情境五自动换刀装置的故障诊断与维修

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五轴加工中心的自动换刀故障

目前，五轴加工中心的自动换刀装置(ATC)有两种常用类型的换刀方式，一是刀具从刀库中直接由主轴交换，二是依靠机械手完成主轴与刀库上刀具的交换。第一种换刀方式适用于五轴小型加工中心，刀库较小，刀具较少，换刀动作简单，出现掉刀等故障时容易发现并能及时排除。第二种换刀方式，从结构上和动作上看均属于比较复杂的一种。本文以Vcenter-80型加工中心为例分析掉刀故障?象并加以处理。加工中心换刀动作分析从PLC图上看此机床换刀程序达900多步，很难读懂其工作原理。在此，略运去ATC数据交换、传递、存储及刀号存储等内容，把换刀动作简述如下：CNC换刀指令(M06)→刀套下降→下降到位→机械手转动→转动减速→转动到位(X4.7)→主轴刀松开→松开到位→机械手转动→转动减速→转动到位→主轴刀夹紧→夹紧到位(X2.5)→机械手逆转→机械原位，换刀完成。其中，机械手的快、慢速由变频器实现，电动机转动时带动机械凸轮传动实现机械手的上升、下降。掉刀故障掉刀故障现象出现时间较长，一开始，偶尔出现一次，一月一次，甚至两三月一次，以为是偶然因素引起的，没有引起足够的重视，慢慢地一周出现一次，甚至两次，同时伴随着主轴上的刀装不到位的情况。后来慢慢地演变为一个班次多次出现故障，严重地影响生产进度、造成废品产生。仔细观察，掉刀故障有两种情况出现，一种是由本工步加工完成后掉刀，一种是本工步根本没加工，刀具落在工作台上。由于加工过程中，换刀动作均执行，动作顺序正常，故出现掉刀、装刀(装到主轴上)不到位时均无任何报警现象，只有操作者在工件检查或听到掉刀异常声音时，才会发生故障，因而在自动加工生产线上有时会因掉刀而出现批量废品的现象。故障分析与处理检查机械手执行ATC换刀故障排除步骤，把机械手停止在垂直极限位置。检查机械手手臂上的两个卡爪及支持卡爪的弹簧等附件。均没有发现问题，说明机械手夹持刀具紧固，在机械手转动情况下不会出现掉刀现象。检查刀具夹持情况根据刀具有主轴上装不位的现象分析，可能是主轴内孔中碟簧不能对刀具夹持紧固，从而出现刀装不到位，甚至装不上而掉刀现象。拆开主轴内部，发现有几处对碟簧已碎。于是更换了全部碟簧。试车时没有出现任何问题。运行一个班次后又出现掉刀现象。检查换刀程序针对本故障仅出现在换刀动作过程中?与其他动作无关，编辑一个自动换刀反复执行程序，并运行此程序，以期找到掉刀的真正原因。编辑自动换刀程序如下：O0200→S500→M03→G04X3.0→M06→M99→%在程序运行中，发现如下情况：主轴刀具夹紧没有到位，甚至还没有夹紧动作的情况下，机械手转动，于是掉刀。依前文换刀动作顺序分析主轴刀具夹紧到位行程开关误动作引起掉刀故障。打开PLC梯形图，监控该行程开关(输入为X2.5)，反复按压该行程开关，发现20多次压合中有3次X2.5为“0”状态的现象出现两次，同时压合后X2.5不能由“1”状态转到“0状态”的现象出现两次，根据以上判定该行程开关损坏。此开关为OMRONZC—Q2255，用国产CXW5—11Q1替换，试车正常。一周后，操作者仍反映有掉刀现象，当然出现的频次小了，这说明掉刀故障仍未彻底排除。故障处理反复运行两个小时，自动换刀几百次。终于发现一次故障：在机械手没有到位的情况下，主轴上的刀具松开，机手没有抓住刀，从而出现掉刀现象，这说明机械手到位磁感应开关误动作。更换开关E2E—CR8C1，故障现象仍然存在。查看PLC梯形图，此开关输入点为X4.7。梯形图中X4.7为常开点，当此开关感应时状态为“0”，不感应时状态为“1”。其逻辑状态与常见的感应开关逻辑状态相反。当X4.7断线时，也会引起X4.7为“1”状态，于是排查X4.7的联线，发现电磁感应开关后方的接线端子处X4.7松动，每当自动换刀时，机械手凸轮一系列动作引起的轻微震动，使X4.7线处于断开状态，这样在机械手未到位时，松开刀具的感应开关虽仍感应，但因处于断线状态，X4.7伯为“1”状态，于是在机械未到位时，刀具松开而出现掉刀故障。这种情况的掉刀故障，是刀具已作加工工步而后掉的刀，在上文提到的则是刀具未作任何加工工步就掉刀的故障。3 y$ f& L- o! K5 v本文来自五轴加工中心网站朱轩实业撰写而来，朱轩希望能帮助到各位，高手路过见笑

