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数控机床刀库故障分析方法与技巧

刀库故障及维修机床数控机床备课讲稿

刀库控制非常复杂，涉及到的硬件主要是伺服电机传动或普通交流电机传动或液压马达、电磁阀、接近开关、行程开关、等器件，通过复杂的PLC程序对刀库进行控制，实现数控机床加工中心自动换刀或手动换刀、卸刀、装刀等动作。作为一名合格的优秀技工，熟悉NC参数、刀库动作的流程、电磁阀的工作原理等是十分必要的，因为只有这样才能更好的调试、维修及维护刀库。 1.刀库动作时序一般流程图图1-1 刀库动作的时序流程图

刀库动作的一般流程如图1-1所示，熟悉刀库动作的流程对故障分析及调试有一定的指导意义，刀库动作的控制主要包括自动换刀和手动换刀，刀库的硬件并不是很复杂，那么是如何实现复杂的刀库控制呢？主要是通过PLC程序对刀库进行控制，使刀库能够安全、可靠、稳定的完成复杂控制。 2．刀库及换刀机械手的常见故障和维护刀库及换刀机械手结构较复杂，且在工作中又频繁运动，所以故障率较高。目前机床上有60％以上的故障都与之有关。如刀库定位伸缩不到位，刀库运动故障、定位误差过大、机械手夹持刀柄不稳定、机械手动作误差过大等。这些故障最后都造成换刀动作卡位，整机停止工作。因此刀库及换刀机械手的维护十分重要。 2．1 刀库及换刀机械手的维护要点 (1)严禁把超重、超长的刀具装入刀库，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)顺序选刀方式必须注意刀具放置在刀库中的顺序要正确，其他选刀方式也要注意所换刀具是否与所需刀具一致，防止换错刀具导致事故发生。 (3)用手动方式往刀库上装刀时，要确保装到位，装牢靠，并检查刀座上的锁紧装置是否可靠。 (4)经常检查刀库的回零位置是否正确，检查机床主轴回换刀点位置是否到位，发现问题要及时调整，否则不能完成换刀动作。 (5)要注意保持刀具刀柄和刀套的检查机械手液压系统的压力是

数控机床故障诊断与维修试题

数控机床故障诊断与维修试题一、填空题（每空1分，共20分） 1、滚珠丝杠螺母副，按滚珠返回的方式不同可以分为（内循环式）和（外循环式）两种。 2、导轨副的维护一般包括（导轨副的润滑）、（滚动导轨副的预紧）和（导轨副的防护）。 3、数控机床自动换刀装置的形式有（回转刀架换刀）、（更换主轴头换刀）和（带刀库的自动换刀）。 4、数控机床上常用的刀库形式有（直线式刀库）、（盘式刀库）、（链式刀库）和（密集形格子式刀库）。 5、刀具常用交换方式有（顺序选刀）和（任意选刀）两类。 6、滚珠丝杠螺母副的润滑油为（一般机油或90～180#透平油、140#或N15主轴油），而润滑油一般采用（锂基润滑脂）。 7、数控机床按控制运动轨迹可分为点位控制、（直线控制）和（轮廓控制）等几种。 8、数控机床的自动换刀装置中，实现（刀库）和机床（主轴）之间传递和装卸刀具的装置称为刀具交换装置。二、选择题（每小题2分，共20分） 1、数控车床床身中，排屑性能最差的是（A）。 A、平床身 B、斜床身 C、立床身 2、一般数控铣床是指规格（B）的升降台数控铣床，其工作台宽

度多在400mm以下。 A、较大 B、较小 C、齐全 D、系列化 3、采用数控机床加工的零件应该是（B）。 A、单一零件 B、中小批量、形状复杂、型号多变的零件 C、大批量零件 4、数控机床四轴三联动的含义是（ B）。 A、四轴中只有三个轴可以运动 B、有四个控制轴，其中任意三个轴可以联动 C、数控系统能控制机床四轴运动，其中三个轴能联动 5、数控机床主轴锥孔的锥度通常为7：24，之所以采用这种锥度是为了（C）。 A、靠摩擦力传递扭矩 B、自锁 C、定位和便于装卸刀柄 D、以上几种情况都是 6、目前，在我国数控机床的自动换刀装置中，机械手夹持刀具的方法多采用（ A） A、轴向夹持 B、径向夹持 C、法兰盘式夹持 7、数控机床导轨按接触面的摩擦性质可分为滑动导轨、滚动导轨和（B）导轨三种。Ａ、贴塑Ｂ、静压Ｃ、动摩擦Ｄ、静摩擦８、数控机床自动选择刀具中任选刀具的方法是采用（A）来选刀换刀。 A、刀具编码 B、刀座编码 C、计算机跟踪

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 ?Z轴换刀点高度参数1241。 ?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。） ?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：?Z轴始终位于刀臂安全位置之上。 ?刀库调试完成后，除K4.7打开外，其余K参数要全部关闭。 ?ATC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 ?Z轴换刀点高度参数2038 ?主轴定向角度参数3108 ?M21刀套下（垂直） ?M20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：?刀库调试完成后，L102、L107要置为0. ? Z轴始终位于刀臂安全位置之上。 ?ATC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。

