 ３０卷 第 １期 ２０１８年 １月
黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院 学 报
ｏｕｍ ａｌ ｏｆ ＹｅＵｏｗ Ｒｉｖｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ
Ｖｏ１．３０ Ｎｏ．１ Ｊａｎ．２０１ ８
ＦＡＮＵＣ 系统数控 机床 换刀故 障诊断与排除
雷 楠 南
数 控 车床 上 自动 换 刀 通 常 采 用 四工 位 或 六 工 位 电动 回转 刀 架 来 实现 电动 回 转 刀 架 与 普 通 车 床 四工 位 刀 架 类 似 ．换 刀 过 程 分 刀 架 抬 起 、刀 架 转 位 和 刀 架 锁 紧 三 个 步 骤 进 行 作 为一 种 自动 换 刀 装 置 ． 回转 刀 架 按 机 械 工 作 原 理 可 分 为 机 械 螺 母 升 降 转 位刀 架 和十 字槽 转 位刀 架 ［ｚ－ 无论 哪 种机 械
架 和加工 中心 的 自动换 刀装 置 数 控车床 使用 的 回 转刀 架是 较为 简单 的 自动换 刀装 置 ．通 常分 为 电动 回转 刀架 和液 压 回转 刀架 由于 电动 回转 刀架 结构 简单 、制 造成 本低 且便 于控 制 ，所 以在经济 型数 控机 床上 得 到 了广 泛应 用 。与 电动刀 架相 比 ．液 压 刀架结 构较 复 杂 、制 造 成本 高 ，但 是 其定 位 准 确 、可 实 现快 速 换 刀 ．所 以被 广 泛应 用于 高档 数控 车床 川。加 工 中 心 自动换 刀装 置常见 的有刀 库移 动式换 刀 （斗 笠式 刀库 ）和机 械 手换 刀 （盘 式刀 库 ），前者 一般 应用 于经 济型 小型 数控 加工 中心 ．后 者则 应用 于大 型高 档数 控 加 工 中心 不 同的换 刀方式 决 定 了两种 自动 换刀 装 置 结构 、原 理和性 能 有很 大不 同 。但 两种 自动 换刀 装 置 故 障率 是 制 约数 控 加 工生 产 效 率 的一 大 因素 为 了减 少 自动换 刀装 置 的故 障率 ．笔 者试 以常 见 的 电动 回转刀 架 和 刀库 移 动 式换 刀 （斗 笠式 刀 库 ）为 例 ，探 讨数 控机 床换 刀故 障 的诊 断与排 除方 法 ．以期 供 相关 技术 人 员参考 １ 数 控 车 床 电 动 回转 刀 架 的 换 刀 控 制 过 程 １．１ 换 刀控 制 的机械 动作
断 与排 除的有 效方 法 。
关 键词 ：ＦＡＮＵＣ；数控机 床 ；自动换 刀 ；故 障诊 断
中图分类 号 ：ＴＱ０７２
文 ห้องสมุดไป่ตู้标 识码 ：Ｂ
ｄｏｉ：１０．１３６８１／ｊ．ｃｎｋｉ．ｅｎ４１—１２８２／ｔｖ．２０１８．０１．０１２
０ 引 言 数控 机床 的换 刀装 置通 常可 分 为车 床 的回转 刀
式 刀架 ．刀架 抬 起 和 刀 架 转 位 动 作 都 是 通 过 控 制 刀 架 电动 机 正 转 来 实 现 的 ．刀 架 锁 紧则 是 通 过 控 制 刀 架 电机 反 转来 实现 的 １．２ 换 刀控 制的 电气 动作
电动 机正 反 转 是 由生 产 和 物料 控 制 系统 （Ｐｒｏ— ｄｕｃｔｉｏｎ ｍａｔｅｒ ｉａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ，简 称 ＰＭＣ）输 出控 制 信号 ． 驱动 继 电器 和接触 器动 作 ．再利 用接 触器 改变 电机 相序 来 实现 的 。此 外 ，在 换刀 过程 中 。刀具指 令 Ｔ代 码 必 须 通 过 数 控 机 床 （Ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍａｃｈｉｎｅ，简 称 ＣＮＣ）译 码 。所 以 。自动换刀 是 有 ＰＭＣ控制 与 ＣＮＣ装 置共 同完 成 的