刀库和换刀装置的故障诊断方法和维修分析

刀库和换刀装置的故障诊断方法和维修分析摘要：本文首先数控机床刀库与换刀装置为研究对象，首先简要分析了自动换刀装置的基本形式，指出了刀库及换刀机械手在日常运作时的常见故障，并给出了具体的维修方法，望能为此领域研究有所借鉴与帮助。

关键词：刀库;换刀装置;故障诊断;维修刀库与换刀装置是为大、中型加工中心提供配套支持，且实现自动换刀与刀具储备的两部分，乃是重型加工中心、高档加工中心的重要构成。

针对刀库来讲，其主要作用就是提供储刀位置，并且能够依程式控制，合理选刀具，并准确定位，以此完成刀具交换;而换刀装置则执行交换刀具的动作。

在实际运行当中，刀库和换刀装置经常会出现各种故障，因而会影响整个生产的正常开展。

本文结合实际情况，就其故障诊断方法及维修策略作一探讨。

1.自动换刀装置的基本形式（1）带刀库所对应的自动换刀系统。

针对此系统而言，其主要由两部分构成，其一为交换机，其二是刀库与刀具。

首先将加工时所需所有刀具均安装于刀柄上，于机外预先调整其尺寸，并按照特定方式，放到刀库当中。

在进行换刀时，首先会从刀库中选刀，并借助刀具交换装置，将刀具从刀库与主轴上取出，而在刀具交换后，把新刀具装到主轴上，然后把旧刀具放回到刀库当中。

需要指出的是，用于存放刀具的刀库容量很大，其除了能够安装于主轴箱的上方，还可根据现实需要，当作单独部件，安装于机床外，借助搬运装置而完成刀具的运送。

（2）更换主轴头换刀。

如果数控机床当中安装有旋转刀具，那么对主轴头进行更换，便是一种比较简单的方式。

针对主轴头来讲，一般情况下，其有两种方式，即立式与卧式，且经常用转塔的转位对主轴头进行更换，以此来达到自动换刀的目的。

而在转塔所对应的各主轴头上，事先便安装有能够满足各工序操作需要的旋转刀具。

当换刀指令发出之后，各主轴头会按照指定顺序，旋转至加工位置，且与主轴运动相连接，主轴将刀具带动，并进行旋转，而对于其他处在非加工位置的主轴，均和主运动之间呈脱开状态。

自动换刀装置控制原理及故障分析

第27 卷第1期2 0 0 9 年1 月西安航空技术高等专科学校学报Journal of Xi an Aerotechnical CollegeVol 2 7 No 1Jan . 2 0 0 9 自动换刀装置控制原理及故障分析罗庚合1, 黄万长2( 1. 西安航空技术高等专科学校机械工程系, 陕西西安710077; 2. 陕西法士特齿轮有限公司, 陕西西安710077)摘要: 加工中心自动换刀装置提高了数控机床的加工效率, 但由于加工中心换刀装置的动作控制比较复杂, 包含机械、电气与PM C、液压和检测等技术, 所以自动换刀装置的故障率比较高, 主要介绍自动换刀装置的类别和控制,自动换刀装置的故障诊断方法, 列举了自动换刀装置的一些常见故障及维修示例。

