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自動車床加工掉刀故障分析與處理
目前，加工中心的自動換刀裝置（ATC）有兩種常用類型的換刀方式，一是刀具從刀庫中直接由主軸交換，二是依靠機(jī)械手完成主軸與刀庫上刀具的交換。第一種換刀方式適用于小型加工中心，刀庫較小，刀具較少，換刀動作簡單，出現(xiàn)掉刀等故障時容易發(fā)現(xiàn)并能及時排除。第二種換刀方式，從結(jié)構(gòu)上和動作上看均屬于比較復(fù)雜的一種。本文以Vcenter-80型加工中心為例分析掉刀故障現(xiàn)象并加以處理。

1、加工中心換刀動作分析

從PLC圖上看此機(jī)床換刀程序達(dá)900多步，很難讀懂其工作原理。在此，略運(yùn)去ATC數(shù)據(jù)交換、傳遞、存儲及刀號存儲等內(nèi)容，把換刀動作簡述如下：CNC換刀指令（M06）→刀套下降→下降到位→機(jī)械手轉(zhuǎn)動→轉(zhuǎn)動減速→轉(zhuǎn)動到位（X4.7）→主軸刀松開→松開到位→機(jī)械手轉(zhuǎn)動→轉(zhuǎn)動減速→轉(zhuǎn)動到位→主軸刀夾緊→夾緊到位（X2.5）→機(jī)械手逆轉(zhuǎn)→機(jī)械原位，換刀完成。其中，機(jī)械手的快、慢速由變頻器實(shí)現(xiàn)，電動機(jī)轉(zhuǎn)動時帶動機(jī)械凸輪傳動實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的上升、下降。

2、掉刀故障

掉刀故障現(xiàn)象出現(xiàn)時間較長，一開始，偶爾出現(xiàn)一次，一月一次，甚至兩三月一次，以為是偶然因素引起的，沒有引起足夠的重視，慢慢地一周出現(xiàn)一次，甚至兩次，同時伴隨著主軸上的刀裝不到位的情況。后來慢慢地演變?yōu)橐粋€班次多次出現(xiàn)故障，嚴(yán)重地影響生產(chǎn)進(jìn)度、造成廢品產(chǎn)生。仔細(xì)觀察，掉刀故障有兩種情況出現(xiàn)，一種是由本工步加工完成后掉刀，一種是本工步根本沒加工，刀具落在工作臺上。由于加工過程中，換刀動作均執(zhí)行，動作順序正常，故出現(xiàn)掉刀、裝刀（裝到主軸上）不到位時均無任何報(bào)警現(xiàn)象，只有操作者在工件檢查或聽到掉刀異常聲音時，才會發(fā)生故障，因而在自動加工生產(chǎn)線上有時會因掉刀而出現(xiàn)批量廢品的現(xiàn)象。

3、故障分析與處理

（1）檢查機(jī)械手執(zhí)行ATC換刀故障排除步驟，把機(jī)械手停止在垂直極限位置。檢查機(jī)械手手臂上的兩個卡爪及支持卡爪的彈簧等附件。均沒有發(fā)現(xiàn)問題，說明機(jī)械手夾持刀具緊固，在機(jī)械手轉(zhuǎn)動情況下不會出現(xiàn)掉刀現(xiàn)象。

（2）檢查刀具夾持情況根據(jù)刀具有主軸上裝不位的現(xiàn)象分析，可能是主軸內(nèi)孔中碟簧不能對刀具夾持緊固，從而出現(xiàn)刀裝不到位，甚至裝不上而掉刀現(xiàn)象。拆開主軸內(nèi)部，發(fā)現(xiàn)有幾處對碟簧已碎。于是更換了全部碟簧。試車時沒有出現(xiàn)任何問題。運(yùn)行一個班次后又出現(xiàn)掉刀現(xiàn)象。