毕业论文《刀库控制系统设计》.doc

附录1刀库的主要电气连接图是CAD图，上传不起、所以就对不起了朋友些要是想要可以加我小号QQ：731936696目录第1章 绪论111 刀库系统的发展趋势11.1.1 高效能的产品11.1.2 轻量化、低成本的产品11.2 刀库系统的发展方向21.2.1 精密和简易的两极化并存21.2.2 常规刀库的高速化、轻量化2第2章 加工中心刀库的机械结构32.1 ATC刀具自动换刀装置32.1.1 刀具自动换刀装置的基本要求32.1.2 刀具的选择方式32.2 刀库42.2.1 刀库的类型42.2.2 刀库的容量62.2.3 刀库结构62.2.4 刀库的转位8第3章 刀库的工作过程及控制系统设计103.1 斗笠式自动换刀装置103.1.1自动换刀动作原理103.1.2自动换刀指令格式113.2斗笠式刀库的PMC控制要求113.3与刀库相关的电气连接123.3.1主轴准停控制信号ORCMA（G70.6）/ORARA（F45.7）123.3.2 宏程序所用的系统变量133.3.3 宏程序调用及刀库相关系统参数133.3.4 换刀宏程序143.3.5 PMC控制程序15第4章 自动换刀系统的PLC的应用224.1 刀库选刀方式224.2 PLC实现随机换刀224.2.1 ATC的组成和刀库数据表224.2.2刀具的识别2342.3 刀库数据表的修改24第4章 自动换刀系统的常见故障及排除264.1刀库及换刀机械手的维护要点264.2刀库的故障264.2.1 刀库乱刀故障264.2.2 换刀过程中出现撞刀故障274.2.3 换刀过程出现掉刀故障284.2.4 自动换刀过程没有完成故障28总结29致谢30参考文献31附录1刀库的主要电气连接图32第32页 第1章 绪论11 刀库系统的发展趋势近年来刀库的发展俨然已超越其为配备的角色，在特有的技术领域中发展出符合工具机高精度、高效能、高可靠度及多任务复合等概念产品，多样化产品，左右工具机在生产效能及产品精度的表现。刀库的容量、布局，针对不同的工具机，形式也有所不同，根据刀库的容量、外型和取刀方式可概分为斗笠式刀库、圆盘式刀库、链条式刀库。其发展趋势为1.1.1 高效能的产品发展符合高荷重、高容量、高速化概念之刀库产品。1.1.2 轻量化、低成本的产品发展符合重量轻、成本低概念之刀库产品。在此概念基础下，刀库产品之发展现况为（1）超重刀具负荷之刀库的发展：发展出刀链系统能承载重量70kg以上之超重刀具，拥有强力锁刀装置之稳固刀链架构，可防止重型刀具于运转中坠落。（2）高效率且定位精确的驱动及选刀系统的发展：发展出高精度系统配置日系高质量、高定位梢度之伺服电动机及减速机，以符合选刀迅速、换刀精确的主要性能需求。（3）多型式刀具容载刀库的发展：发展出同时可容纳多种型式刀具（如ISO50及ISO60）的刀链系统，也被视为是必须时常变换使用多种主轴之加工中心的必备装置。（4）不同型式刀其及任意点之换刀系统的发展：可以同时夹取不同型式刀具如ISO50及ISO60，因应需求必须有不同的刀具。为了缩短换刀时间，多点式或任意点式之换刀系统是有必要的。（5）轻量化、低成本架构之刀库的发展：发展出轻量化之塑钢射出刀套架构，整体重量较传统刀库减轻100kg以上，成本大幅降低之刀库。（6）大型及高容量刀库的发展：在机床多功能之趋势演化下，大量的刀具被使用在同一台机床上，刀库之架构必须兼顾换刀效率及储刀效能，多变的刀库型体（可容纳120/180/200 把以上刀具）及多样精密之换刀系统（如各种立式、卧式、立卧单点及多点式换刀系统），是其主要之特色。1.2 刀库系统的发展方向刀库系统作为自动化加工过程中所需的储刀及换刀需求的一种装置，为数控机床缩短机床非切削时间，降低劳动强度提供了必要条件，是数控机床的重要功能部件，必将向以下几个方向发展。