关键词: 加工中心; 选刀; 刀具交换; 乱刀与掉刀; PM C 诊断; I/ O 状态诊断中图分类号: T H161+ . 21 文献标识码: A 文章编号: 1008- 9233( 2009) 01- 0014- 051 引言4、6、8、12 工位, 有用电动机驱动的正传和反转, 也有用液压系统通过电磁换相阀和顺序阀进行控制加工中心可分为车削中心、镗铣中心和钻削中心等, 加工中心在加工过程中, 要使用多种刀具, 因此必须有自动换刀装置, 以便选择不同刀具, 完成不同工序的加工工艺。

常用的刀库形式有圆盘式刀库, 链式刀库, 格子盒式刀库。

按有无机械手又可分为不带机械手的自动换刀装置和带机械手的自动换刀装置。

按刀库的旋转和机械手的动作驱动方式可分为有液压、气动控制系统和电气与机械联合控制的驱动系统。

随着加工中心数控机床的普及和应用, 自动换刀装置控制过程中的故障率也比较高。

由于自动换刀装置结构比较复杂、控制为机、电、液联合控制, 复杂系数高等原因。

所以加工中心自动换刀装置的故障维修比较困难。

简要叙述换刀装置的分类和特点, 以立式镗铣中心普遍使用的圆盘式加工中心自动换刀装置为例, 分析自动换刀装置的控制原理及常见故障的维修方法。

第五章自动换刀装置结构与维护

图6—32 Z轴换刀位置的调整
3、Z轴换刀位置调整
方法是采用标准刀柄测主轴松刀和抓刀时刀柄的位移量△K，要求 △K=O.79土O.04。主轴向下移动，抓住标准刀柄并夹紧后，用量规和塞尺测量主轴下端面及刀环上端面的距离△G，然后来确定主轴箱换刀的位置坐标Ztc。
四、斗笠式刀库的维护
名称
表6—4 斗笠式刀库的维护图示
换刀缸
齿轮
作用
每半年检查加工中心换刀缸润滑油，不足时需要及时添加。
每季度检查加工中心刀臂式换刀机构齿轮箱油量，不足时需要添加齿轮箱油。
名称铁屑
传动部分
图示
作用
用气枪吹掉刀库内的铁屑
图6—17 换刀过程
(2)斗笠式刀库换刀
图6—18 刀库移动—主轴升降式换刀过程
二、斗笠式刀库的结构
1—刀柄2—刀柄卡簧3—槽轮套4 ，5—接近开关6—转位电动机7—碟形弹簧8—电动机支架9—刀库转轴
10—马氏槽轮11—刀盘12—杠杆 13—支架14—刀库导轨15，20—带轮16—接近开关17—带轮轴18—刀库架19—刀库移动电动机21—传动
名称刀库防护罩
图示
作用
防护罩起保护转塔和转塔内刀具的作用，防止加工时铁屑直接从侧面飞进刀库，影
响转塔转动
刀库转塔电动机
主要是用于转动刀库转塔
名称刀库导轨
气缸刀库转塔
图示
作用
由两圆管组成，用于刀库转塔的
支承和移动
用于推动和拉动刀库，执行换刀
用于装夹备用刀具
三、斗笠式刀库的电气控制
第二节刀库无机械手换刀的结构及维护
【学习目标】
➢ 掌握加工中心的自动换刀装置的种类 ➢ 掌握斗笠式刀库的结构及电气控制方式 ➢ 会对斗笠式刀库进行维护及保养