收 稿 日期 ：２０１７—１０—１７ 作 者 简 介 ：雷 楠 南 （１９８３一），男 ，河 南 灵 宝 人 ，讲 师 ，硕 士 ，主 要 从 事 高 校 数 控 技 术 专 业 的教 学 与研 究 工 作 ，研 究 方 向为 数 控
技 术 、机 械 设 计 制 造 。
（三门峡职 业技术 学院，河南 三 门峡 ４７２０００）
摘 要 ：从 ＦＡＮＵＣ系统 数控 车 床换 刀控 制过 程 、加 工 中心 斗 笠 式刀 库 换 刀控 制 过 程着 手 。系统 地
分析 了换 刀 控 制 的机 械 及 电气 动作 ，并 结合 自动换 刀 过程 中的 常见 故 障现 象 ，探 讨 了故 障分 析 、诊
第 ３０卷 第 １期 ２０１８年 １月
黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院 学 报
ｏｕｍ ａｌ ｏｆ ＹｅＵｏｗ Ｒｉｖｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ
Ｖｏ１．３０ Ｎｏ．１ Ｊａｎ．２０１ ８
ＦＡＮＵＣ 系统数控 机床 换刀故 障诊断与排除
雷 楠 南
数 控 车床 上 自动 换 刀 通 常 采 用 四工 位 或 六 工 位 电动 回转 刀 架 来 实现 电动 回 转 刀 架 与 普 通 车 床 四工 位 刀 架 类 似 ．换 刀 过 程 分 刀 架 抬 起 、刀 架 转 位 和 刀 架 锁 紧 三 个 步 骤 进 行 作 为一 种 自动 换 刀 装 置 ． 回转 刀 架 按 机 械 工 作 原 理 可 分 为 机 械 螺 母 升 降 转 位刀 架 和十 字槽 转 位刀 架 ［ｚ－ 无论 哪 种机 械
架 和加工 中心 的 自动换 刀装 置 数 控车床 使用 的 回 转刀 架是 较为 简单 的 自动换 刀装 置 ．通 常分 为 电动 回转 刀架 和液 压 回转 刀架 由于 电动 回转 刀架 结构 简单 、制 造成 本低 且便 于控 制 ，所 以在经济 型数 控机 床上 得 到 了广 泛应 用 。与 电动刀 架相 比 ．液 压 刀架结 构较 复 杂 、制 造 成本 高 ，但 是 其定 位 准 确 、可 实 现快 速 换 刀 ．所 以被 广 泛应 用于 高档 数控 车床 川。加 工 中 心 自动换 刀装 置常见 的有刀 库移 动式换 刀 （斗 笠式 刀库 ）和机 械 手换 刀 （盘 式刀 库 ），前者 一般 应用 于经 济型 小型 数控 加工 中心 ．后 者则 应用 于大 型高 档数 控 加 工 中心 不 同的换 刀方式 决 定 了两种 自动 换刀 装 置 结构 、原 理和性 能 有很 大不 同 。但 两种 自动 换刀 装 置 故 障率 是 制 约数 控 加 工生 产 效 率 的一 大 因素 为 了减 少 自动换 刀装 置 的故 障率 ．笔 者试 以常 见 的 电动 回转刀 架 和 刀库 移 动 式换 刀 （斗 笠式 刀 库 ）为 例 ，探 讨数 控机 床换 刀故 障 的诊 断与排 除方 法 ．以期 供 相关 技术 人 员参考 １ 数 控 车 床 电 动 回转 刀 架 的 换 刀 控 制 过 程 １．１ 换 刀控 制 的机械 动作
断 与排 除的有 效方 法 。
关 键词 ：ＦＡＮＵＣ；数控机 床 ；自动换 刀 ；故 障诊 断
中图分类 号 ：ＴＱ０７２
文 ห้องสมุดไป่ตู้标 识码 ：Ｂ
ｄｏｉ：１０．１３６８１／ｊ．ｃｎｋｉ．ｅｎ４１—１２８２／ｔｖ．２０１８．０１．０１２
０ 引 言 数控 机床 的换 刀装 置通 常可 分 为车 床 的回转 刀