加工中心维修应用实例

5.1数控机床返回参考点控制及常见故障分析1.数控机床返回参考点的必要性(1)系统通过参考点来确定机床的原点位置，以正确建立机床坐标系。(2)可以消除丝杠间隙的累计误差及丝杠螺距误差补偿对加工的影响。PRM1006#7#6#5#4#3#2#1#0ZMI#5(ZMI)0回参考点方向为正。1回参考点方向为负。回参考点减速信号(＊DEC)输入后，回参考点的低速进给速度(FL)参数1425每轴回参考点FL速度［mm/min］􀣠。_1.回参考点减速信号＊DECx(Deceleration)是设置在参考点之前的减速开关发出的信号。由于CNC直接读取该信号，故无需PMC的处理。在用快速朝回参考点方向移动中，此信号变为0时，移动将减速。此后则以参数1425上设定的FL速度，继续朝参考点方向移动。确定参考点2.先用以下参数设定回参考点方向：选择手动连续进给方式，使机床朝参考点方向移动轴以快速进给速度向参考点移动1个栅格的距离，等于检测单位×参考计数器容量。回参考点减速信号(＊DECx)变为0时，轴的移动减速。回参考点减速信号(＊DECx)回到1后，继续轴的移动。而后，轴停在第1个栅格上，机床操作盘上的回参考点完毕指示灯(ZEROPOSITION)点亮，参考点确立信号(ZRFx)变为1。通过改变回参考点减速挡块的安装位置，可按栅格单位修改参考点位置。一个栅格内的位置微调，用栅格移位功能（参数1850）进行。2.数控机床返回参考点控制控制(1)数返回控机床参考点控制原理(有档块)(2)数控机床返回参考点的PMC控制(SSCK-20数控车床)X20.6:+X按钮开关X20.7:-X按钮开关X21.0:+Z按钮开关X21.1:-Z按钮开关G120.7:系统回零F148.0:X轴回零结束F148.1:Z轴回零结束F149.1:系统复位3.数控机床返回参考点常见故障分析找不到参考点（通常会导致机床超程报警）（1）机床回零过程无减速动作或一直以减速回零，多数原因为减速开关及接线故障。（2）机床回零动作正常，为系统得不到一转信号。原因可能是电动机编码器及接线或系统轴板故障。找不准参考点（即回参考点有偏差）（1）减速挡块偏移（2）栅格偏移量参数设定不当（3）参考计数器容量参数设定不当（4）位置环增益设定过大（5）编码器或轴板不良5.2数控车床自动换刀装置控制及常见故障分析1.意大利BARUFFALDITS200/12电动转塔结构和动作原理（1）该刀架采用行星轮系传动的减速机构，结构紧凑、传动效率高。（2）刀盘无需抬起实现转位刹紧控制。这样可以防止机床切削过程中切屑、灰尘、切削液等影响精定位端齿盘，从而保证刀架的高定位精度。（3）可双向回转和任意刀位就近选刀，最大限度地减少刀架转位的辅助时间。（4）机电配合控制合理，故障率低。该系列电动刀塔的特点：意大利BARUFFALDITS200/12电动转塔结构2.电动刀塔的电气控制线路3．电动刀塔的PMC控制（1）系统PMC输入/输出信号地址分配（1）正常工作中，出现刀塔未锁紧报警通过系统梯形图（如图5—9）查看到是由于锁紧到位信号X21.2未接通产生的报警（信息继电器A0.1为1）。故障原因可能是接近开关损坏、接近开关调整位置不当、刀塔机械传动故障。（2）换刀时出现乱刀现象出现该故障的原因是角度编码器不良，此时需要更换编码器。（3）换刀过程中出现断路器跳闸现象产生故障的主要原因是电动机短路、刀塔内部机械传动卡死及断路器本身不良。（4）换刀过程中，系统发出电动机过热报警产生故障主要原因有预分度电磁铁插销不能准确动作、电动机缺相或匝间短路、角度编码器位置调整有偏差及电动机内装热偶开关不良。4.电动刀塔常见故障及维修5.3加工中心自动换刀装置控制及常见故障分析BT50-24TOOL圆盘式刀库自动换刀装置的特点：（1）刀库的旋转为电动机拖动(具有电磁制动装置)，靠电气实现刀库旋转方向（具有就近选刀功能）、换刀位置检测及定位控制，结构简单，工作可靠。