自动换刀装置维护

各种类型的自动换刀数控机床。尤其是对使用回转类刀具的数控镗、铣床类立式、
卧式加工中心机床。
用机械手配合刀库进行换刀
要根据工艺范围和机
刀库只有选刀运动，床特点，确定刀库容
机械手进行换刀运和自动换刀装置类 4
动，刀库容量大
型。
（一）、刀具的选择
自动选刀：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。
（三）、刀库的故障
1.刀库不能转动或转动不到位,刀库不能转动的可能原因有：
①联接电动机轴与蜗杆轴的联轴器松动； ②变频器故障，应查变频器的输入输出电压正常与否； ③PLC无控制输出，可能是接口板中的继电器失效； ④机械连接过紧或黄油粘涩； ⑤电网电压过低(不应低于370V)。
12
四、自动换刀装置的常见故障与维修
各种类型的自动换刀数控机床。
可能原因是刀套上的调整螺母
2．任意选松择刀动具，或弹簧太松，造成卡紧力超重，刀具超重。
（一）、刀具自动交换
刀库不能转动或转动不到位,刀库不能转动的可能原因有：
3.刀套上下不到位二、自动换刀装置类型
2．非接触式刀具识别装置
可能原因是装置调整不当或加工
机刀械库手只夹有误持选刀刀差柄运不动过稳，定机大，械机手而械进动行造作换误刀成差运过动拨大，；刀叉库容位量大置不正确；因限位开关安装不
1.刀库运动故障，定位误差过大； 2.机械手夹持刀柄不稳定，机械动作误差过大； 3.机械、液压(或气动)方面的故障； 4.反馈环节(电路或反馈元件)故障；
9
（二）、刀库及换刀机械手的维护
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。

经济型数控车床自动换刀装置的故障分析及排除

“ 后 ”与过冲现象出现的原因基本一样，都滞是刀架旋转体的位置和刀架座之间的距离相差太大，一般情况下直观就能分辨出是否出现了滞后
和过冲，如图２所示。
【４第３卷６】４第３期２１—３下）０２（
１自动换刀装置与自动刀架
经济型换刀装置是经济型数控机床中最重要
１１刀架抬起．
在数控机床发出更换刀具的指令之后，如图
的部分之一，而自动刀架则是自动换刀装
置的主要部件。统计资料显示，目前使用
中图分类号：Ｔ５Ｇ６９文献标识码：Ｂ文章编号：１０—０３（０２３下）０６ — ４９１４２１）（－０３００
Ｄｏ：．９９Ｊｉｎ１０－０．０．（）２ｉ１３６／．ｓ．０９１４２１３下．００ｓ３２
会出现刀架的过冲和滞后现象。经过走访调查，并
且进行反复的试验，结果依旧如此。经过实践操作并结合专家意见，我们分析得出有以下四种的机械
１３刀架定位．刀架体转动时会连同电刷座一起转动，当转到指定的刀号时，粗定位销便会在弹簧力的作用下进入粗定位盘的槽中再次进行粗定位。同时，另一电刷会接触导体使电动机反转。由于粗定位槽的某些限制，刀架体不能够转动，并使其在该位置上垂直落下，此程序中的刀架体和刀架底座上的端面齿啮合实现精确定位，从而实现刀架的定位工作。

数控机床自动换刀装置的故障分析与排除

故障现象：某型号数控机床在自动换刀过程中，经常出现
主轴定位不准确现象，导致自动换刀无法正常进行。
例，其气压太高或太低以及换刀气阀节流开口太大或太小。
诊断分析及处理过程：机床刚启动工作时，出现上述现象的次数很少，通过重新开机启动后一般都能正常工作一段时间。但工作一段时问后，主轴定位不准确的现象就表现得越来越严重，障频率也越来越高，故严重影响了机床的正常使用。
定换刀动作。
床中可靠性最为薄弱的环节，故障率较高。刀机械手为例，以换
它的主要故障通常表现为：掉刀、卡刀、机械手动作不到位或根
本无动作、机械手换刀速度过快或过慢、机械手夹持刀柄不稳
５要制订具体的保养措施，保持刀具、刀柄和刀套的清）
１在自）动换刀装置中尽量采用可靠性高的元件，比如传
感、气动、液压元件的选取。一旦元件工作不正常就马上采取措施甚至更换，故障排除在萌芽状态，而减少损失。将从
收稿日期：０７０ — ６２０ — ６１
的定位采用编码器，动作也完全正确，定位所以发生电气故障
刀点或换刀点漂移；械手抓刀时没有到位就开始拔刀。机
３自动换刀装置故障诊断实例
实例一：主轴定位不准的故障。
３）刀具从机械手中脱落。主要原因：刀具净质量超重：机械手卡紧销损坏或弹簧未弹出。４机械手换刀速度过快或过慢。主要原因：）以气动机械为
放置，确认程序上规定的刀具号与所配刀具号是否一致，以免出现错换刀导致严重的生产事故发生。