1.2.1 精密和简易的两极化并存一方面随着主机的“单机多任务复合化”发展，刀库也必将向容量大、结构精、速度快、效率高的方向发展，以适应主机的高转速、高精度和强力切削的机械特性。此类刀库大部分为卧式刀库，有下面几个特点：（1）可远距离传输。（2）换刀时可同步打刀，缩短换刀时间。（3）大容量且可扩充。（4）高效且精准的驱动和选刀系统（5）控制系统复杂。（6）刀具重量大。比如，适合五轴联动的立卧转换伺服刀库。而另一方面刀库仅作为单纯的储刀仓功能存在，主轴主动抓刀的“固定地址换刀”刀库也是发展的方向之一，此时刀库好比数控系统的一个控制轴，仅有旋转定位功能，如立车刀库、转盘刀库等。1.2.2 常规刀库的高速化、轻量化尤其以40盘式刀库为代表，换刀速度和刀库重量已经成为衡量刀库性能的主要参数之一，比如，吉辅40盘式刀库的换刀速度1.1s，重量已经降到295kg。1.2.3 低碳、环保、智能、安全在选材上更环保，在制作过程中减少消耗、使用过程智能、安全等也是刀库发展的方向之一。第2章 加工中心刀库的机械结构2.1 ATC刀具自动换刀装置为进一步提高数控机床的加工效率实现一次装夹即可完成多道工序或全部工序加工的方向的发展需求，必须有自动换刀装置，以便选用不同刀具，完成不同工序的加工工艺。2.1.1 刀具自动换刀装置的基本要求为完成对工件的多工序加工而设置的存储及更换刀具的装置称为自动换刀装置。自动换刀装置应当满足的基本要求为：刀具换刀时间短且换刀可靠。刀具重复定位精度高。足够的刀具储存量。刀库占地面积小。2.1.2 刀具的选择方式按数控装置的刀具选择指令，从刀库中将所需要的刀具转换到取刀位置，称为自动选刀。在刀库中，选择刀具通常采用两种方法。（1） 顺序选刀在加工之前，将加工零件所需刀具按照工艺要求集资插入刀库的刀套中，顺序不能不差错，加工时按顺序调刀称为顺序选刀。加工不同的工件时必须重新调整刀库中的刀具顺序，因而操作十分繁琐，而且加工同一工件中各工序的刀具不能重复使用。这样就会增加刀具的数量，而且由于刀具的尺寸误差也容易造成加工精度的不稳定。其优点是刀库的驱动和控制都比较简单。因此这种方式适合加工指较大、工件品种数量较少的中小型自动换刀数按机床。（2） 任选刀具这种方法根据程序指令的要求任意选择所需要的刀具，刀具在刀库中不必按照工件的加工顺序排列，可以任意存放。每把刀具都编上代码，自动换刀时，刀库旋转，每间刀具都经过“刀具识别装置”接受识别。当某把刀具的代码与数控指令的代码相符合时，该把刀具被选中，刀库将刀具送到换刀位置，等待机械手来抓取。任意选择刀具法的优点是刀库中刀具的排列顺序与工件加工顺序无关，相同的刀甚至可重复使用。因此，刀具数量比顺序选刀的刀具可以少一些，刀库也相应的小一些。2.2 刀库刀库是自动换刀装置的主要部件，其容量、布局以及具体结构对数控机床的设计有很大的影响。刀库中的刀具的定位机构是用来保证要倒换的每一把刀具或刀套都能准确地停在换刀位置上。采用电动机或液压系统为刀库转动提供动力。根据刀库所需要的容量和取刀的方式，可以将刀库设计成多种形式。2.2.1 刀库的类型刀库的功能是储存加工工序所需要的各种刀具，并按程序指令把将要用的刀具准确地送到换刀位置，并接受从主轴送来的已用刀具。刀库的储存量一般在8-64把范围内，多的可达100-200把。（1） 鼓（盘）式刀库在盘式刀库结构中，刀具可以沿主轴轴向、径向、斜向安放，刀具轴向安装的结构最为紧凑。但为了换刀时刀具与主轴同向，有的刀库中的刀具需在换刀位置作90翻转。在刀库容量较大时，为在存取方便的同时保持结构紧凑，可采取弹仓式结构，目前大量的刀库安装在机床立柱的顶面或侧面。