刀库换刀流程和逻辑思路

刀库换刀流程和逻辑思路 · 乱刀式刀库的换刀流程图

固定式刀库的换刀流程图固定式刀库换刀过程分解：固定式刀库换刀动作可分为三个，即取刀、还刀和换刀。由于采用固定刀位管理方式，刀具的交换实际上是还刀和取刀这两个动作。（斗笠式刀库控制约定：1．斗笠式刀库采用固定刀位，即刀套号就是刀具号；2．取刀时，刀库就近找刀） ①取刀现状：主轴上无刀具编程：M06 T* 刀库动作描述： ②还刀现状：主轴上有刀具编程：M06 T0 刀库动作描述： ③换刀现状：主轴上有刀具编程：M06 T* 刀库动作描述：刀具交换的过程，就是还刀加上取刀的过程。固定式刀库自动换刀装置电气控制电气控制电路包括接强电电路和PMC控制电路两部分。下图所示为接触器控制电路。主电路由空气开关QF、KM1主触点、KM2主触点、三相异步交流电机M等组成。控制电路中中间继电器KA1与KA2分别控制接触器KM1和KM2的线圈，控制刀库电机M的正反转和停机制动。实现刀具的选择从而达到精确选刀的目的。电动刀库电气控制线路图

四、固定式刀库自动换刀装置的PMC控制 PMC控制包括硬件控制和软件控制两方面。硬件控制包括输入信号的接入和输出信号的控制。下图所示为电动刀库PMC接线图。在此例应用中，传感器信号分别接在X2.0、X2.1输入端口，而控制正反转接触器KM1、KM2的中间继电器的线圈分别由Y50.1、Y50.2控制。电动刀库PMC接线图图6 刀库旋转逻辑梯形图例如，加工中心在执行M06T1换刀指刀令时的换刀结果是：刀库中的T1刀装放轴。（1）D SCH功能指令（检索功能）当CNC读到T1指令代码信号时，将此信号信息送入PMC。当PMC接到寻找新刀具的指令T1后（FT3为“1”）在模拟刀库的刀号数据表中开始T代码数据检索出来存入F26地址单元中。然后将1号刀所在数据表中的序号1存入到检索结果输出地址D100中，同时R10.2为“1”。由于R9091.0为“0”。即断开，所以DSCH功能指令按规定2位BCD码处理数据。（2）C OIN功能指令（比较指令）当R10.2为“1”时，地址D100的内容（指令1号）和地址D200（当前刀套数据表序号4）的内容作比较。数据一致时，输出R10.3为“1”，不一致时，R10.3为“0”作为刀库旋转达ROT功能指令的条件。（3）R OT功能指令（旋转指令） ROT功能指令中，旋转检索数（刀套位置个数）为12，现在位置地址为D200（存放当前刀套号4），目标位置地址为D100（存放T1号刀具的刀套号1），计算结果输出地址为C1。

数控诊断复习题

名词解释 1.故障: 数控机床全部或部分丧失了系统规定的功能就称为故障。 2.故障诊断的目的：就是要确定故障的原因和部位，以便维修人员或操作人员尽快地进行故障的修复。 3.平均无故障时间：指可修复产品的相邻两次故障间，系统能正常工作时间的平均值。 4.数控机床的可靠性：在规定的工作条件下，产品执行其功能长时间稳定工作而不发生故障的能力。 5.平均修复时间：数控系统在寿命范围内，从出现故障开始维修到能正常工作所用的平均修复时间。 6.关联性故障：是指由于数控系统设计，结构或性能等缺陷造成的故障。 7.点检：按有关维护文件的规定，对设备进行定点，定时的检查和维护。 8.系统故障诊断技术:在系统运行中或基本不拆卸的情况下，即可掌握系统先行状态的信息，查明产生故障部位和原因，或预知系统的异常和故障的动向，采取必要的措施和对策的技术。9.诊断程序：对数控机床各部分包括CNC系统本身进行状态或故障监测的软件，当机床出现故障时，可利用该诊断程序诊断出故障范围及具体位置。 https://www.wendangku.net/doc/302682630.html,C机床在线诊断：CNC系统通过系统的内装程序，在系统处于正常运行状态时，对 CNC系统本身及于C NC装置相连的各个进给伺服单元，伺服电动机，主轴伺服单元和主轴电动机以及外部设备等进行自动诊断检查。 11.离线诊断时间（脱机诊断）：当CNC系统出现故障或要判断系统是否真正有故障时，往往要停机检查，此时称为离线诊断。 12.主轴驱动系统：数控机床的大功率执行机构，其功能是接受数控系统的S码及M码，驱动主轴进行切削加工。 13.主轴准停功能（主轴定位功能）:当主轴停止工作时，控制其停于固定的位置。填空 1.FANUC公司目前生产的数控装置：F(0) F10/F11/F12 F15 F16 F18 系列 2.FANUC系统的典型构成：数控主板，（P LC）板, I/O板,MMC板,ORT接口板 3.FANUC.OI/FANUC MATE 系统操作及功能:（图像显示）功能，报警履历和操作履历，用于存储卡存储和恢复数据。。。。。帮助功能 https://www.wendangku.net/doc/302682630.html,C显示器上可用于波形显示：位置误差，（指令脉冲），扭矩指令 5.FANUC数控系统参数分类：状态型参数，（比率型）参数，真实型参数 6.用MDI设定参数操作时，要将“PARAMETER WRITE”=（1） 7.用MDI设定参数操作完毕时，需将参数设定换面的“PARAMETER WRITE”设定为（1）禁止参数设定（0） 8.FANUC数控系统参数设定是，出现P/S报警000#，此时请（关断电源再开机） 9.P/S 00#报警的故障原因是设定了重要参数-伺服参数，系统进入保护状态，需要系统（重新启动）装载新参数 10.FANUC系统数控装置的自我诊断方法：（启动自）诊断，在线诊断，离线诊断 11.直流主轴驱动装置形式，（晶闸管），脉宽调制PWM调速 12.FANUC主轴驱动系统分类，直流主轴驱动系统，（交流）主轴驱动系统 13.FANUC a/ai系统主轴驱动系统中（aLi）系列最高输出转速为20000r/min 14.FANUC a/ai系统主轴驱动系统中（a（HV）i）系列最大额定输出功率达100KW 15.安川变频器检测出故障时，在（数字操作器）上显示报警内容，并停止变频器输出 16.PMC地址中（X）地址，由机床至PMC的输入信号（MT-PMC） 17.PMC地址中（Y）地址，由PMC至机床的输出信号（PMC-MT） 18.PMC地址中（F）地址，由NC至PMC的输入信号（CNC-PM C) 19.PMC地址中（G）地址，由PMC至NC的输出信号(PMC-CNC) 20.PMC地址中（R）地址，内部继电器 21.PMC地址中（D）地址，非易失性存储器

