4-2刀库无机械手换刀装置的装调与维修

第二节

刀库无机械手换刀装置的装调与维修

刀库的功能是储存加工工序所需的各种刀具，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，甚至更多，刀库的容量首先要考虑加工工艺的需要。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，各种加工所必需的刀具数的结果是：4把铣刀可完成工件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%以上的工件钻铣工艺。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(中等尺寸，复杂程度一般)完成全部加工任务所需的刀具数在四十种以下，所以一般的中、小型立式加工中心配有14～30把刀具的刀库就能够满足70%～95%的工件加工需要。常见的刀库如表4—3所示。二、加工中心的自动换刀装置1.转塔式换刀装置转塔由若干与铣床动力头相连接的主轴组成。在运行程序之前将刀具分别装入主轴，需要哪把刀具时，转塔就转到相应的位置。二、加工中心的自动换刀装置2.180°回转式换刀装置接到换刀指令后，机床控制系统便将主轴控制到指定换刀位置；与此同时，刀具库运动到适当位置，换刀装置回转并同时与主轴、刀具库的刀具相配合；拉杆从主轴刀具上卸掉，换刀装置将刀具从各自的位置上取下；换刀装置回转180°，并将主轴刀具与刀具库刀具带走；换刀装置回转的同时，刀具库重新调整其位置，以接受从主轴取下的刀具；接下来，换刀装置将要换上的刀具与卸下的刀具分别装入主轴和刀具库；最后，换刀装置转回原“待命”位置。二、加工中心的自动换刀装置3.回转插入式换刀装置当接到换刀指令时，主轴移至换刀点，刀具库转到适当位置，使换刀装置从其槽内取出欲换上的刀具；换刀装置转动并从位于机床一侧的刀具库中取出刀具，换刀装置回转至机床的前方，在该位置将主轴上的刀具取下，回转180°，将欲换上的刀具装入主轴；与此同时，刀具库移至适当位置以接受从主轴取下的刀具；换刀装置转到机床的一侧，并将从主轴取下的刀具放入刀具库的槽内。二、加工中心的自动换刀装置4.二轴转动式换刀装置接到换刀指令，换刀机构从“等待”位置开始运动，夹紧主轴上的刀具并将其取下，转至刀具库，并将刀具放回刀具库；从刀具库中取出欲换上的刀具，转向主轴，并将刀具装入主轴；然后返回“等待”位置，换刀完成。二、加工中心的自动换刀装置5.主轴直接式换刀装置(1)圆盘式刀库换刀这种换刀机构不需要机械手，结构简单、紧凑。由于交换刀具时机床不工作，所以不会影响加工精度，但会影响机床的生产率。其次因刀库尺寸限制，装刀数量不能太多。这种换刀方式常用于小型加工中心二、加工中心的自动换刀装置5.主轴直接式换刀装置（2）斗笠式刀库换刀二、斗笠式刀库的结构表4—4斗立式刀库各零部件的名称和作用三、斗笠式刀库的维护采取液压平衡法时，要定期检查液压系统的压力。具体操作见表4—5。四、常见故障的诊断与维修例4－7不旋转到目标刀位的诊断与维修故障现象：斗笠式刀库从主轴取完刀，不旋转到目标刀位。

故障分析：一般刀库的旋转电机为三相异步电动机带动，如果发生以上故障，要进行以下检查：①参照机床的电气图纸，利用万用表等检测工具检查电机的启动电路是否正常？②检查刀库部分的电源是否正常？交流接触器开关是否正常？一般刀库主电路部分的动力电源为3相交流380V电压，交流接触器线圈控制部分的电源为交流110V或直流24V，检查此部分的电路并保证电路正常；③如果在保证以上部分都正常的情况下，检查刀库驱动电机是否正常？故障处理：如果以上故障都排除，请考虑刀库机械部分是否有干涉的地方？刀库旋转驱动电机和刀库的连接是否脱离？四、常见故障的诊断与维修例4－8刀库互锁M03不能执行的故障排除故障现象：某配套SIEMENS810M的立式加工中心，在自动运行如下指令时：T**M06；S**M03；G00Z-100；有时出现主轴不转，而Z轴向下运动的情况。四、常见故障的诊断与维修故障分析：本机床采用的是无机械手换刀方式，换刀动作通过气动控制刀库的前后、上下实现的。由于故障偶然出现，分析故障原因，它应与机床的换刀与主轴间的互锁有关。仔细检查机床的PLC程序设计，发现该机床的换刀动作与主轴间存在互锁，即：只有当刀库在后位时，主轴才能旋转；一旦刀库离开后位，主轴必须立即停止。现场观察刀库的动作过程，发现该刀库运动存在明显的冲击，在刀库到达后位时，存在振动现象。通过系统诊断功能，可以明显发现刀库的“后位”信号有多次通断的情况。而程序中的“换刀完成”信号(M06执行完成)为刀库的“后位到达”信号，因此，当刀库后退时在第一次发出到位信号后，系统就认为换刀已经完成，并开始执行S**M03指令。但M03执行过程中(或执行完成后)，由于振动，刀库后位信号再次消失，引起了主轴的互锁，从而出现了主轴停止转动