刀库故障及维修机床数控机床

1、刀库控制非常复杂，涉及到的硬件主要是伺服电机传动或普通交流电机传动或液压马达、电磁阀、接近开关、行程开关、等器件，通过复杂的 PLC1序对 刀库进行控制，实现数控机床加工中心自动换刀或手动换刀、卸刀、装刀等 动 作。作为一名合格的优秀技工，熟悉 N0数、刀库动作的流程、电磁阀的工 作 原理等是十分必要的，因为只有这样才能更好的调试、维修及维护刀库。图1-1刀库动作的时序流程图刀库动作的一般 流程如图1-1所示，熟悉刀库动作的流程对故障 分析及调试有一定的指导意义，刀库动作的控制主要包括自动换刀 和手动换刀，刀库的硬件并不是很复杂，那么是如何实现复杂的刀库控制呢？主要 是通过PLCE序对刀库进行

2、控制，使刀库能够安全、 可靠、稳定的完 成复杂控制。2.刀库及换刀机械手的常见故障和维护刀库及换刀机械 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60%以上的故障都与之有关。如刀库定 位伸缩不到位，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。2 . 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

3、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（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。3 .2目标刀套定位不准确由于刀库电机存 在制动，PLC程序的循环扫描周期的延迟，所以在刀库进行找 到时会出现定位不准，因此，通

4、过提前对目标刀套 的控制来刀库电机的制动，以达到准确定位。分析原因：在刀 库旋转定位时，由于链式刀库的机械个性差， 传动间隙大，从 而导致定位精度差，在我厂购入吉辅链式刀库，早 期没有定位夹紧 装置，对刀库的调试工作更是带来了极大的困难。 刀套定位不准确，后来吉辅链式刀库增加了液压定位夹紧装置，极 大的改善了刀套 定位的准确性，但仍会出现定位不准的现象，后来 通过完善硬件和 软件（PLC程序）弥补了刀套定位不准的现象。解决方案：通过增加软件PLC程序（FC20和硬件接近开关及 中间继电器等等。PLC程序增加的部分：CALL FC 22IN0:=1IN1 :=MW366/当前刀套IN2:=DB1

5、00.DBW103/ 目标刀套IN3 :=B#16#0IN4:=M392.3启动FC22OUT5:=M368.0OUT6:=M368.1OUT7:=M365.1OUT8:=MW104OUT9:=M310.2/正转输出/反转输出/刀套找到LMW366TMW376AM368.0将MW366装载到累加器中/预控制位置/ /正转输出JCN M008/M 368.0等于0时跳转到M008MW 376 /MW 376 减 1 之后，转载到 MW376L1-ITMW376M008: AM368.1反转输出JCN M009L MW中376/ MW 376力口 1之后，转载到 MW376L1+ITMW376A(

6、OM368.0OM368.1LMW376/正转输出/反转输出/当前刀套号L DB100.DBW 103/ 目标刀套致）ANM365.1/当前力套号与目标号是否相等=M330.0/预控制点AM330.0LS5T#200MsSDT51接通延时定时器200msAT51SQ57.3/Q-1刀库电机抱闸松开RT51AI46.1/刀库计数仿号AM365.1RQ57.3刀库电机抱闸加紧，即电机制动NOP0M392.3M365.1M002:判断目标刀套号是否实际旋转到的刀套号是否一FP M 310.3上升沿触发M 310.3R M 392.3/复位FC22注：FC22是西门子针对刀库调试做的一个刀库旋转方向的

7、判断的子程序2.2.1故障之前的电气原理图如图2.2-1所示:寺灯，5.庄R同U*-KU26-k A6L?反抑怠动-KN26 E3一皿四E1Q11W 50 H; a丹岸里W会士电机+01图2.2-1故障之前的电气原理图由图2.2-1知，刀库驱动交流电机+Q1的正反转通过KM26 KM26骸触器控制，而它们的导通又是通过中间继电器KA61.1、KA61.2控制。2.2.2刀库控制元件位置图2.2-2图2.2-2刀库控制元件位置图223解决故障之后的电气原理图M57.3-2岫卜 F -)A3重4汕交承*，程 K 咐 I、<w26-Mion-hAf；.?3门时0kl4ZTi g-KM?&

8、;110V 50 HiTQ- J 魔才常 工"#-KA 101 -Mi® -*W6kaigTi心2:图2.2-3解决故障之后的电气原理图由图2.2-3知，刀库驱动交流电机+Q1的正反转通过KM26 KM26骸触器控制，而它们的导通分别通过中间继电器KA61.1、KA101, KA61.2、KA101 控制，KA101 又是通过 KA100 即检测到PLC的输入口有信号的时候导通，由图2.2-2知，(12)是接近 开关，作用是统 计经过它的刀套号，每经过一个刀套号，PLC输入 口 I46.1就可以检测一个高电平信号。通过调用 PL5能块FC22需 要传递给它几个 参数，即输入

9、当前的刀套号、目标位置号等信号。FC22通过对当前的刀套号和目标位置号比较，计 算等逻辑处理，如 果相等则不旋转刀库，如果不相等，FC22将会计算出当前刀套号与目标位置号距离，并判断最短路径，按照最短路径输出正转或反转 信号，来控制刀库的正反转。因此，通过提前 对目标刀套的控制来制动刀库电机，以达到准 确定位。2. 3刀库的故障刀库的主要故障有；刀库不能转动或转动不到位；刀套不能夹紧刀 具；刀套上下不到位等。(1) 刀库不能转动或转动不到位。刀库不能转动的原因可能有：联接电动机轴与蜗杆轴的联轴器 松动；变频器故 障，应检查变频器的输人、输出电压是否正常； PLCE控制输出.可能是接口板中的继电

10、器失效：机械连接过紧，电网电压过 低，刀库转不到位的原因可能有：电动机转动 故障，传动机构误差。(2)刀套不能夹紧刀具。原因可能是刀套上的调整螺钉松动，或弹簧 太松，造成卡紧力不足，或刀具超重。(3)刀套上下不到位。原因可能是装置调整不当或加工误差过大而造成拨叉位置不正确；限位开关安装不正确或调整不当而造成反馈信 号错误信号。2. 4换刀机械手故障(1)刀具夹不紧掉刀。原因可能是卡紧爪弹簧压力过小：或弹簧后面 的螺母松动：或刀具超重：或机械手卡紧锁起作用等。(2)刀具夹紧后松不开。原因可能是松锁的弹簧压合过紧。卡爪缩不 回：应调松螺母.使最大载荷不超过额定数值。(3)刀具交换时掉刀。换刀时主轴箱没有回到换刀点或换刀点漂移，机械手抓刀时没有到位，就开始拔刀，都会导致换刀时掉刀，这时应重新移动主轴 箱，使其回到换刀点位置，重新设定换刀点。(4)机械手换刀速度过快或过慢以气动机械手为例，气压太高和换刀气阀流开口太 大或太小都会使换刀速度过快或过慢，此时应调整气压大小和节流