刀库换刀流程和逻辑思路

刀库换刀流程和逻辑思路 LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】

刀库换刀流程和逻辑思路 ·

乱刀式刀库的换刀流程图 1．斗笠式 ①取刀 ②还刀 ③换刀 KM2主 KA1与KA2分 PMC 库PMC接线图。在此例应用中，传感器信号分别接在、输入端口，而控制正反转接触器KM1、KM2的中间继电器的线圈分别由、控制。

电动刀库PMC接线图图6 刀库旋转逻辑梯形图例如，加工中心在执行M06T1换刀指刀令时的换刀结果是：刀库中的T1刀装放轴。（1）D SCH功能指令（检索功能）当CNC读到T1指令代码信号时，将此信号信息送入PMC。当PMC接到寻找新刀具的指令T1后（FT3为“1”）在模拟刀库的刀号数据表中开始T 代码数据检索出来存入F26地址单元中。然后将1号刀所在数据表中的序号1存入到检索结果输出地址D100中，同时为“1”。由于为“0”。即断开，所以DSCH功能指令按规定2位BCD码处理数据。（2）C OIN功能指令（比较指令）当为“1”时，地址D100的内容（指令1号）和地址D200（当前刀套数据表序号4）的内容作比较。数据一致时，输出为“1”，不一致时，为“0”作为刀库旋转达ROT功能指令的条件。（3）R OT功能指令（旋转指令） ROT功能指令中，旋转检索数（刀套位置个数）为12，现在位置地址为D200（存放当前刀套号4），目标位置地址为D100（存放T1号刀具的刀套号1），计算结果输出地址为C1。当刀具判别指令为“0”，ROT指令开始执行根据ROT控制条件设定，计算出刀库现在的位置与目标相差的步数为“3”步将此数据存入C1中，并选择出最短旋转路径，使置“0”，正向旋转方向输出。通过正向旋转继电器，驱动刀库正向旋转“3”步，即找到了1号刀位。

刀库程序流程：

1．刀库结构根据刀具容量可分为盘式和链式刀库，链式刀库一般用于刀具较多的机床上，目前国内机床上使用较少。根据刀库旋转动力可分为液压马达，普通电机，伺服电机，凸轮机械，无动力（靠主轴带动）等。使用前两种方式的比较多，都使用感应开关计数，且控制方式相似。 2．换刀过程分析分为随机换刀和固定换刀。 1）随机换刀是刀具较多的情况采用，必须有机械手辅助，没有还刀过程。但数据表需要更新，刀具号和刀套号不是一一对应。加工程序中使用M06T**, PLC或宏程序检测到M 06信号脉冲和T信号脉冲，进行刀具检索，刀库旋转到要交换的刀套位置，刀具交换，数据表更新。 2）固定换刀是在刀具不多的情况采用，一般没有机械手，换刀时候，先还刀，再取刀。刀具号和刀套号固定，从哪里取的刀具要还刀原来的地方去。数据表不需要更新。加工程序中使用M06T**, PLC或宏程序检测到M 06信号脉冲和T信号脉冲，将主轴上的刀具还回到刀库中去，再进行刀具检索，刀库旋转到要交换的刀套位置，刀具交换。 3．刀库控制思路见流程图刀库程序流程：检索T代码所代表的刀号所在位置，使用DSCHB (SUB34) ,D101-D179(刀具号1-79) D100(主轴刀号) 如果T代码所代表的刀具在主轴上，R301.0=1 转到结尾计算从当前刀套号（计数器1,C002）到目标刀套号的旋转步数和旋转方向， D181(目标位置指令),D182(步数指令)—取刀 D183(目标位置前次),D184(步数前次) –还刀刀库停止转动(R9000.0)，进行换刀。

2伺服电机驱动，输出G地址信号如果是固定刀套位换刀，没有此步。用宏程序来实现(O9001,M06 调用)。 4．相关参数设定 M06 代码调用宏程序：6071-6079，调用9001-9009 宏程序，例如6071设定为6，则M06 调用9001宏程序。参考位置：1240-1243，每个轴的第一到第四参考点的坐标值，一般使用第一参考点（参数1240）做为相关轴的换刀点坐标值。 5．换刀宏程序换刀各个动作用M代码来实现，这样可保证每个步骤是按顺序执行。 O9001 (CHANGE TOOL) N1IF[#1000EQ1]GOTO22 N2#199=#4003 N3#198=#4006 N4IF[#1002EQ1]GOTO10 N5IF[[#1003EQ1]GOTO7 N6GOTO11 N7M51 N8G21G91G30P2Z0M19 N9GOTO11 N10G21G91G28Z0M19 N11M50

