加工中心换刀故障的解决方法
五轴加工中心的自动换刀故障
加工中心ATC机构换刀故障维修案例（21）例
加⼯中⼼ATC机构换⼑故障维修案例（21）例案例⼀：故障内容: ATC ⼿臂旋转有磨擦异⾳,且有时会卡住⽆法转动。
机床类型:加⼯中⼼机床⼚家:台中精机机床型号: V-80机床系统: 0M-C问题点： (说明顾客抱怨状况及服务⼈员实际发现状况)ATC ⼿臂旋转有磨擦异⾳,且有时会卡住⽆法转动。
初步判断： (列举所有可能故障之原因分析)1. ATC 内部齿轮⼲涉。
2. ATC 内部培林损坏。
3.ATC 马达损坏。
4.其他部位缺油⼲涉。
检修过程：1.拆开 ATC前钣⾦,以⼿电筒查看齿轮有⽆⼲涉(以⼿握住⼿臂,左右移动,⼀般间隙为 3mm 左右,若⼩于 2mm 时,可能因偏⼼环调整过量,将偏⼼量调⼩即可)。
查看后⽆⼲涉。
2.查看培林是否损坏。
(⼀般培林若损坏,可能红⾊⽜油会变⿊,滚针培林可能外环会有裂痕,滚针跑出),检查后培林⽆损坏。
3.ATC 马达是否故障。
(检查时将 ATC 马达拆下,电线部份不拆,试运转看是否顺畅),检查后 ATC 马达正常。
4.查看⼤凸轮轨道与上下摇臂之 NT-6013滚针培林是否因缺少红⾊⽜油⽽产⽣⼲涉,颜⾊变为黄棕⾊(烧焦现象),以红⾊黄油涂于⼤凸轮轨道上,再试换⼑,即消除故障。
以上检修过程,最终乃因⼤凸轮与 NT-6013 滚针培林缺黄油⽽产⽣故障。
参阅书籍、⼿册或资深⼈员指导事项V65/80 PARTS LIST案例⼆：故障内容: ATC ⼿臂旋转⼲涉异⾳,且⽆法上下动作。
机床类型:加⼯中⼼机床⼚家:台中精机机床型号: V-80机床系统: 0M-C问题点： (说明顾客抱怨状况及服务⼈员实际发现状况)ATC ⼿臂旋转⼲涉异⾳,且⽆法上下动作。
初步判断： (列举所有可能故障之原因分析)1. ATC 之偏⼼环是否调整过量。
2. .ATC 内齿轮是否⼲涉。
3.ATC 内部培林是否损坏。
4.其他零件是否有异常现像。
检修过程：1.检查 ATC偏⼼环调整量,⼀般是以 ATC⼿臂左右移动间隙为 3mm 左右为基准,若间隙太⼩时,⼿臂旋转时会⼲涉。
加工中心不执行换刀故障诊断
加工中心不执行换刀故障诊断□杜江华在通常情况下，数控加工中心自动换刀功能出现故障的原因主要有：某个输入或输出信号不对，出现短路、断路，位置检测不到位，刀库乱刀，数刀计数器出错，继电器损坏；由于与之有联系的液压、气压系统，机械卡死、松脱等的影响。
但是有那么一些故障很少遇见，特别在资料不祥无提示，故障点隐蔽，报警信息少，甚至无报警情况下，需要仔细认真的去观察分析。
以下介绍几例供参考。
1、输入数据不规范造成停机机床配置：北京机电研究院制造的VMC1000C立式加工中心，数控系统为FANUC 0i-MA，带一刀套编码选刀方式的自动刀库。
故障现象：机床开始加工出现报警“OVERTRAVL -Y”，即Y轴负向超程启动循环加工后，未换刀便执行起刀点的语句，未按照正常路径走刀，Y轴负向已经硬限位。
分析处理：（1）查看系统参数号1320和1321（存储式行程检测）是正确的，说明软限位未改变。
有关行程的参数也无异常。
（2）有乱走刀、不换刀现象，怀疑位置环有问题。
执行另一段G56与故障段G58基本相同的加工程序（即工件坐标系不同），发现机床加工一切正常。
位置环损坏、机床参数发生改变或丢失的可能性排除。
（3）怀疑机床数据处理中断或时序控制错误等，按下急停按钮，关断机床电源，重新启动机床，运行有问题的程序，情况依旧。
