4.3刀库换刀装置的装调与维修教程
刀库安装及调试方法
刀库的安装调试方法及注意事项一、调试前先确认刀库动作是否正确。
（刀套上下、刀盘正反转、刀臂旋转方向）。
二、FANUC刀库调试参数及方法㈠圆盘式（机械臂）刀库❶Z轴换刀点高度参数1241。
❷主轴定向角度参数4077 。
（注：参数3117#1设为1，可以在诊断画面445号参数下检测主轴角度位置。
）❸刀库重置M40.方法：打开K参数画面，K1.5/1 Z轴上下K4.7/1 刀库显示表打开及显示K4.5/1刀臂旋转K7.0/1 打开气压低检测信号然后把Z轴移动到安全位置，手动模式下主轴定向，按F1旋转刀臂.注意：❶Z轴始终位于刀臂安全位置之上。
❷刀库调试完成后，除K4.7打开外，其余K参数要全部关闭。
❸ATC动作前查看刀套水平状态。
㈡斗笠式刀库（伞形刀库）高度及角度参数同上K参数画面，K1.5/1 Z轴上下K6.0/1刀盘进退然后把Z轴移动到安全位置，手动模式下主轴定向，按F1进退刀盘。
三、三菱刀库调试方法及参数㈠圆盘式（机械臂）刀库❶Z轴换刀点高度参数2038❷主轴定向角度参数3108❸M21刀套下（垂直）❹M20刀套上方法：打开IF诊断画面L102/1 Z轴上下L107/1 机械臂旋转然后把Z轴移动到安全位置，在位置画面输入M25（扣刀）/M26（换刀）/M27（刀臂回到位）执行刀臂动作。
注意：❶刀库调试完成后，L102、L107要置为0.❷ Z轴始终位于刀臂安全位置之上。
❸ATC动作前查看刀套水平状态。
㈡斗笠式刀库高度及角度参数同上IF诊断画面X21A/1 Z轴上下Y206/1刀盘进退然后把Z轴移动到安全位置，在IF诊断画面下对Y206/1或0进行刀盘进退。
四、刀库安装调试注意事项。
①安装前先检查刀库外观有无破损，油漆是否刮花，是否缺少零部件，及时向质检反应。
缺少的零部件不要到仓库里随便拆装。
②圆盘刀库调试前要先检查刀库刀臂与刀套的中心是否正确，方法，按电磁阀强制刀套向下，装上对刀仪，旋转刀臂，用对刀棒检查中心是否正确。
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。
4.3刀库换刀装置的装调与维修解析
检修实例4: JCS-018A方式加工中心机械手失灵故障排除
故障现象：手臂旋转速度快慢不均匀，汽液转换器失油频率加快 ，机械手旋转不到位，手臂升降不动作，或手臂复位不灵。调整 SC-15节流阀配合手动调整，只能维持短时间正常运行，且排气 声音逐渐混浊，不象正常动作时清晰，最后到不能换刀。 故障分析： 1.手臂旋转75°抓主轴和刀套上的刀具，必须到位抓牢，才能下 降脱刀。动作到位后旋转180°换刀位置上升分别插刀，手臂再 复位、刀套上。75°、180°旋转，其动力传递是压缩空气源推 动气液转换器转换成液压油由电控程序指令控制。
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检修实例5：刀库互锁M03不能执行的故障排除 故障分析：现场观察刀库的动作过程，发现该刀库运动存在明显的冲击 ，在刀库到达后位时，存在振动现象。通过系统诊断功能，可以明显发 现刀库的“后位”信号有多次通断的情况。而程序中的“换刀完成”信 号(M06执行完成)为刀库的“后位到达”信号，当刀库后退时在第一次发 出到位信号后，系统就认为换刀已经完成，并开始执行S**M03指令。但 M03执行过程中(或执行完成后)，由于振动，刀库后位信号再次消失，引 起了主轴的互锁，从而出现了主轴停止转动而Z轴继续向下的现象。 故障处理：通过调节气动回路，使得刀库振动消除，并适当减少无触点 开关的检测距离，避免出现后位信号的多次通断现象。在以上调节不能 解决时，可以通过增加PLC程序中的延时或加工程序中的延时解决。
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刀库换刀装置常见故障诊断
在教师、工厂工程人员、数控机床的维修人员、数控机床的
