專業(yè)維修發(fā)那科系統(tǒng)加工中心換刀系統(tǒng)故障處理

1 、換刀系統(tǒng)故障原因分析

本臺(tái)立式加工中心的正常換刀過(guò)程如下所述：在機(jī)床系統(tǒng)接到“M06 T**"的指令后，主軸回到換刀點(diǎn)的位置進(jìn)行準(zhǔn)停，之后刀庫(kù)向右移動(dòng)到主軸處將其上的刀具取下，當(dāng)主軸上面的刀具進(jìn)入刀庫(kù)卡槽時(shí)，主軸向上移動(dòng)脫離刀庫(kù)，隨后刀庫(kù)旋轉(zhuǎn)至對(duì)應(yīng)刀號(hào)，將指令中所指的刀具對(duì)準(zhǔn)主軸正下方，主軸下移，使刀具進(jìn)入主軸錐孔內(nèi)，刀具夾緊后，刀庫(kù)退回到原來(lái)位置，換刀過(guò)程結(jié)束。由上述得知，換刀的關(guān)鍵點(diǎn)是主軸必須準(zhǔn)停，即其一是 Z 向位置必須在換刀點(diǎn)位置，一般將 Z 向零點(diǎn)設(shè)為 Z 向換刀點(diǎn)，如若零點(diǎn)位置改變，則換刀點(diǎn)位置改變，無(wú)法換刀；其二是主軸端面鍵必須與 X 向平行，如若位置有偏差，也無(wú)法換刀。其它如刀庫(kù)能否正常旋轉(zhuǎn)選刀、氣壓是否足夠等均換刀的必條件。所以故障的原因應(yīng)分析如下幾個(gè)方面：

在刀庫(kù)能正常旋轉(zhuǎn)選刀、氣壓足夠的情況下，應(yīng)分析：

（1）手動(dòng)方式下能否換刀；

（2）刀庫(kù)是否可以正常移動(dòng)；

（3）能否正常選刀；

（4）主軸準(zhǔn)停后，Z 向的位置是否在之前設(shè)定好的換刀點(diǎn)的位置；

（5）系統(tǒng)中設(shè)置的換刀點(diǎn)的位置是否改變；

（6）主軸準(zhǔn)停后，端面鍵是否與 X 軸平行。

2、具體排查措施

（1）在“手動(dòng)"方式下，按下?lián)Q刀按鈕，機(jī)床能夠正常手動(dòng)換刀。主軸內(nèi)部的換刀缸沒(méi)有問(wèn)題。

（2）按下機(jī)床右側(cè)的控制刀庫(kù)氣壓缸的換向閥按鈕，刀庫(kù)可以正常地左右移動(dòng)到位。說(shuō)明此組系統(tǒng)不存在問(wèn)題。

（3）在 MDI 狀態(tài)下，輸入 M06 T01，系統(tǒng)在接收到換刀信號(hào)后，刀庫(kù)旋轉(zhuǎn)，只要安裝在 1 號(hào)刀位上的圓形小凸塊靠近（距離為 0.3 mm 左右）無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)（接近開(kāi)關(guān)），數(shù)控系統(tǒng)就默認(rèn)為 1 號(hào)刀，并以此為計(jì)數(shù)基準(zhǔn)，“馬氏機(jī)構(gòu)"轉(zhuǎn)過(guò)幾次，當(dāng)前就是幾號(hào)刀。在沒(méi)有刀具的情況下觀察整個(gè)換刀過(guò)程是否能完成，結(jié)果在選刀環(huán)節(jié)刀庫(kù)一直旋轉(zhuǎn)。如果記憶初始位置的小凸塊脫落或刀庫(kù)的接近開(kāi)關(guān)存在問(wèn)題，系統(tǒng)便無(wú)法判斷出指令中的刀具號(hào)，所以出現(xiàn)的問(wèn)題就是系統(tǒng)一直處于選刀狀態(tài)。經(jīng)仔細(xì)檢查，是刀庫(kù)的接近開(kāi)關(guān)脫落。

（4）將控制面板上的“主軸定向"鍵按下，發(fā)現(xiàn)主軸的兩個(gè)凸出鍵并沒(méi)有與 X 軸方向平行，也就是主軸在定向后沒(méi)有轉(zhuǎn)到位。主軸準(zhǔn)停的原理是本機(jī)床采用霍爾元件檢測(cè)定向，引起主軸準(zhǔn)停位置不準(zhǔn)的原因可能是主軸準(zhǔn)停裝置電氣系統(tǒng)參數(shù)變化、定位不牢靠或主軸徑向跳動(dòng)超差。首先檢查外部硬件，并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)固定螺釘松動(dòng)或定位鍵被損壞，即引起主軸準(zhǔn)停錯(cuò)誤的原因極有可能是電氣系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生了變化。通過(guò)查閱此臺(tái)機(jī)床參數(shù)設(shè)置說(shuō)明書可知機(jī)床主軸定位的參數(shù)為主軸伺服驅(qū)動(dòng)器的 PA-39 號(hào)參數(shù)，參數(shù)的值上升越多主軸向反方向偏轉(zhuǎn)的角度越大[3]。

（5）將銑刀柄裝入主軸錐孔，Z 軸移動(dòng)至換到平面，機(jī)械坐標(biāo)顯示值為 Z-104.6，手動(dòng)將刀庫(kù)緩慢靠近主軸，發(fā)現(xiàn)換刀點(diǎn)偏高（如圖 2 所示），即換刀點(diǎn)位置發(fā)生了變化。換刀點(diǎn)位置與機(jī)床零點(diǎn)有關(guān)，此值在參數(shù)中設(shè)置，一經(jīng)設(shè)置，在不重新設(shè)置的情況下便不會(huì)再改變。由于機(jī)床每次開(kāi)機(jī)需進(jìn)行回零的操作，當(dāng)機(jī)床零點(diǎn)位置由于種種原因發(fā)生改變時(shí)，當(dāng)前的換刀點(diǎn)便會(huì)和原設(shè)好的換刀點(diǎn)有誤差。對(duì)于不需回零的機(jī)床刀庫(kù)而言，即使機(jī)床的零點(diǎn)位置發(fā)生改變，也不會(huì)影響換刀點(diǎn)的位置，只是當(dāng)機(jī)床的 MOS 電池不起作用、數(shù)據(jù)丟失的情況下才需要調(diào)整零點(diǎn)的位置，進(jìn)而重新調(diào)整換刀點(diǎn)的位置。這臺(tái)機(jī)床每次開(kāi)機(jī)后需進(jìn)行回零操作，所以問(wèn)題顯然是機(jī)床零點(diǎn)位置的變化導(dǎo)致?lián)Q刀點(diǎn)位置發(fā)生了改變。