加工中心常见换刀故障的分类总结及排除方法

加工中心常见换刀故障的分类总结及排除方法加工中心已广泛应用于机加生产线中。在当今时代，任何自动化生产设备都与数控技术密切关联，从数控设备的特征看，在其开发、生产、销售到使用与维护的过程中，都不可避免地涉及到许多相关领域和交叉学科。因此，学习、理解和掌握数控技术，是从事加工行业人士的必经之路。为了尽是减少加工中心的故障停机时间，根据个人多年的维修经验，针对加工中心故障频率较高的自动换刀装置部分，总结了一些快速诊断和查找故障的方法。首先，加工中心常见的换刀方式分为带机械手和不带机械手：带机械手的加工中心换刀动作顺序为①主轴定位；②Z轴运行至换刀点；③刀套向下； ④刀臂旋转60°；⑤主轴松刀吹气；⑥刀臂向下拉刀，然后旋转180°；⑦刀臂向上，主轴夹刀；⑧刀臂旋转至原点；⑨刀套向上回位，换刀完毕。不带机械手的圆盘式刀库，换刀动作顺序为：①主轴定位；②Z轴运行至换刀点；③刀盘旋转至目标刀号；④Z轴向下至原点；⑤换刀完毕。根据以往维修经验总结，自动换刀装置在换刀时，常见故障有以下几种：1、刀套动作位置错误，气缸故障2、刀臂夹不紧刀，发生掉刀3、主轴拉芯打不开，刀取不下来4、刀臂位置错误，不能刹车定位5、刀库乱刀6、刀库原点丢失7、刀库电机过载，刀臂电机过载8、刀库位置传感器损坏9、不执行换刀动作10、刀具没有夹紧11、主轴刀具不能夹紧到位下面就一些具体的故障排除方法进行总结： 1、主轴刀具不能夹紧到位。故障现象(1)：刀具送入主轴时不能安全进入夹爪。原因：①打杆与夹爪拉杆之间距离大于5mm。 ②主轴换刀压力不够。排除方法：①调整打杆处的调整螺母，使其与拉杆之间距离1~5mm以内。②检查换刀液压油是否足够；气液缸及其管路是否存在泄漏；压缩空气压力是否达到0.392Mpa以上。若有上述现象，则检修，使主轴换刀压力达到3.92~6.868Pma。故障现象(2)：工件加工质量变坏，如钻孔出现圆柱度变坏等。原因：①拉杆上的蝶形弹簧断裂。在主轴停止状态下，用手沿轴线方向上下拉动刀具，会发现刀具有上下窜动现象。②夹爪破裂。在主轴停止状态下，置“寸动”模式，手动上下上的刀具，会感觉到刀具上下不灵活自如。排除方法：①更换蝶形弹簧。②更换夹爪。 2、刀库转动时不能刹车定位，位置错误。原因：①刀库计数感应近接开关损坏。此时，在“寸动”模式下，每按刀库旋转按钮一次，刀库只旋转一个刀位后立即停止转动，并且该刀位不能停止在规定的换刀位置。排除方法：更换感应开关。 ②刀库刹车损坏，刀库旋转停止时，刹不住车，导致停止位置偏离正确位置。排除方法：维修刹车、更换刹车电阻、刹车器等 3、自动换刀装置不在原点位置原因：控制刀库转动的计数感应开关损坏，或感应开关的接线断，或感应距离太远。排除方法：检查感应开关的接线状况；感应距离调整在1~5mm以内，若无效，则更换感应开关。 4、自动换刀装置刀臂不在原点位置原因：①控制刀臂旋转的感应开关表面上附着有铁屑等污物。②控制刀臂旋转的感应开关损坏或接线不良。排除方法：①清洁感应开关表面。②检查感应开关接线，若无效，则更换感应开关。

加工中心换刀故障常见形式和解决方法

加工中心换刀故障常见形式和解决方法内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 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，我们来了解一下环岛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。

数控链式刀库的精确定位及控制

数控链式刀库的精确定位及控制链式刀库的链条式结构，决定了刀库自身存在着明显的缺陷：机械刚性差、传动间隙大，从而造成刀库定位精度差，常引起机床故障。我厂开发的SDL120数控链式刀库中，采用了模拟电子检控电路，很好地解决了链式刀库快速和精确定位的问题。 SDL120数控链式刀库的主要参数：刀具容量为120把；刀具锥度为ISO50；最大刀具直径为250 mm；最大刀具长度为500mm。 SDL120数控链式刀库主要由蜗轮减速箱、链式刀具存储仓、机械手穿梭装置和机械手等部分组成。该刀库链式存储仓由伺服电动机经圆柱蜗杆减速箱驱动，位置环开环控制，存储仓刀座依靠编码器进行刀具号译码，由模拟电子检控电路(图1)完成精确定位。各部分功能简述如下。 1.链条及刀座部分链条上有120个刀座，用于存放120把刀具，整个链条由伺服电动机驱动。 2.模拟接近开关输出电压(或电流)与物体和接近开关之间的距离为近似线性关系。由于刀具的刀柄是圆形结构，两个接近开关为平行安装，所以当移动的刀柄随着链条的转动从某一方向经过两个接近开关时，两个接近开关各输出一个近似正弦规律变化的电压信号，两个信号存在着一个相位差，如图2所示。 3.比较电路把两个模拟电压信号进行比较，并做出如下判断：输出比较结果先达到正最大值则刀库链正向转动；输出比较结果先达到负最大值则刀库链反向转动；输出比较结果由正负最大值转换为“0”，则该刀座位于两个接近开关正中位置，即刀库精确定位位置。通过调整零位置窗的阈值大小，可调整刀座的定位精度。窗口值偏大则定位精度低，偏小则导致刀库链抖动，无法完成定位，这正是不采用闭环控制的原因。

