(完整版)加工中心自动换刀装置故障最有效解决方法
海科特加工中心自动刀具交换(ATC)的故障分析及解决方案
海科特加工中心自动刀具交换（ATC）故障分析及解决方案作者:庄晨单位: 扬州柴油机有限公司金加工分厂职务:电器工艺师职称:工程师导言:通过时自动刀具交换（ATC）动作步骤分折,来对进行故障析, 提出解决方案.本厂于2004年度引进具有世界先进水平的德国CWK（海科特）卧式加工中心五台，德国CWK（海科特）是属于瑞士一家公司的德国分厂，位于美丽的德国乡镇开米利斯，其前身为东欧集团专门生产加工中心的工厂，全盛时期，仅工人就有7000多人，她的生产水平在世界处于中上水平。
本厂引进CWK-500加工中心适合于加工所有复杂箱体形状的工件，我厂以五台CWK（海科特）卧式加工中心为主组成了一条箱体类柔性生产线,按工艺节拍分为OP40,OP50,OP60A,OP60B,OP90.它们有工件交换装置 (托盘交换装置) ，采用链式刀库，可装刀60把。
OP90采用 HSK 100刀具.其余采用SK 50刀具.其中OP50,OP60A,OP60B,有激光刀具折断检测装置, OP60A,OP60B是数控回转工作台(B轴)分度精度为0．001°,其余为分度工作台, 分度精度为1°. 主轴中心内冷压力由编程控制可调.OP90.是精加工机库采用液压保持夹具,,配有雷利速探头,可动态加工补偿.本人有幸参加了到德培训、验收的全过程。
在德国Training engineer们的理论与实践互相交替、高效率、强节奏的培训下，我们在开米利斯，度过了紧张而充实的28天。
设备从安装、调试、试生产、生产至今有两年许，其由也发生了不少故障。
根据我的维修记录，故障主要出在自动刀具交换（ATC）部分，请看下图：（图1）注:1故障统计不包括操作故障.2:下面所提元件皆为设备号,不是PLC输入编号.3: 正反转是人正对设备而言.4：由于种种原因S7程序一直未能跟机床相互通信,没有获得梯形图,海科特提供资料是语句表,德文的.所以未能附上图,对此深表遗憾。
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。
加工中心换刀故障常见形式和解决方法
换刀故障是数控加工中心一种常见的故障，造成这一问题主要是由于刀库或者是机械手出现了问题。
下面，我们来了解一下换刀故障的几种常见形式，以及采用什么方法进行维修。
刀库故障：如果刀库不能转动，其原因可能包括：电动机轴与蜗杆轴的联轴器松动；变频器故障，电动机不得电；接近开关或磁簧开关故障；PLC无输出控制，或PLC有输出但接口板中的继电器失效；气压低。
解决方法是：检查调整联轴器；检查变频器的输入、输出电压是否正常；通过PLC的IO监控画面检查IO状态，调整或更换接近开关或磁簧开关，检查或更换继电器；调整气压达到规定值。
如果出现刀盘定位不准的问题，可能是电动机剎车器磨损造成的。
可以通过调整电动机剎车器中调节螺钉来解决。
如果出现换刀位刀座在倒刀时运动不正常的情况，可能原因有：气压不符合要求、止动螺丝松动、气缸损坏、倒刀电磁阀接触不良或损坏、刀具超重或超长。
解决方法包括：调整气压到符合要求、锁紧止动螺丝、更换气缸、检查电磁阀接点或更换元件、更换刀具。
如果出现刀套上下不到位，可能导致这一情况发生的原因包括：安装调整不当或拨叉位置不正确、限位开关安装不正确或调整不当，造成反馈信号错误。
可以采取检查、调整拨叉或限位开关位置，或更换元件来解决。
倒刀时刀具掉落可能是由刀套内弹簧夹力不够或不能正常复位、刀柄和拉钉的距离不正确等原因造成的。
必须要对元器件进行调整或更换。
如果是刀套破裂，原因可能是：刀套未定位前有倒刀动作或未回位前刀盘转动、装入刀具时撞坏。
解决方法是调整刀盘定位近接开关或倒刀气缸磁簧开关位置、更换刀套。
发生了电动机烧坏，可能原因包括：电源缺相或电压不正确、剎车烧坏、刀具超重、组件不能运转。
解决方法有：检查接触器接点是否损坏、电源是否缺相及电压等级是否匹配；检测剎车器线圈是否损坏、接地是否正确；检查刀具质量是否超过允许值；检查刀套滑动部位是否顺畅。
机械手故障：如果是刀具夹得不够紧，经常掉刀，可能是由于卡爪弹簧的压力太小、弹簧后面的螺母松动、机械手卡紧锁不起作用、刀具超重等原因造成的。
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
加工中心掉刀故障分析与处理
加工中心掉刀故障分析与处理目前，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现象并加以处理。
1、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。
2、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。
3、故障分析与处理（1）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。
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。
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
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飞舵五金
加工中心自动换刀装置故障最有效解决方法自动换刀装置故障是加工中心常见机械故障，包括刀库运动故障、换刀机械手故障，故障严重时会造成换刀动作卡住，机床被迫停止工作。
针对这些故障，下面飞舵给大家介绍其有效解决方法。
1.刀库运动故障
若连接电机轴与蜗杆轴的联轴器松动或机械联接过紧等机械原因，会造成刀库不能转动，此时必须紧固联轴器上的螺钉。
若刀库转动不到位，则属于电机转动故障或传动误差造成。
若出现刀套不能夹紧刀具，则需调整刀套上的调节螺钉，压紧弹簧，顶紧卡紧销当出现刀套上/下不到位时，应检查拨叉位置或限位开关的安装与调整情况。
2.换刀机械手故障
若刀具夹不紧、掉刀，则调整卡紧爪弹簧，使其压力增大，或更换机械手卡紧销若刀具夹紧后松不开，应调整松锁弹簧后的螺母，使最大载荷不超过额定值。
若刀具交换时掉刀，则属于换刀时主轴箱没有回到换刀点或换刀点漂移造成，应重新操作主轴箱，使其回到换刀位置，重新设定换刀点。
以上就是加工中心自动换刀装置最常见的故障解决方法，对提高加工效率起到极大帮助，其有效性已得到广泛认可，希望对大家有帮助。