在刀库容量较大时，也有安装在单独的地基上，以隔离刀库转动造成的振动。盘式刀库的刀具轴线与鼓轴线平等刀具环行排列，分径向、轴向两种取刀方式，其刀座结构不同。这种鼓式刀库结构简单应用较多，适用于刀库容量较小的情况。为增加刀库空间利用率，可采用双环或多环排列刀具的形式。但鼓直径增大，转动惯量就增加，选刀时间也较长。如图2-1所示为鼓式刀库。图2-1鼓式刀库图（2） 链式刀库链式刀库如图2-2所示图2-2链式刀库图所示为链式刀库，通常刀具容量比盘式的要大，结构也比较灵活和紧凑，常为轴向换刀。链环可根据机床的布局配置成各种形状，也可将换刀位置刀座突出以利于换刀。另外还可以采用加长链带方式加大刀库的容量，也可采用链带折叠加绕的方式提高空间利用率，在要求刀具容量很大时还可以采用多条链带结构。（3） 格子盒式刀库固定型格子盒式刀库刀具分几排直线排列，由纵横向移动的取刀机械手完成选刀运动，将选取的刀具送到固定的换刀位置刀座上，由换刀机械手交换刀具。由于刀具排列密集，空间利用率高，刀库容量大。非固定型格子盒式刀库可换主轴箱的加工中心刀库由多个刀匣组成，可直线运动，刀匣可以从刀库中垂直提出。 2.2.2 刀库的容量刀库的容量首先要考虑加工工艺的分析的需要。一般情况下，并不是刀库中的刀具越多越好，太大的容量会增加刀库的尺寸和占地面积，使选刀过程时间增长。例如，立式加工中心的主要工艺为钻、铣。统计了15000种工件，按成组技术分析，各种加工刀具所必需的刀具数的结果是：4把刀的容量就可以完成95%左右的铣削工艺，10把孔加工刀具可完成70%的钻削工艺，因此，14把刀的容量就可完成70%以上的工件钻削工艺。如果从完成工件的全部加工所需的刀具数目统计，所得结果是80%的工件完成全部加工任务所需的刀具数在40种以下，所以一般的中小型立式加工中心配14-30把刀具的刀库就能够满足70%-95%的工件加工需要。2.2.3 刀库结构（1） 圆盘式刀库的结构如图2-3圆盘式刀库的结构图所示图2-3圆盘刀库结构图1-轴2、3端齿离合器4-蜗杆5-涡轮6、12-液压缸7-刀具号的读取装置8-到座刀板9-刀座10-弹簧11-套13-圆盘14-V型块可容纳40把刀具，为刀库的驱动装置，由液压马达驱动，通过蜗杆4蜗轮5、端齿离合器2和3带动与圆盘13相连的轴1转动。圆盘13上均匀分布40个刀座9，其外侧边缘上有相应的40个刀座编码板8。在刀库的下方装有固定不动的刀座号读取装置7。当圆盘13转动时，刀座号板8依次经过刀座号读取装置，并读出各刀座的编号，与输入指令相比较，当找到所要求的刀座号时，即发出信号，液压缸6右腔进入高压油，使端齿离合器2和3脱开，使圆盘13处于浮动状态。同时液压缸12前腔的高压油通路被切断，并使其与回油箱连通，在弹簧10的作用下，液压缸12的活塞杆带着定位V形块14使圆盘13定位，以便换刀装置换刀。这种方法，装置比较简单，总体布局比较紧凑，但圆盘直径较大，转动惯量大，且由于刀库离主轴较远，因此，要采用中间援装置来换刀。（2）链式库的结构如图2-4所示为方形链式刀库的典型结构示意图。主动链轮由伺服电动机通过蜗轮减速装置驱动。这种传动方式，不仅在链式刀库中采用，其他形式的刀库传动中，也多采用。图2-4方形链式库的结构示意图2.2.4 刀库的转位刀库转位机构同伺服电动机通过消隙齿轮1、2带动蜗轮4使刀库转动，如图所示。图2-5刀库转位图蜗杆为右旋以导程式蜗杆，可以用轴向移动的方法来调整蜗轮副的间隙。压盖5内孔螺纹与套6相配合，转动套6即可调整蜗杆的轴向位置，也就调整了蜗轮副的间隙。调整好后用螺母7锁紧。刀库的最大转角为180，根据所换刀具的位置决定正转或反转、由控制系统自动判别，以使找刀路径最短。每次转角大小由位置控制系统控制，进行粗定位，最后由定位销精确定位。