数控机床自动换刀系统的故障排查与维修方法

数控机床自动换刀系统的故障排查与维修方法数控机床自动换刀系统在工业生产中扮演着重要角色，然而偶尔会遇到一些故障导致正常的生产工作受到干扰。

本文将介绍数控机床自动换刀系统常见故障的排查方法以及维修方法，帮助读者快速解决问题并恢复生产。

首先，我们来了解一下数控机床自动换刀系统的组成。

该系统由刀库、刀杆、刀座等主要组件构成。

故障通常出现在刀杆与刀座之间的连接部分。

常见的故障有刀杆卡滞、刀座松动、换刀定位错误等。

当遇到故障时，首先要做的是检查刀杆是否卡滞。

刀杆卡滞可能是由于过多的切屑或者油污导致的。

解决方法是清理刀杆和刀座之间的油污，以及及时清理刀座上的切屑。

此外，也应进行润滑保养，确保刀杆顺畅运行。

其次，如果刀座松动，我们可以采取以下步骤来解决问题。

首先，检查螺母是否松动，必要时紧固螺母。

其次，检查刀座与刀杆之间的连接是否紧密，避免松动。

如果刀座已经损坏或磨损，需要更换刀座。

最后，还应该检查刀座的弹簧是否失效，确认刀座的弹性是否符合要求。

换刀定位错误也是常见的故障之一。

如果发生换刀定位错误，首先要检查刀杆的长度和形状是否正常。

如果刀杆口径不匹配，需要更换合适的刀杆。

其次，刀座的定位销是否损坏，需要修复或者更换。

最后，还应检查换刀定位装置的传感器和控制系统是否正常，避免传感器故障导致定位不准确。

除了以上常见故障外，系统中的电气故障也可能导致自动换刀系统的故障。

在排查电气故障时，我们可以通过以下步骤来解决问题。

首先，检查电源线是否接触良好，确保电源正常供电。

其次，检查各个部件的电缆连接是否紧固，排除电线松动或者脱落的可能性。

如果电气故障仍然存在，建议寻求专业技术人员的帮助进行进一步的排查。

总结来说，数控机床自动换刀系统的故障排查与维修是一个复杂而又细致的过程。

在故障排查时，首先要根据故障现象进行针对性的检查，找出问题所在。

然后根据不同的故障类型采取相应的修复措施，如清洁、紧固或者更换部件。

若故障仍未解决，及时寻求专业技术人员的帮助。

自动换刀装置的结构原理与维修

自动换刀装置的结构原理与维修2007-09-26 01:24:39 作者：山特维克来源：互联网文字大小：【大】【中】【小】简介：8.4.1 自动换刀装置的形式自动换刀装置是加工中心的重要执行机构，它的形式多种多样，目前常见的有以下几种。

1．回转刀架换刀数控机床使用的回转刀架是最简单的自动换刀装置，有四方刀架、六角刀架，即在其上装有四把、六把或更多的刀具。

回转刀架必须具有良好的强度和刚度，以承受粗加工的切削力：同时要保证回转刀架在每次转关键字：刀具夹具切削铣削车削机床测量8.4.1 自动换刀装置的形式自动换刀装置是加工中心的重要执行机构，它的形式多种多样，目前常见的有以下几种。

1．回转刀架换刀数控机床使用的回转刀架是最简单的自动换刀装置，有四方刀架、六角刀架，即在其上装有四把、六把或更多的刀具。

回转刀架必须具有良好的强度和刚度，以承受粗加工的切削力：同时要保证回转刀架在每次转位的重复定位精度。

图8-17为数控车床六角回转刀架，它适用于盘类零件的加工。

在加工轴类零件时，可以用四方回转刀架。

由于两者底部安装尺寸相同，更换刀架十分方便。

图8-17 数控车床六角回转刀架1－活塞2－刀架体3、7－齿轮4－齿圈5－空套齿轮6－活塞8－齿条9－固定插销10、11－推杆12－触头回转刀架的全部动作由液压系统通过电磁换向阀和顺序阀进行控制，它的动作分为4个步骤：(1)刀架抬起当数控装置发出换刀指令后，压力油由a孔进入压紧液压缸的下腔，活塞1上升，刀架体2抬起，使定位用的活动插销10与固定插销9脱开。

