加工中心刀具交换的故障排查探讨

2012-08-15 00:48刘森忠胡小兵
科学之友 2012年3期
关键词:刀盘接触器主轴

刘森忠,胡小兵

(南昌大学科学技术学院,江西 南昌 330029)

1 前言

随着数控技术的发展,数控加工中心在现代机械加工中起着愈来愈重要的作用,而刀具交换装置又是加工中心的重要功能部件之一,其功用是减少加工过程中的非切削时间,提高生产率,降低生产成本,因在加工过程中刀具交换装置需要频繁的运作,从而其发生故障的频率也会大大的提高。文章基于Fanuc 0i系统的机床,论述了加工中心刀具交换过程的故障排查。

2 选刀

2.1 选刀需满足的条件

机床上电,并且CNC准备好;无急停输入;所选刀具号与刀库最外端刀仓中等待换刀的刀具号不同;PLC程序处理的各种数据正确(“R503.0”为“0”)。如斗笠盘式刀库还要满足:Z轴上升到“换刀顶点”,即第三参考点并停止运动后;主轴定向完成;刀盘前进(伸出)到位,即“X8.0”为“1”;刀仓抬起到位(即“X8.1”为“1”适用于凸轮链式刀库)。

当上述条件满足时,在MDI方式下,编辑T代码,如:T8。按“循环启动”键,进行选刀。斗笠式盘式刀库由于结构的限制,先执行的T代码数据被存储起来,在换刀过程中,当Z轴上升到“换刀顶点”时,执行选刀动作。

2.2 不能选刀

不能选刀时,首先应检查刀库正转选刀输出“Y2.2”,反转选刀输出“Y2.3”为“1”时是否有直流+24 V输出。无输出,表示内部输出光电转换电路损坏;如有输出,表明内部输出正常,可进行下一步排查。

有直流+24 V输入时,下一步应检查集成电路板上的继电器是否吸合。当发现不吸合时,可能是继电器线圈损坏或没有DC24 V电源输入,可用万用表或指示灯进行检查;如吸合,表明外部接线正常,则进行下一步排查。

排查到此时还未发现问题时,应继续检查交流接触器是否吸合。如发现不吸合,表示交流接触器线圈损坏或没有AC110V电源输入,可用万用表或指示灯进行检查具体问题位置;如吸合,表明内部控制接线正常,此时进行下一步检查。

最后检查电机端电源,检查空气开关有无跳闸、电源缺相等。如还有问题,说明线路控制完全正常,电机有可能烧坏。若将电机脱离机械后,电机能转表示与电气无关,应检查机械部分。

2.3 选刀不准确

2.3.1 斗笠盘式刀库

首先,检查交流接触器是否有粘连现象,如有则应更换。接触器没有问题,再检查机械机构是否有磨损,如有则维修机械传动及刹车机构。最后,在PMCPRM功能画面中检查以下设置:(进行修改时,一定要压下急停开关)D502:新选的刀号;N015:C56为刀库总容量。例如,12位刀库就将其设为12,C58为当前刀库最外面的刀仓号。

2.3.2 凸轮链式刀库

首先,检查交流接触器是否有粘连现象,如有则更应换。接触器没有问题,再检查机械机构是否有磨损,如有则维修机械传动及刹车机构。最后,查看刀库管理数据是否混乱,如是则重新预置管理数据。

凸轮链式刀库具有预选刀功能,在选刀的时候,可先执行T__代码再执行M06代码,在T代码和M06代码之间可以有别的程序。只有选刀完成时,系统才能够读取新的T代码,并重新进行选刀,若刀盘正在选刀中,输入新的T代码,将出现1512号报警(A15.7,CONCATENATION SELECT TCODE EXCESS ONE;在选刀过程中读入了新的T代码)。

3 自动换刀

3.1 查看自动换刀子程序O9001(即M06调用的程序)

在查看自动换刀子程序时需要注意:在机械坐标系G53中不能设数值;执行刀具交换后,程序自动定义成G53、G49、G90代码;O9001、O9002程序是自动换刀和单步换刀的子程序,不可轻易改动,否则将导致自动换刀M06指令和单步换刀M11指令不能正常执行或机械手误动作。

3.2 自动换刀被异常中断(M06没完成),手动恢复刀盘步骤

3.2.1 系统没有断电时

根据报警信息提示排除相关故障,不要执行手动回参考点和主轴定向,选择手动数据输入(MDI)方式,编辑M11代码,按“循环启动”键,将单步执行O9002程序恢复刀库,待恢复完成后,按照正常操作程序进行机床操作。

3.2.2 系统断电时

机床重新上电后,根据报警信息提示排除相关故障,不要执行手动回参考点和主轴定向,选择手动数据输入(MDI)方式,编辑M11代码,按“循环启动”键,将单步执行O9002程序恢复刀库。

在下一次换刀时,正对主轴的刀仓内不能有刀具。若有刀具将PMC参数D800由“0”改为“1”,将Z轴移动到最高点后(当刀盘伸出时刀柄与主轴不干涉为标准),手动按下刀盘前进电磁阀(位于机床左侧立轴上或防护罩上的气动三元件安装板上)上的手动按钮(通常位于阀休的上部,为红色或黑色)接通刀盘前进电磁阀的气路使刀盘前进,刀盘前进到位后手动取下正对主轴的刀仓内的刀具;再手动按下刀盘后退电磁阀(与刀盘前进电磁阀一体)上的手动按钮(通常位于阀体的上部,通常为红色或黑色)。接通刀盘后退电磁阀的气路使刀盘后退,在刀盘后退到位后将PMC参数D800由“1”改为“0”。在进行此项操作时气路气压必须保持在0.5~0.6 MPa之间,同时气路必须处于畅通状态。当使用电动刀库时,在下一次换刀时正对主轴的刀仓内不能有刀具。若有刀具将PMC参数D800由“0”改为“1”,将Z轴移动到第三参考点后(MDI方式下编辑“G30 P3 Z0;”并运行),JOG操作方式下手动按下操作面板上的刀盘前进后退按钮使刀盘前进,手动取下正对主轴的刀仓内的刀具;在JOG操作方式下手动按下操作面板上的刀盘前进后退按钮使刀盘后退。在刀盘后退到位后将PMC参数D800由“1”改为“0”。检查PMC诊断X8.2是否为“0”,若为“1”点动控制柜内的KM11使刀盘旋转直到X8.2由“1”变为“0”。

最后,检查PMC参数C56中的值是否与正对主轴的也仓号一致,若不一致将此参数改为一致。

4 结束语

遇到加工中心换刀故障时,因先查明故障原因及部位,做好参数备份,不可随意改动机床系统参数,在进行故障排查应走一步观察一步,待安全后再走下一步,注意人身及设备的安全。

[1]戚洪利.自动换刀装置及其控制的研究[D].兰州理工大学生,2007.

[2]朱文艺,张庆乐.数控加工中心自动换刀机构动作过程及控制原理研究[J].武汉工程职业学院学报,2009,21(1):5-9.

[3]谭光恒.大型刀库及自动换刀装置的研制[J].机械工程师,2010,(7):40-41.

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