第3章 刀库的工作过程及控制系统设计以FANUC 0i系统加工中心为例，介绍一种通过宏程序调用实现斗笠式刀库换刀控制的方法。刀库容量为16（装16把刀），利用伺服主轴电动机的内置编码器进行定向/准停。3.1 斗笠式自动换刀装置斗笠式自动换刀装置结构简单，无需机械手交换刀具，可提供可靠快速的刀具交换方式，目前常用的到库容量有16、20、24和30把。1-刀盘 2-刀柄卡簧 3-防护罩 4-气缸 5-磁环开关（两个）6-刀库支架7-电动机接线盒 8-刀盘驱动电动机 9-接近开关 10-槽轮套 11-马氏槽轮图3-1 斗笠式换刀装置的结构图3.1.1自动换刀动作原理（1）系统得到换刀信息后，主轴（刀具）自动返回到换到点，且实现主轴定向准停控制。（2）刀盘从原位自动进刀（气缸4活塞移动），当刀盘到位开关接通后刀盘立即停止，做好准备接刀动作。（3）主轴自动松刀并进行吹气控制，当主轴松刀到位开关接通后，完成刀盘接刀控制动作（把当前主轴上的刀具放回刀库）。（4）主轴上移（一般返回机床参考点）。（5）根据程序的T码指令进行就近选刀（刀盘电动机8正转或反转）控制，即电动机通过槽轮套10驱动马氏槽轮11带动刀盘1间歇运动（到盘分度），同时刀盘计数器开关9计数，选刀到位（计数器为0），刀盘电动机立即停止。（6）主轴再次下移到换到点，进行主轴接刀控制。（7）主轴到达换刀点后，实现主轴锁紧刀具控制。（8）当主轴锁紧到位开关接通后，刀盘1退回到原位（气缸4活塞运动）。（9）当刀盘1原位开关5接通，完成自动换刀的控制。3.1.2自动换刀指令格式T X X M06T码为加工程序所需要的刀具号，M06刀具交换指令（目前多位调换到的宏程序）。T码和换刀指令不能分开，否者机床产生报警。3.2斗笠式刀库的PMC控制要求（1）查询系统刀号是否存在，不存在发出报警（T码错误）。（2）检查程序选择的刀号是否在主轴上。如果选择的刀号在主轴上，则结束换刀程序。（3）检查选择的刀具号是否在当前换刀点的刀座中。如果选择的刀号在换刀点的到座中，程序T码结束，等待刀具交换指令M06。（4）如果选择的刀号不在换刀点的到座中，计算出从选择的刀号的刀座转换刀点刀座的步距数，并判别刀盘电动机的旋转方向，实现就近选刀。（5）刀盘电动机旋转时，计数器开始记计数，当刀盘计数器到位，刀盘电动机制动停止，完成程序T码控制。（6）刀盘电动机有短路和过载保护，出现故障时，系统发出相应的报警。（7）当刀盘旋转的时间超过规定的时间，系统发出T码执行时间超时报警。3.3与刀库相关的电气连接如图3-2所示为刀库的主要连接图图3-2刀库的主要电气连接图3.3.1主轴准停控制信号ORCMA（G70.6）/ORARA（F45.7）ORCMA信号用于主轴换刀或主轴换刀时的准停控制，保证刀柄不会与刀库发生撞击而损坏刀库或主轴，可通过PMC编程实现M19（主轴准停M指令）或手动主轴准停控制。与此对应的主轴准停结束信号为F45.7（ORARA），当此信号为“1”时表示主轴准停结束。主轴准停控制用的传感器可用外部接近开关和电动机速度传感器、外部位置编码器、主轴电动机内置传感器等多种形式。目前大多利用伺服主轴电动机的内置位置编码器实现。3.3.2 宏程序所用的系统变量（1）用户宏程序输入信号（G54.0G54.2）为了实现用户宏程序调用换刀，使用三个系统变量UI000（G54.0-#1000）、UI001（G54.1-#1001）、UI002（G54.2-#1002）供宏程序与PMC间跳转控制。G54.0为“1”表示编程刀号大于等于刀库容量，G54.1为“1”时表示主轴刀号等于编程刀号（T码值），G54.2为“1”时表示编程刀号为0。（2） 宏程序报警变量FANUC 0iC系统的“#3000”变量用于宏程序报警，可在其表达式后指定不超过26个字符的报警信息。