同时，活塞杆下端的端齿离合器与空套齿轮5结合。

(2)刀架转位当刀架抬起后，压力油从c孔进入转位液压缸左腔，活塞6向右移动，通过联接板带动齿条8移动，使空套齿轮5作逆时针方向转动。

通过端齿离合器使刀架转过60º。

活塞的行程应等于齿轮5分度圆周长的1/6，并由限位开关控制。

(3)刀架压紧刀架转位之后，压力油从b孔进入压紧液压缸上腔，活塞1带动刀架体2下降。

刀库及换刀装置故障诊断与维修

确保装到位．牢靠．检查刀座上的装并锁紧装置是否可靠（）常检查刀库的回零位置是否４经正确．查机床主轴回换刀点位置是否检
到位．现问题要及时调整．则不能发否
卡紧爪弹簧压力过小：弹簧后面的螺或母松动：刀具超重：机械手卡紧锁或或
否正常：Ｌ无控制输出．可能是接口ＰＣ
数控机床使用的回转刀架是最简单的自动换刀装置。四方刀架、角有六刀架，在其上装有四把、把或更多即六
的刀具回转刀架必须具有良好的强度
刀库及换刀装置故障诊断与维修
周瑜飞
（南株洲职业技术学院湖南株洲湖
摘
４３０）１００
要：明了数控机床刀库故障诊断的理论根据；出故障诊断与维修的基本方法和步骤；通过阐指并
精选来自一线的各类典型故障。具体详细地介绍了故障的分析与处理过程。
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．成卡紧力不足：刀具超重。造或
关键词：库；刀装置；刀机械刀换换中图分类号：Ｇ５Ｔ６９文献标识码：Ａ