（2）机械手换刀采用先进的凸轮换刀结构，实现电气和机械联合控制。（3）倒刀控制采用气动控制，通过气缸的磁环开关检测控制。（4）全机械式换刀，避免液压泄漏，降低了故障率。（5）换刀时间仅2.7秒，大大提高机床效率。1．BT50-24TOOL圆盘式刀库自动换刀装置机构圆盘式刀库结构简图凸轮式换刀机械手简图1．BT50-24TOOL圆盘式刀库自动换刀装置机构2.自动刀具交换动作步骤（1）程序执行到选刀指令T码时，系统通过方向判别后，控制刀库电动机1正转或反转，刀库中刀位计数开关2开始计数（计算出到达换刀点的步数），当刀库上所选的刀具转到换刀位置后，旋转刀库电动机立即停转，完成选刀定位控制。如图5—11a图所示。刀库选刀定位控制过程2.自动刀具交换动作步骤（2）程序中执行到交换刀具指令，交换刀具指令一般为M06（实际是调换刀宏程序或换刀子程序），首先主轴自动返回换刀点（一般是机床的第二参考点），且实现主轴准停，然后倒刀电磁阀线圈获电，气缸推动选刀的刀杯向下翻转90度（倒下），倒刀到位检测信号开关（磁环开关）8发出信号，完成倒刀控制，同时是交换刀具的开始信号。如图5—11b图所示。倒刀控制2.自动刀具交换动作步骤（3）当倒刀检测开关8发出信号且机械手原位开关7处于接通状态时，换刀电动机10旋转带动机械手从原位逆时针旋转一个固定角度（65/75度），进行机械手抓刀控制，如图5—11c所示。机械手扣刀控制过程2.自动刀具交换动作步骤（4）当机械手扣刀到位开关6接通后，主轴开始松开刀具控制（通常采用气动或液动控制），当主轴松刀开关接通后，换刀电动机运转，使机械手下降，进行拔刀控制，机械手完成拔刀后，换刀电动机继续旋转，机械手旋转180度（进行交换刀具控制）并进行插刀控制，当换刀电动机停止开关5（接近开关）接通后发出信号使电动机立即停止。如图5—11d、e所示。机械手拔刀控制机械手旋转180度并进行插刀控制机械手擦刀并完成主轴刀具锁紧控制(5)当机械手完成擦刀控制后,机械手扣刀到位开关6再次接通,此时主轴刀具进行锁紧控制。2.自动刀具交换动作步骤（6）当主轴锁紧完成开关信号发出后，机械手电动机启动旋转，机械手顺时针旋转一个固定角度，机械手回到原位后，机械手电动机立即停止。机械手回到原位控制2.自动刀具交换动作步骤2.自动刀具交换动作步骤（7）当机械手的原位开关7再次接通后，回刀电磁阀线圈获电，气缸推动刀杯向上翻转90度，为下一次选刀做准备。回刀气缸伸出到位开关9（磁环开关）接通，完成整个换刀控制。回刀控制来自M/C讯号返回M/C讯号刀库动作气缸动作换刀手臂动作运转讯号马达动作接近开关讯号回刀开关讯号倒刀开关讯号倒刀电磁阀回刀电磁阀马达动作接近开关原点确认讯号扣刀确认讯号马达停止讯号135811142467910121315自动刀具交换系统(ATC)控制时序图机械手换刀流程图:主轴移到换刀点↓（换刀点第二参考点）（O系统F161.2）(1618Oi系统F96.2)主轴定向↓（定向完成信号）(O系统F281.7)(1618Oi系统F45.7)刀套下降↓（刀套下降检测开关LS4接通）机械手扣刀（65°或75°）↓（机械手臂电机启动）（到位时，刹车制动开关先接通，电机停止，刹车）（此时确认扣刀开关接通）注：说明刹车制动开关先导通主轴松刀↓（主轴松刀检测开关接通）机械手拔刀，旋转180°插刀↓（机械手臂电机第二次启动）（到位时，刹车制动开关接通，电机刹车停止）（此时确认扣刀开关接通）（注：刹车制动开关比扣刀开关先导通)主轴锁紧刀具↓（锁刀检测开关接通）机械手回原点↓机械手第三次电机启动（刹车制动开关先接通，电机刹车，制动）（此时确认原点开关接通）（刹车制动开关比原点开关先接通）刀套上升↓（刀套上升检测开关接通）换刀结束机械手换刀宏程序O9001O9001;M05;主轴停IF[#1000EQ1]GOTO115;刀在主轴上，跳出换刀子程序#23=#4003;记录主程序模态，以使子程序结束后恢复（英制，公制，相对，绝对）#26=#4006；G21公制（MM）G91G30Z0;回换刀点M19;主轴定向M81;刀套下M76;电机第一次启动，扣刀M71;主轴松刀M77;电机第二次启动，旋转180°插刀M72;主轴紧刀M78;电机第三次启动，机械手回原点M89;刀号更新交换G#23;恢复主程序时的模态（公制，英制G#26;相对，绝对）N115M05;主轴停M99;子程序返回3.