数控机床自动换刀装置的故障分析与排除

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ｓｔｕｄｙｉｎｇｔｈｅｇｅａｒｍｅａｓｕｒｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｕｓｉｎｇｃｏｍｍｏｎｍｅｓｕａｒｉｎｇｔｏｏｌｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍａｐｐｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｆｎｔｍｄａｌｉｏｎ；ｃｏｍｍｏｎｍｅａｓｕｉｎｒｇｔｏｏｌｓ；ｇｅｒａｍｅａｓｕｒｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ．ｍａｐｐｉｎｇｇｅａｒ；ｇｅｒａｂａｓｉｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ
２故障排除及维护
对于工作中产生的具体的故障其排除及维护方法可参照以下几个方面进行。
在故障出现后，应首先认真察看机床的操作记录，询问故障发生前和发生时机床的工作状态。在看清、问清有关现象后，
对故障进行分析。检查机床主轴驱动系统没有任何报警，机床
４结论
通过齿轮：［艺测绘实习Байду номын сангаас，学员认真掌握齿轮检测技术，不
汉对实习【作有指导作用，而且掌握了精密量具的使用和维护
的基础技能。随着机械工程的发展，齿轮测量精度的计算机辅
助设计，应尉长度光栅制成的直线位置传感器安装在工具显微镜的数装置上，通过数显装置直接显示测量数据，并可将数据输入汁算机输出测量结果。计算机辅助设计测量齿轮精度得到进一步地普及，ｌ齿轮工艺测绘实习将更上一层楼。
定甚至产生抖动、机械手臂弯曲或下沉等。发生上述故障现象的原因，经分析可知，一般包含以下几
个方面：
１）机械手机械结构复杂，是机、液、气、电相结合的部件，因此大多数故障都与电器控制、反馈、动力、液压、气动等有关。２）刀具交换时掉刀。主要原因：换刀时主轴箱没有回到换
１）在自动换刀装置中尽量采用可靠性高的元件，比如传
感、气动、液压元件的选取。一旦元件工作不正常就马上采取措施甚至更换，将故障排除在萌芽状态，从而减少损失。
收稿日期：２００７ — ０６ — １６
的定位采用编码器，定位动作也完全正确，所以发生电气故障
随着科学技术的飞速发展，数控机床在现代制造业的作用
２）严禁把超重、超长的刀具装入刀库，防止机械手在换刀时掉刀或刀具换刀时与工件、夹具机床其它运动部件发生干
日益凸显。为了提高数控机床的加工效率，大多数机厉都配置有能一次装夹、完成多道工序加工的自动换刀装置。自动换刀装置不但可减少因多次安装造成的非故障停机时间，还可避免多次定位带来的误差，因而得到了广泛应用。由此可见，自动换刀装置是影响数控机床自动化程度及工作效率的重要部分，及时地对其产生的故障进行诊断及排除对于用好数控机床有十
的可能性很小。此处机械部分结构比较简单，那么影响主轴定
ｆ下转第１４２页１
作者简介：兰建设，男，高级讲师，主要研究方向为机械制造技术。
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ＥｑｕｉｐｍｅｎｔＭａｎｕｆａｃｔｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＮＯ．８，２００７
分重要的现实意义。
涉。在平时的管理中，要制订严格的操作规程，对禁止的操作做清晰、详细地说明。切实使 ‘ 规范至上、安全第一 ’ 的理念深入贯
彻到每一个操作者和管理者的头脑里。
３）装、配刀时要有检验程序，要确保刀具安装到位且安装可靠；在采用顺序换刀方式时，必须严格检查刀具是否按顺序
摘要：介绍了数控机床自动换刀装置容易产生的故障及其原因，对故障的排除和日常维护进行了详细地阐述，并举出两个具体维修实例来说明故障分析与排除的基本过程和基本方法。关键词：数控机床；自动换刀；故障分析；排除中图分类号：ＴＧ６５９文献标识码：Ａ文章编号：１６７２－５４５Ｘ（２００７）０８－０１３４－０１
ｔｏｍａｓｔｅｒｔｈｅｇｅｒａｍｅｓｕａｉｎｇｒｐｒｏｃｅｓｓｕｓｉｎｇｃｏｌｎｍｏｎｍｅａｓｕｒｉｎｇｔｏｏｌｓ．ＢｙｔｈｅｍｅｌＭｗｏｒｋｉｎｇｐｌａｃｔｉｃｅ，ｓｔｕｄｅｎｔｓｃａｌｌｎｏｔｏｎｌｙｉｎｓｕｒｅｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆ
ＴｈｅＤｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｎＧｅａｒｍｅａｓｕｒｉｎｇｉｎＭｅｔａｌｗｏｒｋｉｎｇＰｒａｃｔｉｃｅ