可显示报警号和报警信息，其中报警号为变量#3000的值加上3000。例：“#3000=1（TOOL NOT FOUND）”对应屏幕上的显示为“3001 TOOL NOT FOUND”（3）模态信息变量（#4003、#4006）系统变量#4003保存系统当前所处的编程坐标模态值G90/G91；#4006保存系统当前所用的编程单位系统G20（英制）/G21（米制）。这两个系统变量用于保护宏程序执行过程中系统的模态，在宏程序执行结束后，再恢复至系统调用宏程序前的模态。3.3.3 宏程序调用及刀库相关系统参数本项目采用M指令的M06调用宏程序实现刀库的换刀控制。（1）指定调用宏程序的M代码值参数（PRM#60806089）PRM#6080PRM#6089分别对应调用程序号为O90209029的宏程序所需的M代码值。当用“M06“调用O9023宏程序时，必须将PRM#6083设为“6”。本项目中的宏程序号为O9021，所以PRM#6081设置为“6”。（2）主轴准停位置设置参数（PRM#4031）当刀库调整好后，将所测主轴准停的位置数据设置在参数PRM#4031中，参数PRM#4077（定向时停止位置偏移量）设为0。当执行完主轴准停指令（M19或手动主轴准停）后，NC输出的准停结束信号（F45.7）为“1”。（3） 主轴定向速度参数（PRM#4038） 在执行M19或手动主轴准停指令时，主轴按参数PRM#4038所设定的运转速度进行准停定向。（4） 换刀点设置参数（PRM#1241）一般情况下，用第二参考点作为主轴换刀或还刀点。对于立式加工中心，一般只需将刀库调整好后所测的Z轴位置数据设置在参数PRM#1241中。（5）其他相关参数PRM#4000.0主轴和电动机的旋转方向设定若使用主轴内置编码器，该参数位设为0时，表示主轴和电动机的旋转方向相同。PRM#4002.3、2、1、0使用主轴位置编码器作为位置反馈该参数位分别对应设置为“0、0、0、1”。PRM#4015.0定向是否有效该参数位设为“1”，使定向有效。PRM#4010.2、1、0设定电动机传感器类型使用内置位置编码器时，设为“0、0、1”。若主轴和主轴电动机间的传动比为1：1时，PRM#40564059不需要设置。3.3.4 换刀宏程序下面提供换刀调用的宏程序例子供分析参考，例中刀库容量为16。O9021；换刀宏（子）程序号#23=#4003；保存米制或英制系统#24=#4006；保存增量或绝对编程方式（G90、G91方式）G91；增量坐标编程M05；主轴停止G30P2Z0；至抓刀点（换刀点）M19；主轴准停M26；刀号读取（判断刀库刀号与主轴刀号是否一致）IF#1000EQ1GOTO30 ；T码值17时退出换刀程序IF#1001EQ1GOTO40 ；主轴刀号等于T码值时退出换刀程序IF#1002EQ1GOTO50 ；T码值为0时退出换刀程序M23；刀库推出G04P500；停0.5秒M25；松刀G04P500；停0.5秒G28Z0；至Z轴零点M21；刀库转（刀盘旋转选刀）G30P2Z0；至抓刀点M24；紧刀（抓刀）M22；刀库退回GOTO100；换刀结束并返回N30#3000=1（TOOL NOT FOUND）；刀没找到报警GOTO100；结束换刀并返回N40#3000=2（TOOL NO. ON SPINDLE）；主轴刀号已是需换刀刀号报警GOTO100；结束换刀并返回N50#3000=3（T CODE IS 0）；换刀刀号为0报警N100M05 ；主轴停转G#23 ；恢复到主程序的米、英制系统G#24 ；恢复至主程序的增量或绝对编程系统M99 ；返回主程序从程序中可以看出，M19为主轴准停指令，M20为刀库回零指令，M21为选刀（刀库转）指令，M22为刀库退回指令，M23为刀库推出指令，M24为紧刀指令，M25为松刀指令，M26为刀号读取指令。