（4）对照G56和G58的X、Y、A坐标值完全相同，唯有Z坐标有不同。
是否G58不能够使用了呢？决定将该程序段中的G58改成G54，在G54上设定G58的坐标值，再执行修改的程序，机床运行正常。
（5）由此判定，或是G58功能支持软件的宏程序发生错误，或是G58确认的坐标值没有被系统所认可（即NC给机床‘MT’的执行数据不同于设置的数据），而是记忆成为另外的数据，因为一旦运行程序其走刀的方向和位置都不对，显然后者是可能性较大。
于是，将G58的X、Y、Z和A的坐标值重新设置为“0”，按“REST”复位，再重新输入原来的坐标值，机床恢复了正常。
加工中心换刀故障分析与维修
加工中心的常见故障中,换刀故障约占1/3,因此对其分析与处理很重要,本文通过具体实例分析其原因,并给出维修方法,供大家参考使用。
一、加工中心换刀过程或原理南昌高级技工学校实习车间所用加工中心型号为M CV/610,数控系统采用F ANUC0-MC。
正常换刀过程如下:Z轴回零,主轴定向。
刀库门开,(或机械手)前移抓刀,主轴松刀。
主轴上移(或机械手后移)刀具被拔出主轴孔。
刀库转至所需刀位,同时主轴自动吹净其刀具孔。
主轴下移(或机械手前移),刀具插入主轴孔并被夹紧。
刀库门关,刀库(机械手)后退,换刀完成。
二、主要故障实例1.刀库向前抓刀后停止,主轴不松刀分析处理:由现象知换刀在第(2)步停止,刀库前移动作已完成,压下相应限位开关就发信号通知NC系统动作完成,该信号未发出以致主轴不松刀,打开机床数控柜,检查限位输入信号未发现,推测限位开关问题,但用万用表检查开关却有信号,外接一线至NC系统,故障消失,原因是断线引起故障。
2自动换刀至第5步停止,主轴不装刀分析与处理:在M DI状态下,依次M19→M81→M82→M83→M84,动作均正常,排除电气部分故障,手动检查气缸亦有动作推测为气流不畅,检查气缸进气管,发现接头处漏气,重新安装后故障消失。
3.自动换刀至第2步,主轴松刀延时过久分析处理:换刀能完成说明NC系统正常,查阅有关延时的诊断DGN300~400,均正常值,但气缸动作时有时无,推断电磁阀问题,拆开电磁阀,阀芯磨损,更换新的后故障消失。
4.自动换刀主轴不定向,且CRT上出现警示1010、409分析处理:维修手册无警示1010、409之说明。
从其工作原理分析,自动换刀时,CNC系统发出主轴定向信号M19,经控制电路启动定向时间检测电路,磁传感器发出信号,经电路处理产生一系列慢转信号,当位置误差小于0.1,电路发出到达信号,通知CPU,发出主轴停止信号,同时切断定向时间检测电路,定向完成。
由现象知NC系统已发出定向指令M19,可能由于定向电路设定不合理引起,调整设定,故障不消失,检查主控板是否故障、调换依然,说明控制电路无问题,推断故障在伺服部分,用万用表检查晶体管模块有关端子间的电阻值。
加工中心超大径刀具自动换刀的解决方法
图４ 主轴走到 Ｇ ５ ５ 原点
把刀放回刀架 的过程 即是抓 刀 的反过程 ，具体程 序
上方 １０ ｍ时 ，夹爪松开 ５ｒ ａ
如下 ：
ｆ ｛ ￥ Ｄ６ ３ ４ ＢＯＲＥ ＵＮＣＬ ＡＭＰ ￥￥￥｝ ）
一 一
影响生产的瓶颈 。那么 ，寻求加 工中心超 大径 刀 自动换
刀的解决方法 ，就成为如何消除该瓶颈 以提高 生产效率
的当务之急 。
笔者用 Ｍ Ｚ Ｋ Ｍ Ｖ一８５ ８ Ａ Ａ Ｔ １／ ０立式加 工中心作为具
体调试机 床，讲述如何在该设 备上实现超 大径 刀具 自动