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故障源，恢复设备精度。
工作任务
工作过程
工作任务
老师引导
检查评估
通过数控自诊断界面察看 PLC I/O状态，检测、选用合理的测试手段与方法，对故障进行定位、找出真正的故障原因，找出并排除故障源，恢复设备功能
诊断方法先外部后内部先机械后电气
定位不准与哪些环节直接有关？
工作任务
工作过程
工作任务
学习内容：
1、利用电动刀架机械结构图，对刀架机械部分进行拆卸及故障的诊断。 2、利用电动刀架线路图及PMC 控制梯形图，对电路接线情况进行检查。 3、利用电动刀架控制电气设计图，对电器元件进行检查。 4、利用PMC参数界面，对电动刀架相关参数进行调整。
回转刀架的机械结构
1-电动机 2-联轴器 3-蜗杠轴 4-蜗轮丝杠 5-刀架底座 6-粗定位盘 7-刀架体 8-球头销 9-转位套 10-电刷座 11-发信体 12-螺母 13、14-电刷 15、粗定位盘 16、中心螺母
老师引导
总结
根据检查结果提出现参数设置不合出改正措施或提理通常产生的精度出预防措施。超差是否有规律？
二．应知应会
应知：
• 数控车床刀架的分类 • 数控车回转刀架的机械结构与工作
原理
• 数控车电气PMC选刀控制过程 • 数控容易发生故障点及预防措施
应会：
• 1．用原理分析法查找故障 • 2．会应用信号踪法查找故障 • 3．会沟画独立单元系统框图
安全互锁
• 刀架电动机长时间旋转，而检测不到刀位信号，则认为刀架出现故障，立即停止刀架电动机，以防止将其损坏并报警提示；
• 刀架电动机过热报警时，停止换刀过程，并禁止自动加工；在对刀架的换刀原理有所了解后，那么对于电动刀架在工作过程中常见的一些故障我们应该很容易分析出他的原因。
三．任务实施
1、工作前准备：
故障设置老师先用加工中心设置好故障，将故障现象演示给学生看，然后向学生明确学习目标和工作任务
实训设备
• 带机械手交换装置的加工中心
3台
• 万用表 3只 • 内六角扳手与呆头扳手3套 • 旋具3套
加工中心
2、学习目标：
• 能独立依据机床说明书，完成对数控机床故障的检查。
根据调查的故障现象与故障机理，先排除一些明显不可能原因，缩小故障范围，再罗列故障产生原因。
工作任务
工作过程
工作任务
老师引导
实施
按计划实施，选用合理
的检测手段与方法，对产生精度超差的原因一一加以排除，最终找出真正的故障原因，消除
诊断方法先外部后内部先机械后电气定位不准与哪些环节直接有关
行机械、电气控制理论以及故障诊断方法来罗列故障产生原因，
相邻前后两个动作之间是否为因果关系？
确定排除故障的步骤如何画故障查找流程图
与方法。
如何画输入输出系统方框图？
工作任务
工作过程工作任务
老师引导
实施
刀具的松开由什么控制实现？如YV2不得电，能否实
现松开？SQ4如YV2得电，可刀具松刀液压缸不移动，
刀具的松开与夹紧分别由什么控制？
刀具的夹紧由什么实现？如果夹紧力调整过大可能会造成什么后果？
工作任务
工作过程
工作任务
老师引导
计划
根据刀具交换的动作刀具交换故障中断在哪个环节？
过程及控制程序、出故障产生原因与换刀臂下降（从主
现的故障现象进行故轴中拔刀）之后动作有无关系？应
障机理分析，综合运从哪点开始向前追踪。
一、任务导入
某台C2-6136HK/1数控车床刀架在加工过程中出现换刀时定位不准故障，导致加工超差，故障现象，对该机床故障诊断与排除。
1、工作前准备
• 故障设置
老师先用真实数控车床设置好故障，将故障现象演示给学生看，然后向学生明确学习目标和工作任务
实训设备 1.C2-6136HK/1数控车床6台 2. 百分表与磁性表座6套 3.内六角扳手与呆头扳手6套 4. 旋具6套 5.专用扳手、铜棒等
1.修前调查：可将调查内容进行填入下表
序号
调查内容
1
2
3
4
5
6
7
8
调查结果记录
判断
2．据理析ห้องสมุดไป่ตู้ 由于X方向加工尺寸精度超差，且不稳定，这多半与松
动、接触不良引起。
3.罗列原因： • 定位销锈死不灵活 • 刀位定位开关松动 • 定位开关接线不良 • 端齿盘齿面上有铁屑 • 刀具没夹紧 • 数控系统伺服回转定位精度差
5.故障判断与定位
• 由于是在加工过程中发生定位不准，外观检查，发现发讯盘没松动也没圆周方向错位。检查参数符合要求，因此可排除以上两个原因。