小型立式加工中心刀库自动换刀装置及控制系统设计-开题报告

毕业设计（论文）开题报告 1 选题背景及其意义加工中心是适应省力、省时和节能的时代要求而迅速发展起来的自动换刀数控机床，能集中完成多种工序，因而可减少工件装夹、测量和调整时间，减少工件周转、搬运存放时间，使机床的切削利用率高于通用机床3倍～4倍，所以说，加工中心不仅提高了工件的加工精度，而且是数控机床中生产率和自动化程度最高的综合性机床。在加工中心中，刀库和机械手组成自动换刀装置（ATC），而自动换刀装置的好坏，将直接影响加工中心的好坏，从目前情况看，加工中心的主机部分基本定型，变化不大，但自动换刀装置种类繁多，五花八门，是最难搞好的部分。它是加工中心的象征，又是加工中心成败的关键环节。因此各加工中心制造厂家都在下大力研制动作迅速、可靠性高的自动换刀装置，以求在激烈的竞争中取得好效益，正因为自动换刀装置是加工中心的核心内容，各厂家都在保密，极少公开有关资料，尤其机械手这部分更是如此。 2 文献综述（国内外研究现状与发展趋势） 1958年，美国卡尼，特雷克公司首次把铣、钻、镗等多种工序集中于一台数控机床上，通过换刀方式实现连续加工，成为世界上第一台加工中心。该产品出现后，销路惊人，引起了日、德、美、英、法、意等先进工业国家的高度重视，竞相开发生产，不断扩大和完善机床的功能，成为数控机床中发展最快、需求量最大的商品之一。如今，世界上出现了立式、卧式、龙门式、落地式等各种加工中心，据不完全统计，大约有1000多个品种规格。未来加工中心的发展动向是高速化、进一步提高精度和愈发完善的机能。加工中心是数控机床的代表，是高新技术集成度高的典型机电一体化机械加工设备，我国的加工中心从70年代开始，已有很大发展，但技术、品种和数量上都还远不能适应我国经济、技术发展的需要。随着我国工业的不断发展，推动了模具制造业、机械加工业的巨大发展，使得数控机床的使用越来越普遍，而加工中心更是以其高自动化程度得到广泛应用。然而，目前市场上生产和销售的都是以大、中型的加工中心为主，小型加工中心几乎是空白，而机械加工业、小型模具的制造、工科院校、技工学校等对小型加工中心存在着大量的需求。为加速我国加工中心的发展，需进一步加强对加工中心的研究、设计、制造和应用。

数控常见故障处理方法

各种故障处理方法1,FANAC系统修改参数：a,进入MDI。B，offset参数改为“1”可以编辑。C,system输入“3202’搜索。D，“NE9”将下面的“1”改为“0”，就可以改“9000’开头的程序了 2，辛辛那提刀库中的刀套号为0修改方法： A，打开offset修改参数将“0”改为’1”。B，打开刀库号面，其中刀库号变为了0，看实际刀库号为多少，光标移到刀库号上，按aiiter键，这时页面右上角有个英文字母会闪，这时可以输入对应刀号，按inset，再按set。C,退出该页面进入offset参数改为“0”。 3关于铰孔问题： A，如果孔大转速改慢反之改快。 4，关于各种闷刀问题： A，铣刀的话余量问题，刀具磨损，转速是否太慢。 B，阀门孔闷刀的话同上。 5，vmc1000刀库问题（刀库不停左右转动）。 A，在MDI状态随便输入刀号(如“T8)。 B，启动就可以解决。（不是百分百） 6，V10A刀库不到位报警： A，打在寸动状态 C，去机床后面手动旋转刀库，就可以解决。（此方法可能会乱刀）另外一种可能导致此报警的就是刀与刀之间相碰，这就必须把所有的刀相隔开，或者设置大刀仓库。 7，SH403卧式加工中心刀库门不关报警; A，打开setting键，进入操作盘。B，进入（ATC MANUAL）页面，注：此为刀库页面。C，看其中有1---5条英文，其中1，3，4同时为白色即为正常，如果门没有关好即在MDI状态下输入“1”，按EXEC。注：【APC MANUAL】为换刀臂页面 A，APC CW=刀套下来。B，APC CCW=刀套上去。C，PALLET CLAMP=.。D,LLET UN CLAMP。E，APC ARM UP。D，APC ARM DOWN。 8，外圆刀老断原因：a，夹具问题，压力问题。B，程序连接不过来。C，转速走刀问题。 9，E130工作台不转： A，按手轮调节X,Z轴至X-.300，Z-.300.（Y轴不可以动）。