自动换刀装置常见故障及维修（1）刀库乱刀故障处理方法1)手动方式使刀库回到原位位置,即1号刀座对应换刀位置2)通过系统PMC参数画面,初始化数据表,数据表的D000设定为0，D001—D024设定值分别为1、2、3-24进行设定。3)通过系统PMC参数画面,刀库计数器初始化设定为23。4)系统MDI方式下，把实际刀具送回到刀库中。故障原因:1）PMC参数丢失或系统记忆值与实际不符2）换刀装置拆修3）操作者误操作具体处理方法:3.自动换刀装置常见故障及维修（2）换刀过程中出现碰刀的处理故障原因:1)主轴换刀点位置不正确2)主轴准停位置不正确主轴换刀点位置不正确的处理方法:1)机床手动返回到机床参考点2)手动盘机械手电动机,使机械手转到扣刀位置3)调整主轴到换刀点,并记下机床坐标系的坐标值4)把主轴换刀点的坐标值输入到换到宏程序的换刀位置中主轴准停位置不正确的处理方法:首先要排除主轴一转信号不稳的故障,然后调整主轴准停角度使主轴刀座的键与机械手上的键槽对准(通过换刀宏程序调整)3.自动换刀装置常见故障及维修（3）换刀过程中停止并发出换刀超时故障报警处理1)根据换刀动作时序图,查明,换刀故障时执行到第几步2)借助系统梯形图的信号变化,查明故障发生时是前一个动作没结束还是后一个动作没开始3)是机械故障还是电气故障的判别4)排除故障后,手动盘机械手电动机使机械手回到原位位置斗笠式换刀机构：最新技术：刀盘，机构手现在都是I/OLINK控制轴斗笠刀盘所用结构：马氏槽轮，电机转一圈转一个刀位好的刀盘都是用力矩电机，而非普通电机DC90V线圈抱闸与电动机同步。3-380V输入{电机运转抱闸松开线圈}同时开启斗笠式刀库换刀过程（流程图）M06调用宏程序O9001换刀M06指令→Z轴快速至换刀点→主轴准停→（上动作结束）定向完成（下动作开始）气缸原位→刀盘进（刀盘到位开关接通）→主轴松刀（松刀开关接通）→Z轴上移（由换刀点回到第一参考点F94.2=1）刀盘选刀（计数）→刀盘到位（计数为0）→Z轴回到换刀点→刀具锁紧（锁紧到位开关）→刀盘回到原点（原点开关接通）→所有轴打开斗笠式刀库的使用方法及宏程序:O9001N1IF[#1000EQ1]GOTO19(TCODE=SPTOOL)N2#199=#4003(G90/G91MODLE)N3#198=#4006(G20/21MDOLE)N4IF[#1002EQ1]GOTO7(SPTOOL=0)N5G21G91G30P2Z0M19N6GOTO8N7G21G91G28Z0M19N8M50N9M52N10M53N11G91G28Z0N12IF[#1001EQ1]GOTO15(TCODE=0)N13M54G04X3.0N14G91G30P2Z0N15M55N16M56N17M51N18G#199G#198N19M99M代码含义M50刀库旋转使能M51刀库旋转结束M52刀库向右（靠近主轴）M53松刀，吹气M54刀盘旋转M55刀盘夹紧M56刀盘向左（远离主轴）1主轴上没有刀(抓刀)n7返回第一参考点n8刀库旋转使能M50n9刀库向右M52n10松刀吹气M53n13刀盘旋转到位M54n14回第二参考点n15刀具夹紧M55n16刀盘向左M56n17旋转结束M51换刀要分几种情况2主轴有刀T0(还刀回库）n5回第二参考点n8刀库旋转使能M50n9刀库向右M52n10松刀吹气M53n11回第一参考点n15刀具夹紧M55n16刀盘向左M56n17旋转结束M513主轴上有刀T**(换刀)（先还刀再抓刀）n5回第二参考点n8刀库旋