换刀的功能 。 ＭＡ Ａ Ｔ ８ ５８ Ｚ Ｋ Ｍ Ｖ一 １／ ０立式加 工 中心 刀库允许 的装
即可。
４ 注意事项 ．
在使用虚拟化过程 中还有注意以下几点 ： （ ）进行数控系统虚拟化 ，要对所使用 的数控 系统 １ 及参数要有一定的了解 。
（ ）更改参数 时要对原有的机床参数进行备份。 ２ （ ）在特殊情况下 ，要对机床功能有一定 的了解。 ３ （ ）适当对所使用 的数控系统硬件也要有所 了解。 ４
刀套） Ｍ ６；（ 前 一 把 刀 换 回 去 ，把 ２号 刀 换 出 来 ， 即换 出 了 空 把
刀 。该 过程 还 是使 用 机床 自身 的 刀库 及 自动换 刀 功能 ）
Ｍ１ ；（ ９ 主轴定 向）
Ｇ ５；（ 先 设 定 当镗 刀 在 刀架 上 ， 主轴 夹 爪 恰 能 抓 住 刀 柄 ５ 事
图 １ 外圆镗刀精镗电动机转子支架外 圆示意
具体思路是做一个库 外存 刀工装 ，然后把这 个工装
刀条件 ：最大 刀具 直径 为 ２ ０ ６ ｍｍ （ 邻 刀套 无刀 的情 相 况） 。现要 在 此加 工 中心 上 精 镗 电动 机转 子支 架 外 圆
加工中心换刀故障处理
故 障现象 ， 多询问操作者 ， 弄清故障的种类 、 频繁程度及 重复性 ， 机床 运转情况 。 还要利用机床报警信息 和 自诊断功能判断故障。
Ｗ１ ３． ０９ －４１
造成动作不到位 ， 检测 开关检测不到信号 ； ②检测开关 失灵。使 用一薄铁片感应接近开关 ， 确认开关 良好 。 接着检查换刀系统机 械手的两个开关 ，发现机械臂停在中间位置 （ 没有靠 近两个开
指令 ， 执行 中主轴实际转速高于输入转速 。按下急停按钮 ， 用手
盘动主轴卡盘 ， 与其他正常机床比较 ， 屏幕上反 映出的转速没有
Ｌ Ｔ Ｃ一 ５ ０ Ｂ Ａ Ｎ 车床 故 障处理 一例
秦
１ ． 故障现象
Ｌ Ｔ Ｃ 一 ５ ０ Ｂ ／ Ｗ 车床采用 Ｆ Ａ Ｎ Ｕ Ｃ ０ ｉ — Ｔ Ｃ 系统 ， 主 轴 驱 动 器 型
伟
许油污 ，日积月 累，油污等顺着线路流人到下端 的编码器插头 内。 油污 内夹杂有皂化液及加工 中出现 的金属粉末等异物 ， 进入
插孔 内可造成某些插脚之间 出现非正常导通 。经主轴外置编码 器反馈 电缆一 主轴驱动器 Ｊ Ｙ Ａ ３ 插 孔－ ＊ Ｊ Ｙ ７ Ｂ，接至机床数控系
号Ａ ０ ６ Ｂ 一 ６ １ １ １ － Ｈ ０ ４ ５ ＃ Ｈ ５ ５ ０ 。机 床加工过程 中无报警 ， 操作 人员 反映加工 出的产 品有较 明显颤纹 ， 且单件产 品加工 时间变短 ， 但
使得 Ｐ Ｌ Ｃ被迫中断执行程序 而引起换刀故障 。 据此判断故障原
警（ 刀库换刀位置错误 ） 。
２ ． 故障排除
根据报警信息 ， 判断故 障发生在换刀系统和刀库两部分 。 正 常换刀时机床机 械臂位置检测开关信号应 为 １ ，换刀 系统在机 械臂位置检测 开关 信号为 ０ ， 表示无 检测开关信 号送到 Ｃ Ｎ Ｃ单 元的输入接 口， 机床保 护功 能导致换刀被 中断 ， 另外刀库换 刀位
加工中心刀库乱刀处理办法
1加工中心自动换刀方式及乱刀简介（1）换刀方式简介加工中心自动换刀系统的控制主要分为两部分：刀库选刀控制（T 指令）和刀具交换控制（M06指令）。
目前刀库选刀控制最常见的方式主要有刀套编码方式和计算机记忆随机换刀。
刀套编码方式是对刀库各刀座预先编码，每把刀具放入相应刀座之后，就具有了相应刀座的编码，即刀具在刀库中的位置是固定的，斗笠式刀库便是此种控制方式。