• 拆开刀架体检查，发现粗定位销已断，更换定位销，故障排除
思考题：
– 1.刀架如果不转，应该检查哪个部位？ – 2.刀架只某个工位不能定位，应该重点检
查什么元件？ – 3.刀架不停地转应该检查哪个部位？ – 4.指令刀号与实际不符，原因有哪些？ – 5.刀具不能夹紧原因有哪些?
任务10 加工中心换刀臂平移夹住刀柄，无拔刀动作的故障诊断与维修
一、任务导入
某加工中心刀具交换时出现换刀臂平移到主轴下方夹住刀柄后，无拔刀动作，试分析故障原因并排除之。
学习内容
• 加工中心主轴夹紧与松开控制过程。 • 加工中心选刀与刀具交换过程的PLC控制
过程 • 刀库与机械手换刀装置的结构 • PMC梯形图的识读 • 通过PMC画面查找故故障信息 • 刀库与机械手交换装置常见故障的诊断与
排除的方法。
相关知识
• 1.加工中心主轴结构
2.加工中心的刀具松开液压原理图
1—刀库 2—刀具 3—换刀臂升降油缸 4—换刀臂 5—主轴 6—主轴油缸 7—拉杆
三．任务实施
1.故障调查通过访问操作者了解故障发生时情况
2.技术资料查找刀具交换初始位置：刀库ATC的动作起始状态是：主轴保持要交换的旧刀，换刀臂在B位置，换刀臂在上部位置，刀库已将要交换的新刀具定位在交换位置。
电动回转刀架工作过程
当系统发出换刀信号，刀架电机正转，通过联轴器2带动蜗杆3旋转，蜗轮丝杠随之旋转，由于刀架体7与刀架底座5端齿啮合，刀架体7在蜗轮丝杠旋转带动下，开始上升，当端齿刚脱开时，球头销在弹簧作用下，插进转位套中，转位套带动刀架体一起旋转，当刀架体旋转到所选择刀位，发讯盘发出刀位到位信号，刀架电机反转，完成初定位后上刀体下降，齿牙盘啮合，完成精确定位，并通过升降机构锁紧刀架。
• 能独立依据机床说明书，通过数控自诊断界面察看PLC 和 I/O接口的状态。
• 能陈述自动换刀过程每个动作过程执行的逻辑的条件。
• 讨论自动换刀动作中断产生原因。 • 会运用独立单元法、信号追踪法、原理分
析法等方法进行故障查找。
3、工作任务
工作过程
工作任务
老师引导
资讯
现场调查，了解故障现象、报警信息等相关信息
通过数控自诊断是什么原因？
界面察看PLC I/O 如YV2得电，可刀具松刀液压缸移动却不到位，是什
状态，检测、选么原因？
用合理的测试手如看到松刀缸移动到位，SQ4发讯了，可刀具还是没
段与方法，对故松开，什么原因？
障进行定位、找 SQ4发讯了，且YV1得电了，还是没有拔刀动作，又
出真正的故障原是什么原因？
了解自动刀具交换过程
收集与故障相关的信息，查阅自动换刀装置机械结构图、液压原理图等
查阅自动换刀装置相关电气控制原理图
查阅以前设备维修记录
动手操作自动换刀装置，观察并检查换刀过程
故障诊断前应先了解哪方面故障现象？需查找哪些技术资料？应查看资料中哪些内容？
描述整个刀具交换过程，每个动作环节的执行逻辑上需满足哪些哪些条件？
因，找出并排除如YV2不得电，应检查PMC哪个输入信号？检查哪故障源，恢复设个元件？
备功能
如SQ2得电、YV2不得电,应检查什么,？
应如何查看SQ2、SQ4、YV1、YV2的通断状态？如
何操作？
工作任务
工作过程
工作任务
老师引导
检查评估
通过多次空运行刀如何验证故障已排除？
具交换装置，检查故障是否消失，运行是否平稳可靠。
自动刀架控制涉及到的I/O信号如下： PLC输入信号：
X2.7：
刀架电动机过热报警输入；
X3.0～X3.3： 1～4号刀到位信号输入；
X30.6：手动刀位选择按钮信号输入；
X30.7：手动换刀启动按钮信号输入；
PLC ：
输出信号：
Y0.6：刀架正转继电器控制输出；
Y0.7：刀架反转继电器控制输出;
试验一次正常能否应认为好了呢？
工作任务
工作过程
工作任务
老师引导
总结
对产生故障的原因进行总结，提出预防故障再次发生的措施。并将故障产生原因、故障处理过程记录设备维修挡案。
应从哪些方面进行工作总结？
为什么要记录设备修理档案？
二．应知应会
应知： • 刀库与机械手换刀装置的结构与组成 • 加工中心主轴刀具夹紧与松开原理 • 加工中心换刀过程说明 • 加工中心选刀的PLC控制过程应会： • 刀具松开液压图的识读 • 刀库与机械手交换装置常见故障的诊断与排除
C2-6136HK/1数控车床
2、学习目标
• 了解数控车电动回转刀架
的结构组成
• 掌握回转刀架的工作原理
与换刀动作过程
• 掌握回转刀架常见故障的
诊断与排除
• 掌握回转刀架维护内容