加工中心的刀库形式与自动换刀程序的调试

加工中心的刀库形式与自动换刀程序的调试一、实训目的（ 1 ）了解加工中心的各种刀库形式；（ 2 ）了解机械手换刀的基本动作组成；（ 3 ）掌握加工中心自动换刀程序的编写与调试运行； ? 二、预习要求认真阅读加工中心组成、换刀装置、自动换刀程序的编写等章节内容。 ? 三、实训理论基础 1 ．加工中心的刀库形式加工中心刀库的形式很多，结构各异。常用的刀库有鼓轮式和链式刀库两种。图 11-1 鼓轮式刀库（ a ）径向取刀形式（ b ）轴向取刀形式（ c ）径向布置形式（ d ）角度布置形式鼓轮式刀库结构简单，紧凑，应用较多。一般存放刀具不超过 32 把。见图 11-1 。径向取刀形式（ a ）多用于使用斗笠式刀库的立式加工中心和使用角度布置的机械手换刀装置的加工中心；形式（ b ）应用比较广泛，可用于立式和卧式加工中心，换刀可用机械手或直接主轴移动式换刀。由于从布局设计方面的考虑，鼓轮式刀库一般都采用侧向安装的结构形式，若用于机械手平行布置的加工中心时，刀库中的刀袋（座）通常在换刀工作位可作 90 o 翻转。形式（ c ）多用于小型钻削中心；形式（ d ）一般用于专用加工中心。链式刀库多为轴向取刀，适于要求刀库容量较大的加工中心。见图 11-2 。图 11-2 链式刀库 2 ．自动换刀装置及其动作分解斗笠式刀库换刀装置我们已经在实训 4 中接触过，在此就不再赘述。对于刀库侧向布置、机械手平行布置的加工中心，其换刀动作分解见图 11-3 。换刀时， Txx 指令的选刀动作和 M6 指令的换刀动作可分开使用。

图 11-3 平行布置机械手的换刀过程图 11-4 角度布置机械手的换刀过程对于刀库侧向布置、机械手角度布置的加工中心，其换刀动作分解见图 11-4 。机械手换刀装置的自动换刀动作如下：（ 1）主轴端：主轴箱回到最高处（ Z 坐标零点），同时实现“主轴准停”。即主轴停止回转并准确停止在一个固定不变的角度方位上，保证主轴端面的键也在一个固定的方位，使刀柄上的键槽能恰好对正端面键。刀库端：刀库旋转选刀，将要更换刀号的新刀具转至换刀工作位置。对机械手平行布置的加工中心来说，刀库的刀袋还需要预先作90 o的翻转，将刀具翻转至与主轴平行的角度方位。（ 2）机械手分别抓住主轴上和刀库上的刀具，然后进行主轴吹气，气缸推动卡爪松开主轴上的刀柄拉钉。（ 3）活塞杆推动机械手伸出，从主轴和刀库上取出刀具。（ 4）机械手回转180 °，交换刀具位置。（ 5）将更换后的刀具装入主轴和刀库，主轴气缸缩回，卡爪卡紧刀柄上的拉钉。（ 6）机械手放开主轴和刀库上的刀具后复位。对机械手平行布置的加工中心来说，刀库的刀袋还需要再作 90 o的翻转，将刀具翻转至与刀库中刀具平行的角度方位。（ 7）限位开关发出“换刀完毕”的信号，主轴自由，可以开始加工或其它程序动作。主轴移动式换刀装置的换刀动作见图 11-5 。其换刀动作分解如下：图 11-5 主轴移动式换刀过程（ 1）主轴准停，主轴箱沿 Y 轴上升。这时刀库上刀位的空挡正对着交换位置，装卡刀具的卡爪打开。如图 11-5 （ a ）所示。（ 2）主轴箱上升到极限位置，被更换的刀具刀杆进入刀库空刀位，即被刀具定位卡爪钳住，与此同时，主轴内刀杆自动夹紧装置放松刀具。如图 11-5 （ b ）所示。（ 3）刀库伸出，从主轴锥孔中将刀拔出。如图 11-5 （ c ）所示。（ 4）刀库转位，按照程序指令要求，将选好的刀具转到最下面的位置，同时，压缩空气将主轴锥孔吹净。如图 11-5 （ d ）所示。（ 5）刀库退回，同时将新刀插入主轴锥孔，主轴内刀具夹紧装置将刀杆拉紧。如图11-5（e）（ 6）主轴下降到加工位置、启动，开始下一步的加工。如图 11-5 （ f ）所示。 3 ．自动换刀的编程加工中心的编程和数控铣床编程的不同之处，主要在于增加了用 M06 、 M19 和 Txx 进行自动换刀的功能指令，其它都没有多大的区别。

刀库的种类及特点(仅限借鉴)

加工中心刀库种类及特点加工中心的自动换刀装置由存放刀具的刀库和换刀机构组成。刀库种类很多，常见的有盘式和链式两类。链式刀库存放刀具的容量较大。换刀机构在机床主轴与刀库之间交换刀具，常见的为机械手；也有不带机械手而由主轴直接与刀库交换刀具的，称无臂式换刀装置。加工中心刀库分为圆盘式刀库及机械手刀库两种一、圆盘式刀库圆盘式刀库应该称之为固定地址换刀刀库，即每个刀位上都有编号，一般从1编到12、18、20、24等，即为刀号地址。操作者把一把刀具安装进某一刀位后，不管该刀具更换多少次，总是在该刀位内。 1. 制造成本低。主要部件是刀库体及分度盘，只要这两样零件加工精度得到保证即可，运动部件中刀库的分度使用的是非常经典的“马氏机构”，前后、上下运动主要选用气缸。装配调整比较方便，维护简单。一般机床制造厂家都能自制。 2. 每次机床开机后刀库必须“回零”，刀库在旋转时，只要挡板靠近（距离为0.3mm左右）无触点开关，数控系统就默认为1号刀。并以此为计数基准，“马氏机构”转过几次，当前就是几号刀。只要机床不关机，当前刀号就被记忆。刀具更换时，一般按最近距离旋转原则，刀号编号按逆时针方向，如果刀库数量是18，当前刀号