安装调试人员的参与下，学生结合上网查询、图书馆查资料等手
段，总结刀库换刀装置常见故障诊断。 刀库及换刀机械手结构复杂，且在工作中又频繁运动，所以
刀库安装调整
工序号工
步
号
工作内容及操作说明
检验条件
(与图纸及通用技术条件同时执行)
工装及辅料
工时
(min) 9 将主轴箱下移到刀库夹臂以下50mm后将分体刀柄的锥柄部分装入主
轴孔内并拉紧，再将主轴箱上升到Z向最高点后在刀库夹臂内装入分体
刀柄的另一部分。
10 将主轴箱下移，使主轴端部与刀库夹臂工装端面间距约为2mm如图所
示。
注意此时主轴的方位应为主轴的定向位。
11 调整刀库支架在Y和X向的位置，同时用分体刀柄的中间轴检验分体
刀柄的上下两体的中心是否重合（中间轴是否顺利通过），上下两体中
心重合则换刀臂与主轴的换刀点重合调整完毕。
12 换刀点的调整
Z向返回参考点后下移主轴箱到刀库夹臂Z向换刀点的上方使分体刀柄
的上体锥柄部与刀卡上分体刀柄的下体之间的间隙为0.3-0.5㎜之间。
（用塞尺测量）记录此处的机械座标值，并设定此值为主轴抓刀/松刀
点座标。
将主轴箱上升100mm处记录此处的机械座标值，并设定此值。
加工中心刀库装刀步骤【技巧】
数控加工中心有一刀库，我们如果需要哪把刀就用这个指令把它调出来。
当然还有另一种情况就是手动换刀，这个比较容易，你可以参看各厂家的说明书，了解下松刀和紧刀按钮就可以了，那么加工中心刀库装刀有哪些步骤呢？一、刀库装刀的步骤及注意事项一般来说，对于一个工件完整的加工工序，可能涉及铣削、钻削、镗削、铰削和攻丝等工序。
所使用的加工刀具可能几把到几十把。
工件数控加工前需要把每一把刀具装刀刀库中并和加工程序设定对应关系，以便由程序调用。
1、装刀步骤首先将使用的刀具安装到刀柄上，并调整刀具长度至所要求的尺寸；然后根据工件的工艺要求和程序设计将刀具和刀具号一一对应，为了避免混要可以贴上标签；将立式加工中心的主轴回Z轴零点，并通过数控系统面板手动输入并执行T01 M06指令；此时手动将1号刀具装入刀库中，这个刀具即为1号刀具；然后在手动输入T02 M06指令，并手动将第二把刀具装入刀库中，这个刀具即为第二把刀。
按照上述操作一次将剩余刀具装入刀库即可。
加工中心哪家好。
2、装刀注意事项在立式加工中心进行刀库装刀时，应特别注意以下几点：一是只有主轴回到机床零点或换刀点，才能将主轴上的刀具装入刀库，或者将刀库中的刀具调整在主轴上。
二是装入刀库的刀具必须与加工程序中的刀具号一一对应，否则会严重损伤机床和加工零件。
三是交换刀具时，主轴上的刀具不能与刀库中的刀具号重号。
二、刀库装刀后的设置刀库完成装刀后需要进行必要的设置才可进行立式加工中心的正式加工。
因每把刀具的长度或到Z坐标零点的距离都不相同，这些距离的差值需要进行刀具的长度补偿值设定才行。
另外铣刀都就有一定的半径，刀具中心轨迹和工件轮廓差一个半径的尺寸。
因此需要将刀具半径进行补偿才可正常进行数控加工。
加工中心哪家好。
刀具长度补偿有两种方法：一种是将其中的一把刀具作为标准刀具，找出其他刀具与标准刀具的差值，作为其它刀具长度补偿值；另一种是将工件坐标系的Z值输为0，调出刀库中的每把刀具，通过Z向设定器确定每把刀具到工件坐标系Z 向零点的距离，直接将每把刀具到工件零点的距离值输到对应的长度补偿值代码中。
一种加工中心液压刀库手动装刀的简易装置的使用方法
一种加工中心液压刀库手动装刀的简易装置的使用方法
使用该简易装置装刀的步骤如下：
1. 首先，将需要安装的刀具准备好，并确保其是干净的并没有任何杂物附着在上面。
2. 将该简易装置放置在加工中心的刀库上，并确保其稳定不会滑动。
3. 打开装置上的手动夹紧装置，将其张开。
4. 将刀具的刀杆插入手动夹紧装置中，并确保刀具与装置的刀杆夹持部位对齐。
5. 使用手动夹紧装置上的手柄，逐渐将刀具夹紧，直至刀具牢固地固定在装置上。
6. 通过装置上的调节装置，调整刀具的夹持力度，确保刀具夹持的紧固程度适中，既不会松动也不会过紧。
7. 检查刀具的安装情况，确保刀具已经完全固定在装置上，并且没有松动的迹象。