ＨＵＡＮＧＧｕａｎｇ —ｈｉｌａｎ
（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＴｅａｃｈｉｎｇａｎｄＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ＧｕａｎｇｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｌｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１００９０，Ｃｈｉｎａ）
ｔｈｅｉｒｍｅｔａｌｗｏｒｋｉｎｇｐｒａｃｔｉｃｅｐｒｏｄｕｃｔｓ，ｂｉｌｌａ，ｌｓｏｄｅｃｒｅａｓｅｔｈｅｅｎｅｒ￣＂ａｎｄｍａｔｅｒｉＭｓｅｘｐｅｎｄｉｔｕｒｅａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｍｅｔａｌｗｏｒｋｉｎｇｐｒａｃｔｉｃｅｅｆｉｃｉｅｎｃｙｂｙ
部分问隙过大。将“ 紧定螺。 ’ 按要求紧固后故障顺利排除。实例二：主轴“ 松刀” 缓慢的故障。故障现象：某型号数控机床在自动换刀时发现主轴“ 松刀 ” 动作缓慢，换刀时间有正常的５ｓ变为９ｓ，导致机Ｊ末加工效率降
ｆ上接第１３４页１
位不准确最有可能的机械原就是编码器的连接。通过检查发现，编码器连接套的 “ 紧定螺钉 ” 松动，导致主轴和编码器连接
４结束语
自动换装置故障的诊断与排除涉及的知识很多，在重视
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｇｅａｒｍｅａｓｕｒｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｉｓａｌｌｉｍｐｏｒｔｎｔａｐａｒｔｏｆｍｅｔａｌｗｏｒｋｉｎｇｐｒａｃｔｉｃｅｆ０ｒｈｉｇｈｅｄｕｃａｔｉｏｎｉｎｓｔｉｔｕｔｅｓ．ＩｔｉｓｖｅＴ＂ｉｍｐｏｒｔａｎｔｆｏｒｓｔｕｄｅｎｔｓ
定换刀动作。
床中可靠性最为薄弱的环节，故障率较高。以换刀机械手为例，
它的主要故障通常表现为：掉刀、卡刀、机械手动作不到位或根
本无动作、机械手换刀速度过快或过慢、机械手夹持刀柄不稳
５）要制订具体的保养措施，保持刀具、刀柄和刀套的清
１０）分度圆弦齿厚：Ｓｒ＝ｍｚｓｉｎ９０。／ｚ１１）分度圆弦齿厚变动公差： △Ｓｆ＝Ｓｆ一Ｓ（测量示范
见图ｌＯ）
ｌ２）分度圆弦齿高：ｈｒ＝ｈ＋Ｉｌｌ／２（１－ｃｏｓ９０。／ｚ）
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数控机床自动换刀装置的故障分析与排除
兰建设，刘志刚
（河南工业职业技术学院机械工程系，河南南阳４７３００９）
放置，确认程序上规定的刀具号与所配刀具号是否一致，以免出现错换刀导致严重的生产事故发生。
１自动换刀装置易产生的故障及其原因
自动换刀装置机构复杂，在工作中又频繁运动，是数控机
４）经常检查刀库回零位置是否正确，检查机床主轴换刀点位置是否正确。若不正确，应及时进行调整，否则不能完成规
洁。
６）开机时，应先使刀库和机械手空运行，检查各部分是否
正常，特别是各行程开关和电磁阀能否正常动作。检查机械手液压或气压系统的压力是否正常等，发现不正常要及早处理。另外，还须经常检查装置中ｑ－ｇ：部件之间的连接是否牢靠，如松动应及时紧固。
刀点或换刀点漂移；机械手抓刀时没有到位就开始拔刀。
３自动换刀装置故障诊断实例
实例一：主轴定位不准的故障。
３）刀具从机械手中脱落。主要原因：刀具净质量超重：机械手卡紧销损坏或弹簧未弹出。４）机械手换刀速度过快或过慢。主要原因：以气动机械为
故障现象：某型号数控机床在自动换刀过程中，经常出现
主轴定位不准确现象，导致自动换刀无法正常进行。
例，其气压太高或太低以及换刀气阀节流开口太大或太小。
诊断分析及处理过程：机床刚启动工作时，出现上述现象的次数很少，通过重新开机启动后一般都能正常工作一段时间。但工作一段时问后，主轴定位不准确的现象就表现得越来越严重，故障频率也越来越高，严重影响了机床的正常使用。
１）分度圆直径：Ｄ脚ｚ
２）齿顶高：ｈ＝Ⅱ 】３）齿根高：ｈ＝１．２５ｍ
ｌ３）分度圆弦齿高变动公差： △ｈＦｈ一ｈ
见ｌＯ）
（测量示范
１４）基圆直径：Ｄ；＝ｉｎｚＣＯＳ（＝２０。）ｌ５）齿根圆直径：ＤＤｆ一２ｈｇ
４）全齿高：ｈ＝ｈｈ
５）周节：ｔ＝订１７１
６）齿顶圆直径：Ｄｅ＝Ｄｆ＋２ｈ７）跨齿数：ｎ＝０．１１１ｚ＋０．５（取整数）
８）公法线长度：Ｌ＝Ⅲ 『２９５２１（ｎ一０．５）＋Ｏ．Ｏ】４Ｚ＇（测量示范见｝冬ｊ１０）９）公法线长度变动公差： △Ｌ＝Ｌ…～Ｌ