位8，要换6号刀，按最近距离换刀原则，刀库是逆时针转。如要换10号刀，刀库是顺时针转。机床关机后刀具记忆清零。 3. 固定地址换刀刀库换刀时间比较长国内的机床一般要8秒以上（从一次切削到另一次切削）。 4. 圆盘式刀库的总刀具数量受限制，不宜过多，一般40#刀柄的不超过24把，50#的不超过20把，大型龙门机床也有把圆盘转变为链式结构，刀具数量多达60把。二、机械手刀库机械手刀库换刀是随机地址换刀。每个刀套上无编号，它最大的优点是换刀迅速、可靠。 1. 制造成本高。刀库有一个个刀套链式组合起来，机械手换刀的动作有凸轮机构控制，零件的加工比较复杂。装配调试也比较复杂，一般由专业厂家生产，机床制造商一般不自制。 2. 刀号的计数原理。与固定地址选刀一样，它也有基准刀号：1号刀。但我们只能理解为1号刀套，而不是零件程序中的1号刀：T1。系统中有一张刀具表。它有两栏。一栏是刀套号，一栏是对应刀套号的当前程序刀号。假如我们编一个三把刀具的加工程序，刀具的放置起始是1号刀套装T1（1号刀），2号刀套装T2，3号刀套装T3，我们知道当主轴上T1在加工时，T2刀即准备好，换刀后，T1换进2号刀套，同理，在T3加工时，T2就装在3号刀套里。一个循环后，

常见的加工中心刀库问题及解决方法

1常见的过载报警及解决方法故障现象：某配套FANUC-0M系统的数控立式加工中心，在加工中经常出现过载报警，报警号为434，表现形式为Z轴电动机电流过大，电动机发热，停上40min左右报警消失，接着再工作一阵，又出现同类报警。分析及处理过程：经检查电气伺服系统无故障，估计是负载过重带不动造成。为了区分是电气故障还是机械故障，将Z轴电动机拆下与机械脱开，再运行时该故障不再出现。由此确认为机械丝杠或运动部位过紧造成。调整Z轴丝杠防松螺母后，效果不明显，后来又调整Z轴导轨镶条，机床负载明显减轻，该故障消除。 2数控机床转台分度不良的故障维修故障现象：一台配套FANUCOMC，型号为XH754的数控机床，转台分度后落下时错动明显，声音大。分析及处理过程：转台分度后落下时错动明显，说明转台分度位置与鼠齿盘定位位置相差较大；如果回零时位置同时也有错动，则可调节第4轴栅格偏移量(参数0511)来解决：如果转台传动有间隙，则可调节第4轴间隙补偿(参数0538)；如果机械螺距有误差，则

相应调整第4轴螺补。本例中发现转台回零后也有错动，调整0511数值后解决 3刀库不停转的故障维修故障现象：一台配套FANUC0MC系统，型号为XH754的数控机床，刀库在换刀过程中不停转动。分析及处理过程：拿螺钉旋具将刀库伸缩电磁阀手动钮拧到刀库伸出位置，保证刀库一直处于伸出状态，复位，手动将刀库当前刀取下，停机断电，用扳手拧刀库齿轮箱方头轴，让空刀爪转到主轴位置，对正后再用螺钉旋具将电磁阀手动钮关掉，让刀库回位。再查刀库回零开关和刀库电动机电缆正常，重新开机回零正常，MDI方式下换刀正常。怀疑系干扰所致，将接地线处理后，故障再未出现过。 4换刀不能拔刀的故障维修故障现象：一台配套FANUC0MC系统，型号为XH754的数控机床，换刀时，手爪未将主轴中刀具拔出，报警。分析及处理过程：手爪不能将主轴中刀具拔出的可能原因有： ①刀库不能伸出；②主轴松刀液压缸未动作；③松刀

加工中心换刀故障的解决方法

加工中心换刀故障的解决方法一、主轴抓刀序号乱当出现该问题时，将主轴的刀具取下，1号刀套转至换刀位，具体操作如下：1．系统→PMC→参数→计数器，计数器C1—PRESET输入刀库容量值，然后输入当前刀位，C2可不用考虑 2．系统→PMC→参数→数据表，OFF DATA 输入值（刀库容量值﹢1） 3．压FG DATA 软键，DO～Dn依次输入0～n(相应的刀具号)即可二、撞刀故障出现撞刀故障的主要原因有可能是： 1．主轴紧刀信号突然丢失导致主轴停转，X﹑Y 仍然走动，此时可修改PLC 程序或调整紧刀开关，使其压合正常，同时检查紧刀电磁阀是否正常工作 2．用户程序有问题 3．用户使用刀具长度补正，但选择平面时选择的是非G17平面所置 4．发那科0I检查其零件信号是否已丢失或调整刀具夹紧开关三、主轴出现掉刀现象，机床抓不住刀这种情况下一般可通过如下检查排除故障 1．检查气泵压力是否正常 2．检查机床主轴气路是否通畅，是否有漏气现象，主轴气缸上下运动是否正常，松、卡刀开关是否正常 3．检查气缸是否漏气、检修气缸活塞及气缸密封件 4．检查机床抓刀爪子是否打开、调整抓带气缸下螺丝钉是否顶到抓刀爪子上端，调整抓刀爪子上端蝶簧 5．检查机床抓刀爪子是否磨损四、刀盘不能转动其原因可能是刀库电机热保护器动作，或抱闸没有打开，或刀盘传动太沉等，可检查电柜中的热保护是否跳闸，若电气正常，可能是机械传动出现故障。一般刀盘传动轴承过脏或生锈都可能出现卡死现象，此时出现电机温度过高，刀盘转不动、换刀按钮LED不显示。五、刀库无法进出这种情况可以通过检查以下部位排除故障 1．电机电源是否正常、电机是否转动 2．刀库换刀接近开关是否正常、换刀信号以及刀库准备好信号是否正常，有没有线路虚接现象 3．继电器是否正常工作、线路是否有虚接 4．刀库转盘、传动机构是否灵活、有无卡死现象六、主轴准停位错位现象 1．打开主轴箱外壳，使主轴与电机联接皮带脱开，可以用手转动主轴的方法来调整准停位。 2．可以在操作系统中调整准停位，具体方法如下：在MDI方式下，按下设定键

