数控机床机械手换刀装置机械故障与维修

数控机床维修过程中常见机械故障和维修方式机械故障就是指机械系统已偏离了其设备的状态，从而丧失了部分或者全部的功能。

造成机床机械产生故障的原因有很多，例如：零件上的质量问题、装备问题和设计上的问题、以使用过程中得问题。

一、产生机械故障的原因（一）根据机械故障产生的原因，机械故障可分为：错用性故障、磨损性故障以及先天性故障。

错用性故障，如刀架的定位不准，可能是定位销的松动，而造成了错用性故障，此时就需要打开机壳并上紧定位销；磨损性故障，是由正常的磨损而产生的故障，对这类的故障。

一般需要对零件进行寿命的预测，并更换零件、部件，已对磨损所造成的间隙进行补偿；先天性故障，由于设计或者制造不当，从而造成了机械系统中某些环节的薄弱，而产生的故障。

（二）根据故障的性质，故障形式可分为：间断性故障与永久性故障。

永久性故障，简单来说就是机械的部件功能损坏严重，永久丧失，需要更换部件。

间断性故障，指在短期内丧失了某些功能，但经过稍加修理和调试就可以恢复，不需要更换机械的零件；（三）根据故障产生的影响程度，故障形式可分为：功能部分的丧失和功能全部丧失。

功能部分丧失指，短期内机械的部分功能出现问题，但稍加调试后，可以恢复，功能全部丧失指，机械故障引发了机械的功能全部不可用。

二、常见故障以及排除方法（一）主传动系统常见故障1、切削振动大，1.1、故障原因，床身与主轴箱的连接螺钉松动。

维修方法，把松动的螺丝，从新紧固即可；1.2、故障原因，轴承的预紧螺母有松动，导致主轴窜动。

解决方法，从新紧固螺母，以确保主轴的精度合格；2、主轴箱的噪声大，2.1、故障原因，齿轮间隙有不均匀或被严重损伤的现象。

解决方法，进行间隙的调整或者更换齿轮；2.2、故障原因，轴承有损坏或者传动轴弯曲。

解决方法，轴承修复或者直接更换轴承，并校直传动轴；3、轴承或齿轮损坏，3.1、故障原因，变挡的压力过大，使齿轮受到冲击而造成破损。

解决方法，适当的调整压力和流量；3.2、故障原因，固定销脱漏或变挡机构受到损坏。

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。

刀库是数控机床贮存刀具的地方，刀库的形式有盘式刀库和链式刀库两种。

换刀装置有机械手交换和无机械手交换两种形式，用来在主轴和刀库之间实现刀具交换，机械手换刀结构速度快，无机械手换刀结构简单，价格低廉，但换刀时间稍长。

刀库和换刀装置由于机械机构复杂，使用频繁，是数控机床较容易出故障的部位。

刀库和换刀装置常见的故障是刀库不能转动或转动不到位、刀套不能夹紧刀具、机械手夹刀不稳或机械手运动误差过大等。

刀库和换刀装置还装有机械原点和位置检测装置，由于电气原因造成刀库和换刀装置出现反馈信号错误的机会也很多。

刀库和换刀装置产生故障的原因主要是机械结构的磨损和电气元件松动造成的，另外与装配时的调整不到位也有一定关系。

表2 刀库与换刀机械手常见的故障与排除方法。

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。

动75度，回到机械手原始位置，此时机械手原位开关发出信号，倒刀电磁阀线圈 YV3B 断电，回刀电磁阀线圈YV5C 通电，气缸向下运动推动刀杯向上翻转90度，回 刀定位开关SX5B 检测到信号，为自动加工作准备，完成整个换刀控制过程。