3.3.5 PMC控制程序PMC参考程序如图3-3所示。 图3-3刀库控制的PMC程序-1图3-3 刀库控制的PMC程序-2图3-3 刀库控制的PMC程序-3图3-3 刀库控制的PMC程序-4图3-3 刀库控制的PMC程序-5图3-3刀库控制的PMC程序-6第4章 自动换刀系统的PLC的应用工在机械加工行业里, 由于数控机床有许多优点, 已逐渐成为主导机床。按工艺用途它可分为一般数控机床和数控加工中心两类, 而后者因带有由刀库和机械手组成的自动换刀装置, 能使工件在一次装夹中完成大部分甚至全部工序。因而大大减少了装卸工件和换刀等辅助时间, 消除了由于多次安装造成的定位误差, 比一般数控机床更能实现高精度、高效率、高度自动化加工。ATC换刀时, 根据数控系统选刀指令, 从刀库中将所需要的刀具转到取刀位置, 称为自动选刀然后由机械手从刀库和主轴上取出刀具, 进行刀具交换, 将新刀具装人主轴, 用过的旧刀具放回刀库。本文着重讨论ATC中刀库换刀方式的控制。4.1 刀库选刀方式现代加工中心刀库已不再采用传统的刀具编码或刀套编码方式, 而是由控制系统根据最初输人的刀具号或刀套号跟踪记忆刀具与刀套的对应号, 并按程序指令准确地调用所需刀具。一种是刀具号与刀套号固定对应方式, 一种是刀具号与刀套号随机交换方式, 后者是目前使用最普遍的方式。刀库选刀的又一特点是采用“ 近路” 移动原则即无论上述哪种选刀方式, 根据程序指令把下一工序要用的刀具移到换刀位置时, 都要向小于刀库半圈方向移动, 以节省选刀时间。4.2 PLC实现随机换刀由于PLC技术广泛应用与发展, 可以利用PLC进行软件换刀控制。它代替了传统的编码环和识刀装置。在这种选刀和换刀方式中, 刀库上的刀具能与主轴上的刀具任意交换, 即随机换刀。主轴上换来的新刀具号及还回刀库上的旧刀具号均由PLC内部相应的存储单元记忆。随机换刀控制方式需要在PLC内部设置一个模拟刀库的数据表, 其长度和设置的数据与刀库的刀套号和刀具号相对应。这种方法主要由软件完成选刀,从而消除了由于识别装置的稳定性和可靠性所带来的选刀失误。4.2.1 ATC的组成和刀库数据表如图4-1、4-2所示, 如图4-1ATC组成示意图图4-2PLC内部刀库数据表刀库有12个刀套, 可存放12把刀具。刀具编号可任意设定, 但一旦给某把刀具编号后, 就不能随意改变。在PLC内部我们建立一个模拟的刀库数据表。数据表的表序号(PLC中称为地址表)中称为地址与刀库刀套号相对应, 每个地址中的内容就是对应刀套中擂人的刀具号。4.2.2刀具的识别由于刀库数据表始终与刀具在刀库中的实际位置相对应, 所以对刀具的识别实质上转变为对刀库位置的识别。当刀库旋转时, 每个刀套通过换刀位置（基准位置）时产生一个脉冲信号送PLC到作为计数脉冲。同时, 在PLC内部设置一个刀库位置计数器, 当刀库正转时, 每发一个计数脉冲, 计数器递增计数当刀库反转时, 计数器递减计数。可见计数器的值始终在1-6之间, 通过换刀位置时的计数值总是指示刀库的实际位置。当PLC接收到NC系统更换新刀具的指令TXX后在模拟的刀库数据表中进行数据检索, 检索到T代码给定的刀具号时便将该刀具号所在刀套号即数据表中的地址DW X X存放在另一个地址DW13中, 这个地址就是新选刀具在刀库中的目标位置。刀库旋转后测得刀库的实际位置与目标位置一致时, 即识别了所要寻找的新刀具。刀库停转, 等待换刀。其控制过程如图4-3所示。图4-3控制流程图42.3 刀库数据表的修改通过刀具交换装置完成自动换刀后, 要及时对刀库数据表进行修改, 使表内容与交换后的新刀具号相对应。