8. 将装置上的刀具悬起，并将装置放回加工中心的刀库中。
9. 确保刀库和刀夹具的位置对齐，然后将装置轻轻放置在刀库上，确保装置稳定不移动。
10. 关闭刀库的门，并进行其他操作或加工。
注意事项：
- 在装刀过程中，应保证安全，避免手部接触到刀具及装置运作的部位。
- 在调整刀具夹持力度时，应适度控制力度，避免造成刀具损坏或夹紧过紧而难以取出。
- 在放置装置到刀库时，应确保装置的稳定性，避免在操作过程中掉落或滑动。
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
４ ３０ ） １ ０ ０
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 ：Ｇ ５ Ｔ ６９ 文 献标 识码 ： Ａ
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检修实例3:机械手无法从主轴和刀库中取出刀具的故障排除 故障现象：某卧式加工中心机械手，换刀过程中，动作中断，报警指 示灯显示器发出2012号报警，显示内容为“ARM EXPENDING TROUBLE” （机械手伸出故障）。 故障分析：机械手不能伸出，以致无法完成从主轴和刀库中拔刀故障 的原因可能如下。 （1）“松刀”感应开关失灵。在换刀过程中，各动作的完成信号 均由感应开关发出，只有上一动作完成后才能下一步动作。第3步为 “主轴松刀”，如果感应开关未发信号，则机械手“拔刀”就不会动 作。检查两感应开关，信号正常。
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主编：韩鸿鸾
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模块四 自动换刀装置装调与维修
任务三 刀库换刀装置的装调与维修
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1 2 3 4 5
任务引入
任务目标 任务实施 知识内容 任务拓展 任务巩固 数控机床机械系统装调与维修一体化教程
6
现代数控机床中，除数控车床外，具有自动换刀装置的数控机 床，如铣削中心、车铣中心等，一般采用刀库换刀。
刀库
数控机床机械系统装调与维修一体化教程 床身
任务目标
1
掌握刀库换刀装置的拆装工艺
2
能对刀库换刀装置进行拆装与保养
3
会排除刀库换刀装置由机械原因引起的故障
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任务实施
二、机械手与刀库的维护
1.机械手与刀库的维护项目 （1）严禁把超重，超长，非标准的刀具装入刀库，防止在机械手换刀 时掉刀或刀具与工件、夹具等发生碰撞。 （2）采取顺序选刀方式的机床必须注意刀具放置在刀库上的顺序是否 正确。 （3）用手动方式往刀库上装刀时，要确保放置到位，牢固，同时还要 检查刀座上锁紧装置是否可靠。 （4）刀库容量较大时，重而长的刀具在刀库上应均匀分布，避免集中 于一段。
故障分析：
1.检查电气控制系统，没有发现什么异常， 2.刀库链或减速器内有异物卡住；正常
3.刀库链上的刀具太重；正常
4.润滑不良。正常 5.发现伺服电动机内部有许多切削液，致使线圈短路。
故障处理：更换密封圈和伺服电动机后，故障排除。
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检修实例2:机械手不能缩爪故障排除 故障现象：某配套FANUC 11系统的BX-110P加工中心，JOG方式时， 机械手在取送刀具时，不能缩爪。机床在JOG状态下加工工件时， 机械手将刀具从主刀库中取出送入送刀盒中，不能缩爪，但却不报 警；将方式选择到ATC状态，手动操作都正常。 故障分析：经查看梯型图，原来是限位开关LS916并没有压合；调 整限位开关位置后，机床恢复正常。但过一段时间后，再次出现此 故障，检查LS916并没松动，经查发现液压缸拉杆顶端锁紧螺母的 紧定螺钉松动，使液压缸伸缩的行程发生了变化。 故障排除：调整了锁紧螺母并拧紧紧定螺钉后，此故障排除。