计算机记忆随机换刀方式的特点是刀具号和刀座号对应地记忆在计算机的存储器或可编程控制器的存储器中，不论刀具放在哪个地址，都始终记忆着它的踪迹，这样刀具可以任意取出，任意送回，圆盘凸轮机械手刀库便是此种控制方式。
（2）乱刀简介乱刀是指换刀指令刀号与刀库刀座号不一致现象。
例如：程序指定M06 T03，而换刀机械手在换刀时却抓取了5号刀座的刀具称为乱刀现象。
2乱刀原因分析加工中心出现乱刀故障可能由以下几种原因引起：（1）在正常换刀时由于换刀气压不足，导致换刀过程卡住，在手动刀库复位后可能产生刀库亂刀。
（2）由于机床机械结构损坏，或者数控系统参数丢失导致刀库乱刀。
（3）机械手在换刀过程中，由于操作人员按下机床复位键或者急停键，导致换刀意外终止，可能产生刀库错乱。
3、刀库乱刀现象的解决方法（1）斗笠式刀库乱刀解决方法①打开机床电控柜，机床上电②在MDI方式输入换刀指令M06 Txx，观察电控柜中的哪个继电器动作，刀库的正反转是由两个继电器控制，如果此时刀库是顺时针旋转，再输入一个换刀指令，使刀库逆时针旋转，观察电控柜中的哪个交流接触器动作③使机床数控系统断电，拿一根绝缘棒手动按下控制刀库旋转的交流接触器，如顺时针方向乱刀，则按下控制刀库逆时针方向旋转的交流接触器；如逆时针方向乱刀，则按下控制刀库顺时针方向旋转的交流接触器，直到刀库转到与输入的换刀刀号一致的位置注意的问题：1）开机后取下主轴和刀库所有的刀具，避免调整后换刀时发生主轴与刀库中刀具相撞的危险2）注意使用绝缘棒，避免触电的危险3）调整时要有人帮助观察刀库转动的位置是否到达换刀指令指定的刀具号位置4）调整好后输入一个换刀指令，观察刀盘前进与主轴松刀动作时主轴卡刀槽是否与刀库卡刀槽位置一致，否则会发生主轴刀具与刀库相撞的危险（2）圆盘凸轮机械手刀库乱刀现象的解决方法在出现刀号混乱的情况下应立即进行刀具的整理操作，具体步骤如下所示：①取出刀库中的全部刀具，将刀具按刀具表中相对应的关系重新插入刀库中或按刀库中刀具的实际状态修改刀具表（需打开参数开关，参数开关在数控系统CPU板上）。
加工中心换刀装置控制及故障解决方法
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。
加工中心换刀系统故障与维修
A c a d e m i c F o r u m /学术论坛89王登亮，王 超（江西铃格有色金属加工有限公司，江西 南昌 330013）摘要：主要介绍马扎克5000-II 型机床换刀系统的机械结构、工作原理、常见故障原因及问题处理措施。
关键词：换刀系统；ATC；刀库；主轴；内冷管1 背景介绍我们公司机加工厂成立于2015年初，机加设备维修班成立时间更短，维修人员平均年龄不到29岁，他们踏出校园大门怀揣着对生活的美好梦想一起组建了机加维修班，这过程工存在许多问题；换刀系统是加工中心生产加工过程中关键的环节，直接影响加工效率、质量、设备稳定性。
公司现有5000-II 型马扎克加工中心14台，主要生产铝合金变速箱壳体，是我们公司生产主力设备。
随着公司产能提升、降本增效要求不断提供，目前设备状态远远达不到使用及费用控制要求；统计2018年1-12月换刀系统故障平均595 min/月，18年发生的维修费用合计约18.62万。
为降低设备故障率、减少设备维修费用、提高生产效率。
18年上半年我们成立攻坚改善小组针对整个换刀系统故障进行统计、分析，从A 矩阵的损失分类统计到B 矩阵的因果关系分类到C 矩阵的货币化转化，把故障转化为实实在在的费用损失，选定攻击对象，有的放矢。