如图 Id 所示。

4、自动换刀装置常见故障及解决方法（1）机械手卡死处理方法加丄中心在加工完零件自动换刀时，出现机械手卡死现象，屏幕出现2103# 报警，无法继续自动加工。

方法一：•设备禁止断电。

•在MDI 方式下输入M39 （强制换刀指令），按循环启动按钮进行强制换刀， 若机械手依然卡死，则参照方法二处理。

方法二：•设备禁止断电。

•在J0G 方式下松开主轴夹具，拆下机械手电机顶罩，手动逆时针盘电机，中途卸下刀座，继续盘电机至原位，消除2103#报警。

-TrtTOTT «C1L_ 9 1 - -UU 1 匸 14-1•按屏幕显示刀号在主轴装入刀座，HD：主轴刀号，XX:等待刀号。

•在MDI方式下输入M06换刀指令，装入另一刀座，若是T2刀座注意定位。

机床空运行一循环，确认主轴刀具与程序制定刀具一致性。

最后正确装夹工件自动加工。

（2）自动换刀时主轴掉刀故障处理方法在换刀时主轴刀座从机械手掉下，自动加工被迫停止。

•检查主轴换刀点是否偏移。

•主轴编码器与主轴连接是否松动，主轴编码器转位信号是否正确。

•检查机械手扣刀开关SX33位置。

•手盘电机察看机械手与主轴刀具换刀点是否干涉。

（3）刀库倒刀时刀座从刀杯内掉落故障处理方法•刀库换刀位置刀杯内弹簧疲劳变形，夹紧力不够，调整弹簧预紧力。

•倒刀气缸拉杆与刀杯定位偏移，倒刀定位开关SX5B信号无，调整螺钉及开关位置，恢复倒刀动作。

•刀座超过允许的重量限制。

（4）刀库乱刀故障处理方法不正确的操作使系统PMC参数丢失或刀库装置维修后，会出现换刀过程中乱刀现象，造成撞刀事故。

•恢复系统PMC参数，调整刀库计数开关、机械手初始开关及倒刀开关位置, 恢复换刀动作。

数控机床技术中的自动换刀系统故障排解自动换刀系统是数控机床技术中的重要部分，它可以实现自动更换刀具，提高加工效率和精度。

然而，在使用自动换刀系统时，也会遇到一些故障问题。

本文将介绍一些常见的自动换刀系统故障，并提供相应的排解方法，以帮助操作者解决问题，保证机床的正常运行。

首先，自动换刀系统可能会出现刀具未正确安装的故障。

在使用自动换刀系统更换刀具时，操作者需要确保刀具正确安装，刀具夹持力适宜。

如果刀具没有正确安装，可能会导致刀具脱落或者加工质量下降。

解决这一问题的方法是通过检查刀具安装是否正确，调整夹持力并重新安装刀具。

其次，自动换刀系统可能会出现刀具不准确对刀的故障。

刀具对刀不准确可能会导致加工精度下降，甚至损坏工件。

产生这一故障的原因可能是夹刀手指和刀夹装配不正确，或者刀具对刀传感器故障。

要解决这一问题，操作者可以检查夹刀手指和刀夹的装配是否正确，并进行调整和更换。

如果是刀具对刀传感器故障，需要进行维修或更换。

另外，自动换刀系统还可能会出现换刀机构动作异常的故障。

换刀机构动作异常可能是由于机械部件损坏或传感器故障引起的。

要解决这一问题，操作者可以检查换刀机构的机械部件是否损坏，进行修复或更换。

如果是传感器故障，需要对传感器进行维修或更换。

此外，自动换刀系统还可能会出现刀具卡滞或卡住的故障。

刀具卡滞可能会导致刀具无法顺利更换，进而影响加工效果。

产生这一故障的原因可能是刀具或刀具接触面不干净，刀具锈蚀或与刀夹接触面不匹配。

要解决这一问题，操作者可以清洁刀具及其接触面，并进行润滑。

如果刀具锈蚀严重或与刀夹接触面不匹配，需要进行更换。

最后，自动换刀系统还可能会出现控制系统故障。

控制系统故障可能导致自动换刀操作失效，无法正常更换刀具。

产生这一故障的原因可能是控制系统的电路板损坏或控制程序错误等。

要解决这一问题，操作者可以检查控制系统的电路板是否损坏，并进行修复或更换。

同时，对控制程序进行检查和修正。

在使用自动换刀系统时，操作者应注意安全操作规程，及时保养和维护系统，并进行定期的系统检查和保养。

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