刀库及换刀机械手的常见故障和维护

1、本文格式为Word版，下载可任意编辑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简单，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。这些故障最终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非常重要。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)挨次选刀方式必需留意刀具放置在刀库中的挨次要正确，其他选刀方式也要留意所换刀具是否与所需刀具全都，防止换错刀具导致事故发生。3)用手动方式往刀库上装刀

2、时，要确保装到位，装牢靠，并检查刀座上的锁紧装置是否牢靠。4)常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，发觉问题要准时调整，否则不能完成换刀动作。5)要留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，特殊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牢靠，发觉不正常时应准时处理。2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 刀库不能转动的缘由可能有：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

3、输入、输出电压是否正常；plc无掌握输出，可能是接口板中的继电器失效；机械连接过紧；电网电压过低。刀库转不到位的缘由可能有：电动机转动故障，传动机构误差。(2)刀套不能夹紧刀具 缘由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 缘由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。3换刀机械手故障(1)刀具夹不紧掉刀 缘由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；或机械手卡紧锁不起作用等。(2)刀具夹紧后松不开 缘由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

4、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，就开头拔刀，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。8.4.5 自动换刀装置故障修理10例例371例373机械手故障的修理例371故障现象：某加工中心采纳凸轮机械手换刀，机械手结构及换刀程序如图2-22、图2-23所示。换刀过程中，动作中断，发出2035#报警，显示内容：机械手伸出故障。分析及处理过程：依据报警内容，机床是由于无法执行下一步“从主轴和刀库中拔出刀具”，而使换刀过程中断并报警。机械手未能伸出完成从主轴和刀库中拔刀动作，产生故障的缘由可能有：(1)“

5、松刀”感应开关失灵 在换刀过程中，各动作的完成信号均由感应开关发出，只有上一动作完成后才能进行下一动作。第3步为“主轴松刀”，假如感应开关未发信号，则机械手“拔刀”就不会动作。检查两感应开关，信号正常。(2)“松刀”电磁阀失灵 主轴的“松刀”，是由电磁阀接通液压缸来完成的。如电磁阀失灵，则液压缸未进油，刀具就“松”不了。检查主轴的“松刀”电磁阀动作均正常。(3)“松刀”液压缸因液压系统压力不够或漏油而不动作，或行程不到位 检查刀库松刀液压缸，动作正常，行程到位；打开主轴箱(图8-2)后罩，检查主轴松刀液压缸，发觉也已到达松刀位置，油压也正常，液压缸无漏油现象。(4)机械手系统有问题，建立不起“

6、拔刀”条件 其缘由可能是：电动机掌握电路有问题。检查电动机掌握电路系统正常。(5)主轴系统有问题 主轴结构示意图如图8-2所示。刀具是靠碟簧通过拉杆和弹簧卡头而将刀具柄尾端的拉钉拉紧的；松刀时，液压缸的活塞杆顶压顶杆，顶杆通过空心螺钉推动拉杆，一方面使弹簧卡头松开刀具的拉钉，另一方面又顶动拉钉，使刀具右移而在主轴锥孔中变“松”。主轴系统不松刀的缘由估量有以下4点：刀具尾部拉钉的长度不够，致使液压缸虽已运动到位，而仍未将刀具顶“松”；拉杆尾部空心螺钉位置起了变化，使液压缸行程满意不了“松刀”的要求；顶杆出了问题，已变形或磨损；弹簧卡头出故障，不能张开：主轴装配调整时，刀具移动量调得太小，致使在使

7、用过程中一些综合因素导致不能满意“松刀”条件。处理方法：拆下“松刀”液压缸，检查发觉：这一故障系制造装配时，空心螺钉的“伸出量”调整得太小，故“松刀”液压缸行程到位，而刀具在主轴锥孔中“压出”不够，刀具无法取出。调整空心螺钉的“伸出量”，保证在主轴“松刀”液压缸行程到位后，刀柄在主轴锥孔中的压出量为0.40.5mm。经以上调整后，故障排解。例372故障现象：JCS-018A立式加工中心(北京精密机床厂生产)机械手失灵；手臂旋转速度快慢不均，气液转换器失油频率加快，机械手旋转不到位，手臂升降不动作，或手臂复位不灵。调整SC-15节流阀协作手动调整，只能维持短时间正常运行，且排气声音渐渐浑浊，不像

