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加工中心自動換刀系統故障典型案例分析,總結加工經驗技
2015年10月10日      關注:159
  加工中心在一次裝夾中,能夠實現自動銑削、鉆孔、鏜孔、鉸孔和攻螺紋等多種工序,其中自動換刀系統則是加工中心的關鍵環節,是加工中心的象征。由于其結構復雜,故障的診斷和排除難度都比較大,加之出現故障的頻率較高,常常是維修人員所遇的難題。本文通過3例加工中心自動換刀系統故障修復的典型實例,總結出一些處理過程中的解決方法,以備維修人員參考。

 

1. 典型實例1

  臺灣地區產型號為BMC—110T2的加工中心(見圖1),系統為FANUC—21i—M,刀庫采用的是鏈條型式。該加工中心在自動換刀過程中,走到第17步時,停止不能動作,機床報警。維修發現,第17步動作為機械手由等待位置平移至刀庫。分析認為,17步不執行的原因一般為前一步動作未完成,或者機械已到位,但反饋信號沒有給系統,造成中途停止。第16步動作為刀鏈旋轉至該刀對應刀套。目測,從機械位置看,第16步已經完成,下一步并未執行。由于16步動作完成的檢測感應開關位置不明確,所以本故障通過梯形圖來查找故障點較為方便。查找電氣資料,17步機械手由等待位置平移至刀庫的輸出信號為Y4.4(ARM RIGHT TRAVEL)。打開梯形圖,搜索,找到表示輸出信號Y4.4的輸出線圈,該線圈未亮,說明動作條件不滿足。通過遞推法向前尋找不滿足的原因,即尋找輸入信號,最終查到輸入信號X13.5不亮,該信號是引起第17不動作的原因。再次查找電路圖,輸入信號X13.5代表的含義是刀庫鎖,線號為326,感應開關為LS26,由此可知,刀庫鎖信號沒有反饋給系統是導致故障的原因。通過位置圖樣尋找到該感應開關,最終發現感應開關損壞,更換后故障排除。


圖1 BMC—110T2加工中心

 

2. 典型實例2

  齊齊哈爾第一機床廠生產的型號為SVT—125單柱立車加工中心,系統為西門子802D,刀庫采用的是圓盤刀庫。該加工中心自動換刀過程中,在X軸移向刀庫門附近的換刀點,準備進行抓刀動作時,刀庫門不打開,換刀過程停止,恢復原始狀態后再次換刀,故障依舊。

 

  以經驗來分析,造成該故障的原因有:①X軸并未移到換刀點位置。②位置到了,但是反饋信號沒有返回系統。③刀庫門故障。④換刀程序或者系統故障。

 

  首先,檢查X換刀點機械位置與設定位置,經檢查,相符合。再檢查換刀點處的感應開關信號,信號正常,所以也不是該原因引起。接著檢查刀庫門,該刀庫門的打開閉合是靠氣動系統驅動的,所以檢查氣動系統的壓力,未發現問題,手動操作控制刀庫門開關的氣動開關,刀庫門能正常打開,閉合。另外,打開到位、閉合到位的感應信號也都正常,也未發現問題。

 

  至此,外圍故障基本排查完畢,下一步進行系統故障的查找。同時按下【ALT+N】,進入西門子系統畫面,輸入口令,由普通模式進入專家模式,該換刀程序是由廠家自己設計,儲存在機床制造商程序當中,專家模式下可以查看,遂檢查該換刀程序。

 

  點擊進入【機床制造商程序】,打開【子程序SPF】目錄下的Tool change文檔,該文檔為廠家設定的換刀程序。檢查該換刀程序發現,與之前備份的換刀程序相比,該程序中M31、M32兩個指令碼丟失,所以,換刀程序丟失是導致該換刀中途停止的原因之一,重新輸入保存后,再次進行自動換刀,該故障消失。

 

3. 典型實例3

  日本進口,型號為MVR—30的三菱龍門式五面體加工中心(見圖2),系統為FANUC 31i,刀庫為鏈條型式。該加工中心為公司2013年新購置設備,一般ATC換刀故障可通過畫面操作自主恢復,方便快速。該設備故障為ATC變換器在自動換刀過程中突然停電,再開機時,換刀停止不執行。該故障恢復首先采取兩種方法:


圖2 MVR-30五面體加工中心

 

  (1)方法一:自動恢復,即打開ATC復位畫面(見圖3),通過軟件操作來恢復。

圖3 ATC復位畫面

 

  (2)方法二:手動恢復,主要用ATC的M指令代碼來操作。

 

  方法一不能恢復時,采用方法二;兩種方法都不能恢復時,那么就有可能出現電氣元件或者機械部件損壞,這時則需再采用前面實例所說的方法找到故障點,然后進行修復。

 

  本故障恢復過程首先采用方法一:點擊按鈕【Custom1】,顯示出頁面后,選擇【主菜單】,再選擇【機械菜單】,再打開【ATC復位】,這樣換刀過程狀態就會顯示在畫面中。本次故障停止在第4步,即換刀器回旋刀庫側。手輪模式下,通過操作軟鍵【步驟】→【+方向】→【執行】,這樣換刀就會自動執行復位動作到下一步;繼續按軟鍵【執行】,ATC就會完成復位動作,自動換刀過程完成。也可通過操作按鍵【連續】→【+方向】→【執行】,這樣只需操作一次,機械手就會連續執行復位動作的全部步驟。

 

  按方法一操作,故障并未消除。接著采用方法二,松開急停,按下運行準備按鈕,按方法一中的介紹,找到ATC復位畫面。換刀過程在第4步停止,即換刀器回旋刀庫側。將模式切換到MDI模式,輸入指令M235(ATC周期復位)運行,即取消了原換刀指令;再通過資料找到換刀器回旋刀庫側的動作指令為M107,輸入M107→INPUT→【自動啟動】按鈕運行,這樣機械手開始工作,進行到下一步動作;接著再按方法一來恢復,這樣ATC換刀完成,故障修復。


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