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检修实例3:机械手无法从主轴和刀库中取出刀具的故障排除 主轴系统不松刀的原因可能有以下几点：
（1）刀具尾部拉钉的长度不够，致使液压缸虽已运动到位。
（2）拉杆尾部空心螺钉位置起了变化。 （3）顶杆出了问题（如变形或磨损）而使刀具无法“松开”。
（4）弹簧卡头出故障，不能张开。
传动轴
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电机轴 动力轴
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过渡轴与摇臂
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检测轴
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在教师的带领下，让 学生参观刀库换刀装置的
装配车间，并让技术工人
给学生介绍装配工艺，学 生通过与技术工人的交流
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（5）刀库的链带不能调得太松，否则会有“飞刀”的危险。 （6）经常检查刀库的回零位置是否正确，机床主轴回换刀点的位置 是否到位。 （7）要注意保持刀具刀柄和刀套的清洁，严防异物进入。 （8）开机时，应先使刀库和换刀机械手空运行，检查各部分工作是 否正常。 （9）平衡垂直运动部件的重量。通常平衡的方法主要有三种。 第一种是当垂直运动部件的重量较轻时，可采用直接加粗传动丝杠 ，加大电机扭矩的方法。 第二种是使用平衡重锤， 第三种是液压平衡法。
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检修实例3:机械手无法从主轴和刀库中取出刀具的故障排除 （2）“松刀”电磁阀失灵。检查主轴的“松刀”电磁阀，动作均正常。 （3）“松刀”液压缸因液压系统压力不够或漏油而不动作，或行程不到 位。检查刀库松刀液压缸，动作正常，行程到位；液压缸无漏油现象。 （4）机械手系统有问题，建立不起“拔刀”条件。检查电动机控制电 路系统正常。 （5）刀具是靠碟簧通过拉杆和弹簧卡头而将刀具尾端的拉钉拉紧的。 松刀时，液压缸的活塞杆顶压顶杆，顶杆通过空心螺钉推动拉杆，一方面 使弹簧卡头松开刀具的拉钉，另一方面又顶动拉钉，使刀具右移而在主轴 锥孔中变“松”。
（5）主轴装配调整时，刀具移动量调得太小。拆下“松刀”液压缸，检查 发现这一故障系制造装配时，空心螺钉的伸出量调整得太小。
故障处理：调整空心螺钉的“伸出量”，保证在主轴“松刀”液压缸行程到
位后，刀柄在主轴锥孔中的压出量为0.4～0.5mm。经以上调整后，故障排 除
，了解刀库换刀装置的装
配过程。
换刀液压缸
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一、同步换刀机构（QM系列）的拆装
同步换刀机构（QM系列）的拆卸过程
同步换刀机构（QM系列）的结构
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装配注意事项
：在刀库换刀装置的拆装过程有什么失误？您是怎样解决的？
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2.机械手与刀库的维护操作
机械手与刀库的维护操作
气枪所用的气源必须经过“压缩空气净化器”将水分
过滤后才能使用，严禁吹出的气体中带有水，以免导致刀
库零部件生锈，影响机械精度。
数控机排除
检修实例1:刀库无法旋转的故障排除 故障现象：自动换刀时，刀链运转不到位，刀库就停止运转了，机床 自动报警。