8、正常动作时清楚，最终到不能换刀。分析及处理过程：1)手臂旋转75ordm;抓主轴和刀套上的刀具，必需到位抓牢，才能下降脱刀。动作到位后旋转180ordm;，换刀位置上升分别插刀，手臂再复位、刀套上。手臂75ordm;、180ordm;旋转，其动力传递是压缩空气源推动气液转换器转换成液压油由电控程序指令掌握，其旋转速度由SC-15节流阀调整；换向由5ED-IONl8F电磁阀掌握。一般状况下，这些元器部件的寿命很长，可以排解这类元器件存在的问题。2)因刀套上下和手臂上下是独立的气源推动，排气也是独立的消声排气口，所以不受手臂旋转力传递的影响；但旋转不到位时，手臂升降是不行能的。依据这一原理，着重检

9、查手臂旋转系统执行元器件成为必要的工作。3)观看75ordm;、180ordm;手臂旋转或不旋转时液压缸伸缩对应气液转换各油标升降、凹凸状况，发觉左右配对的气液转换器，左边呈上限右边就呈下极限，反之亦然，且公用的排气口有较大量油液排出。分析气液转换器、尼龙管道均属密闭安装，所以此故障缘由应在执行器件液压缸上。4)拆卸机械手液压缸，解体检查，发觉活塞支承环O形圈均有直线性磨损，已不能密封。液压缸内壁粗糙，环状刀纹明显，精度太差。更换上北京精密机床厂生产的80缸筒，重装调整后故障消逝，正常运行至今已7年，未再发生气械手换刀失灵故障。例373故障现象：某配套FANUC 11系统的BX-110P加工中

10、心，JOG方式时，机械手在取送刀具时，不能缩爪。机床在JOG状态下加工工件时，机械手将刀具从主刀库中取出送入送刀盒中，不能缩爪，但却不报警；将方式选择到ATC状态，手动操作都正常。分析及处理过程：经查看梯型图，原来是限位开关LS916并没有压合；调整限位开关位置后，机床恢复正常。但过一段时间后，再次消失此故障，检查LS916并没松动，但却没有压合，由此怀疑机械手的液压缸拉杆没伸到位。经查发觉液压缸拉杆顶端锁紧螺母的紧定螺钉松动，使液压缸伸缩的行程发生了变化；调整了锁紧螺母并拧紧紧定螺钉后，此故障排解。例374换刀不到位的故障修理故障现象：自动换刀时刀链运转不到位。当进行到自动换刀程序时，刀库开

11、头运转，但是所需要换的刀具没有传动到位，刀库就停止运转了。3min后机床自动报警。分析及处理过程：MPA-H100A加工中心是日本三菱公司广岛工机工厂生产，所配CNC系统为FANUC 6M-MODELB，工作台为1000mm×l000mm，60把刀具。由上述故障查报警知道是换刀时间超出。此时在MDI方式中，无论用手动输入刀库顺时针旋转还是逆时针旋转动作指令，刀库均不动作。检查电气掌握系统，没有发觉什么特别；PLC输出指示器上的发光二极管燃亮，表明PLC有输出，刀库顺时针和逆时针传动电磁阀上的逆时针一侧的发光二极管燃亮，表明电磁阀有电，此时刀库不动作，那么问题应当发生在液压系统或者其他

12、方面。但是液压系统的压力正常，各油路均畅通并无堵塞现象；检查各个液压阀的液压器件也没有发觉什么问题，估量故障可能出在液压马达上。为此，拆除了防护罩，卸下了液压马达，能拆卸检查的部位，都作了检查，也没有发觉什么问题；后又将液压马达送到大连组合机床讨论所去鉴定，其测试结论是液压马达是完好的。经在场的同志们认真分析讨论后认为，问题只能有一个，那就是机械方面的故障；但刀库的各部位，各个零部件均无明显的损伤痕迹，因此机械损坏故障可排解在外；最终问题归结为一点，即刀库负载太重，或者有阻滞的部位，以至液压马达带不动所致。事实上的确如此。我们在加工10t叉车箱体时，由于工件较简单，加工面较多，所用刀具多达40

13、多把，而且大的刀具，长的刀具(最长的刀具达550mm)，重的刀具(最重的刀具达25kg以上)用量都很大，而且我们忽视了刀具在刀库上的分布状况，重而长的刀具在刀库上没有匀称分布，而是集中于一段，以至造成刀库的链带局部拉得太紧，变形较大，并且可能有阻滞现象，所以机床的液压马达带不动。最终我们把刀库链带的可调部分稍松了一些，结果一切都恢复正常，说明问题的确是出在机械上。留意：刀库的链带又不能调得太松，否则会有“飞刀”的危急。有一次机械手在刀库侧抓刀时，当把刀具拔出、然后上升、再进行180ordm;旋转时，刀具突然被甩出，险些酿成大祸。分析这起故障的缘由，就是由于刀库链带太松的原因。该机床机械手的两个