数据表修改过程如4-4图所示图4-3修改数据表流程图第4章 自动换刀系统的常见故障及排除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50以上的故障都与之有关。如刀库运动故障，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。4.1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清洁。 （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。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。4.2刀库的故障刀库的主要故障有：刀库乱刀故障，换刀过程中出现撞刀故障，换刀过程出现掉刀故障，自动换刀过程没有完成故障（一般是超时报警）。4.2.1 刀库乱刀故障所谓乱刀故障就是指指令的刀具不是实际选择的刀具，如果出现乱刀故障将会损坏刀具并使加工工件报废，严重时将损坏机床。乱刀的故障原因：（1）系统PMC参数和实际刀库的刀具记忆不符。（2）刀库计数器开关故障或与实际刀库位置不一致。（3）刀库拆装修理。（4）操作者装刀过程中刀具混乱。处理方法：（1）通过系统MDI方式把刀库中的刀具卸下。（2）刷新刀库数据表，按出厂时重新设定数据表。（3）把计数器设定画面的预设值设定为刀库的容量（计数器的开始值为1），计数器的当前值当前刀库在换刀点的刀座号设定（初始状态为1号刀座）。（4）通过系统MDI状态不啊刀具按实际刀号装在刀库刀座中。4.2.2 换刀过程中出现撞刀故障撞刀的故障原因：（1）主轴换刀点位置不正确。（2）主轴准停位置不正确。（3）机械手位置精度和主轴出现偏差。处理方法：（1）主轴换刀点位置不正确引起的故障处理机床手动返回到机床换刀点（一般为机床第二参考点）手动机械手电动机，使机械手转到扣刀位置。调整主轴的换刀点，并记下机床坐标系的坐标值。（2）主轴准停角度不正确引起的撞刀故障。首先查出主轴一转信号不稳定的原因，并排除故障。重新调整主轴准停角度，使主轴端面的键与机械手上的键槽相对应。（3）机械手位置偏差引起的撞刀故障调整刀库支架的调整螺钉来调整机械手的上下、左右、前后位置。调整机械手的位置来保证刀库刀柄翻下位置和主轴刀柄位置在同一水平位置。4.2.3 换刀过程出现掉刀故障故障原因：（1）机械手扣刀位置出现偏差。（2）机械手的刀具锁紧弹簧损坏。故障处理：（1）调整机械手的位置与机械手位置检测开关位置相对应。（2）更换机械手锁紧弹簧。4.2.4 自动换刀过程没有完成故障故障的诊断过程及处理方法：（1）根据换刀动作时序图，查明换刀故障时执行到第几步。（2）借助系统梯形图的信号变化，查明故障发生是前一个动作没有结束还是后一个动作没有开始。（3）判断是机械故障还是电气故障。（4）排除故障后，手动盘机械手电动机使机械手回到原来位置。总 结本毕业设计是在完成了全部基础课、专业课以及参加了校内外生产实习之后进行的。这是我们在走上各工作岗位之前对所学各课程的一次深入的综合性的复习，也是一次理论联系实际的训练。通过本次毕业设计，得到了以下各方面的锻炼：1.能熟练运用电气控制中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识 2提高设计的能力。通过对加工中心刀库更加深入的学习。对刀库控制有了更深入的理解。3.学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处能够做到熟练运用。通过这次设计，基本上掌握了刀库控制的相关知识，并学