2 工作原理简述换刀系统包含刀库、刀库门、换刀机构、主轴等系统；各个系统精准的配合最终完成一次完美的换刀动作，换刀中弧面凸轮通过控制机械手上轴承来控制机械手的转动；平面凸轮通过连杆机构控制机械手的伸缩与收回。
而换刀机构上刀具的夹紧靠摆臂手上的夹指完成。
换刀系统动作顺序为NC 系统接收到换刀指令后，PLC 输出动作到ATC 门、刀库、ATC 单元、主轴等做出相应准备：门打开、主轴移动到第二参考点或者换刀点、主轴定向、刀库备刀至换刀位、换刀气缸将被选刀移至主轴侧、ATC 单元旋转到换刀角度、主轴抓刀单元松开到位、ATC 单元自动移出并旋转至主轴上完成主轴上刀具与待刀位刀具之间的交换、主轴抓刀单元夹紧到位、ATC 臂回到起点。
加工中心自动换刀装置的常见故障及维修
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加工中心换刀故障的解决方法
一、主轴抓刀序号乱
当出现该问题时，将主轴的刀具取下， 1 号刀套转至换刀位，具体操作如下：
1. 系统一 PM&参数一计数器，计数器C1— PRESET S入刀库容量值，然后输入当前刀位，C2可不用考虑
2. 系统一 PM&参数一数据表，OFF DATA俞入值（刀库容量值+ 1）
3. 压FG DATA软键，DO-Dn依次输入0〜n（相应的刀具号）即可
二、撞刀故障
出现撞刀故障的主要原因有可能是：
1. 主轴紧刀信号突然丢失导致主轴停转，X、丫仍然走动，此时可修改PLC程
序或调整紧刀开关，使其压合正常，同时检查紧刀电磁阀是否正常工作
2. 用户程序有问题
3. 用户使用刀具长度补正，但选择平面时选择的是非 G17平面所置
4. 发那科 0I 检查其零件信号是否已丢失或调整刀具夹紧开关
三、主轴出现掉刀现象，机床抓不住刀这种情况下一般可通过如下检查排除故障
1 . 检查气泵压力是否正常
2. 检查机床主轴气路是否通畅，是否有漏气现象，主轴气缸上下运动是否正常，松、卡刀开关是否正常
3. 检查气缸是否漏气、检修气缸活塞及气缸密封件
4. 检查机床抓刀爪子是否打开、调整抓带气缸下螺丝钉是否顶到抓刀爪子上端，
调整抓刀爪子上端蝶簧
5. 检查机床抓刀爪子是否磨损
四、刀盘不能转动
其原因可能是刀库电机热保护器动作，或抱闸没有打开，或刀盘传动太沉等，可检查电柜中的热保护是否跳闸，若电气正常，可能是机械传动出现故障。
一般刀盘传动轴承过脏或生锈都可能出现卡死现象，此时出现电机温度过高，刀盘转不动、换刀按钮LED不显示。
五、刀库无法进出
这种情况可以通过检查以下部位排除故障
1 . 电机电源是否正常、电机是否转动
2. 刀库换刀接近开关是否正常、换刀信号以及刀库准备好信号是否正常，有没
有线路虚接现象
3. 继电器是否正常工作、线路是否有虚接
4. 刀库转盘、传动机构是否灵活、有无卡死现象
六、主轴准停位错位现象
1. 打开主轴箱外壳，使主轴与电机联接皮带脱开，可以用手转动主轴的方法来
调整准停位。
2. 可以在操作系统中调整准停位，具体方法如下：在 MDI方式下，按下设定键
(OFS/SET，把参数写入“设为1”，再按参数键找到准停参数“ 4031”，根
据
加减的准停参数来调整。
此外对于换刀，除以上原因会使换刀不正常外，如果松夹刀电磁阀坏、刀爪弹簧损坏、气压小、刀库气缸运行不正常、刀库气缸进水、松刀气缸活塞杆与松刀拉杆碰死、气缸密封不好等现象也可能导致换刀不正常，当出现上述情况时，应分别检修弹簧、电气配件、气管、拉杆、气缸等。