14、卡爪是靠向下的推力而被刀柄的外径向外挤开，然后靠弹簧的张力来夹紧刀具的。当机械手向下抓刀时，由于链带太松，链带也随着机械手向下的推力而向下拱曲，结果机械手的卡爪只抓住刀柄的一大半，并没有完全抓靠、抓牢，当机械手旋转时，由于刀具很重，在离心力的作用下，刀具就沿切线方向甩出去。经把链带略微紧了一下，就再也没有发生类似状况。修理体会：刀库的驱动系统不外乎有两类，一类是机械传动，一类是液压传动。MPA-H100A加工中心是20世纪80年月初的产品，采纳液压传动方式，即采纳液压马达、电磁阀、流量掌握阀等来驱动刀库的运转。与采纳变频调速电动机驱动的刀库相比，就其电气掌握系统而言，要简洁得多，也比较直观，一

15、般不简单消失故障。但它也会随着设备的使用环境、加工条件、工件的简单程度、所用刀具的多少而有所变化，尤其是刀具的长度、刀具的重量以及刀具在刀库的分布状况，这些都是故障可能因素。例375例377回转刀架故障的修理例375故障现象：SAG210/2NC数控车床刀架电动机起不动，刀架不能动作。分析及处理过程：SAG210/2NC及CKD6140及数控车床，与之配套的刀架为LD4-I四工位电动刀架。分析该故障产生的缘由，可能是电动机相序接反或电源电压偏低，但调整电动机电枢线及电源电压，故障不能排解。说明故障为机械缘由所致。将电动机罩卸下，旋转电动机风叶，发觉阻力过大。拿开电动机进一步检查发觉，蜗杆轴承损

16、坏，电动机轴与蜗杆离合器质量差，使电动机消失阻力。更换轴承，修复离合器后，故障排解。例376故障现象：SAG210/2NC数控车床刀架的上刀体抬起但转动不到位。分析及处理过程：该车床所配套的刀架同上例。依据电动刀架的机械原理分析，上刀体不能转动可能是粗定位销在锥孔中卡死或断裂。拆开电动刀架更换新的定位销后，上刀体仍旧不能旋转到位。在重新拆卸时发觉在装配上刀体时，应与下刀体的四边对齐，而且齿牙盘必需啮合，按上述要求装配后，故障排解。例377故障现象：匈牙利EEN-400数控车床刀架定位不准。分析及处理过程：EEN-400数控车床是由匈牙利SEIN公司生产的，所配的刀架是由保加利亚生产的，可装6把

17、刀。经查定位不准的主要缘由是刀架部分的机械磨损较严峻，已不能通过常规的调整、刀补间隙补偿等手段来解决，需考虑进行整体更换。经了解，国内的数控刀架生产厂家已能生产相同性能的卧式6刀位刀架，作适当的处理，就可以使用。以陕西省机械讨论院生产的JYY卧式数控电动刀架更换了原刀架后，恢复了定位精度，经使用一年多宋，始终正常。例378加工尺寸失控的故障修理故障现象：南京JN系列数控系统加工尺寸不能掌握。分析及处理过程：该机床为采纳南京江南机床数控工程公司的JN系列机床数控系统而改造的经济型数控车床，其刀架为LD4-I型电动刀架。该机床在产品加工的过程中，发生其加工尺寸不能掌握的现象，操每次在系统中修改参数

18、后，数码显示器显示的尺寸与实际加工出来的尺寸相差很大，且尺寸的变化无规律可寻，即使不修改系统的加工参数，加工出来的产品尺寸也在不停地变化。因该机床主要是进行内孔加工，因此尺寸的变化主要反应在X轴上。为了确定故障部位，采纳替换法，将X轴的驱动信号与Z轴的驱动信号进行交换，即用2轴掌握信号去驱动X轴，而用X轴掌握信号去驱动Z轴。替换后故障依旧存在，这说明X轴的驱动信号无故障，同时也说明故障源应在X轴步进电动机及其传动机构、滚珠丝杠等硬件上。检查上述传动机构、滚珠丝杠等硬件均无故障，进一步检查X轴轴向重复定位精度也在其技术指标之内。是何缘由产生X轴加工尺寸不能掌握呢?思索检查分析故障的思路，发觉在分析检查中忽视了一个重要的部件电动刀架。检查电动刀架的每一个刀号的重复定位精度，发觉电动刀架定位不准。分析电动刀架定位不准的缘由，若是电动刀架自身的机械定位不准，故障应当是固定不变的，不应当消失加工尺寸不能掌握的现象，定有其他的缘由造成该故障现象。检查电动刀架的转动状况，发觉电动刀架在抬起时，有一铁屑卡在里面。铁屑使定位不准，这就是故障源。拆开电动刀架，用压缩空气将电动刀架定位齿盘上的铁屑吹洁净，重新装配好电动刀架后，故障排解。例379例380刀库无法旋转的故障修理例379故障现象：自动换