数控机床的自动换刀装置

数控机床大作业数控机床的自动换刀装置姓名：学号：班级：

数控机床的自动换刀装置作者：刘伟杰摘要数控机床集中应用了计算机技术，电子技术，自动控制技术，传感测量，机械制造，等先进技术，是典型的机电一体化产品。它的发展和应用开创了制造业的新时代，改变了制造业的生产方式，产业结构，管理形式，使世界制造业的格局发生了巨大的变化，促进了其他行业的生成和飞速发展。刀具及自动换刀装置对加工时间有着重要的影响，自动换刀的快慢又影响了加工的时间，刀库的容量决定了刀具的数量，进而影响换刀时间和加工时间。本文主要讲述数控机床的自动换刀机构。关键词：发展趋势机构自动换刀刀库中图分类号：TH 文献标识码：B

1.刀库刀库是自动换刀装置的主要部件，其容量、布局以及具体结构对数控机床的设计有很大影响。刀库的刀具定位机构是用来保证要更换的每一把刀具准确的停在换到位置上。采用电动机或液压系统为刀库提供动力。根据刀库所需要的容量和取刀方式，可以将刀库设计成多种形式。 1.1刀库的类型刀库的功能是储存加工工序所需要的各种刀具，并按指令将要用的刀具准确的送到换刀位置，并接受从主轴送来的已用刀具。根据需求，刀库类型有多种（1）盘式刀具在盘式刀库结构中，刀具可以沿主轴轴向、径向、斜向安放，刀具轴向安装的结构最为紧凑。在刀库容量较大时，可采用弹仓式结构，目前大量的刀库安装在机床立柱的顶面或侧面，也可安装在单独的基地上。盘式刀库分径向、轴向两种取刀方式，其刀座结构不同。此种刀库结构简单，适用于刀库容量较少的情况。（2）链式刀库刀具容量比盘式的大，结构也比较灵活和紧凑，常为轴向换刀。可将换刀位置刀座突出以利于换刀。另外还可以采用加长连带方式加大刀库的容量，也可采用折叠回绕的方式提高空间利用率，在要求刀量容量很大时可以采用多条链带的结构。（3）格子盒式刀具固定型格子盒式刀库。刀具分几排直线排列，由纵、横向移动的取刀机械手完成选刀运动，将选取的刀具送到固定的换刀位置刀座上，由换刀机械手交换刀具，此刀具空间利用高，刀库容量大。 1.2刀库的容量刀库的容量首先要考虑加工工艺的分析需要。一般情况下，并不是刀库中的刀具越多越好，太的容量会增加刀库的尺寸和占地面积，使选刀过程时间增长。如果从完成工件的全部加工所需要的刀具数目统计，所得结果是80%的工件完成加工任务所需的刀具数目在40种以下，所以一般的中小型立式加工中心配14--30把刀具的刀库就能够满足70%--95%的工件加工需要。 1.3刀库的转位刀库转位机构由伺服电动机通过消隙齿轮带动蜗杆，通过涡轮使刀库转动。

数控机床常见报警故障

第七章数控机床常见报警故障及维护保养第一节数控机床常见故障及处理一故障与可靠性故障：故障是指设备或系统因自身的原因而丧失规定功能的现象。故障的形式是多种多样的，但是故障具有相同的规律即故障规律曲线。

由图可知，改曲线分为三个区域，即初期运行区Ⅰ，系统的故障呈负指数曲线函数，故障率较高，故障原因大多数是设计、制造和装配缺陷所造成的；Ⅱ区为系统的正常运行区，此时故障率趋近一条水平线，故障率低，故障原因一般是由操作和维护不良而造成的偶发故障；Ⅲ区为系统的衰老区，此时故障率最大，主要原因是年久失修及磨损过渡造成的。若加强维护，可以延长系统的正常运行区。二可靠性可靠性是指在规定的条件下，数控机床维持无故障工作的能力。衡量可靠性的指标如下： 1.平均无故障时间（MTBF）是指一台数控机床在使用中两次故障间隔的平均时间。一般用总工作时间除以总故障次数来计算。 2.平均修复时间（MTTR）是指数控机床从出现故障直至正常使用所用修复时间的平均值。 3.有效度（A）是指一台可维修的数控机床，在某一段时间内，维持其性能的概率。用平均无故障时间除以平均无故障时间与平均修复时间的和来计算。对于普通的数控机床，要求MTBF≥1000h, A≥0.95 三故障分类数控机床的常见故障按故障性质、产生原因分为一下几类。

1 系统性故障和随机性故障以故障出现的必然性和偶然性，将故障分为系统性故障和随机性故障。系统性故障是指机床或数控系统部分在一定的条件下必然出现的故障。随机性故障是指偶然出现的故障。一般随机性故障往往是由于机械结构的局部松动、错位、控制系统中的元器件出现工作特性飘移，机床电气元件可靠性下降等原因造成。这类故障在同样的条件下只偶然出现一两次，需要反复试验和综合判断才能排除。 2 有诊断显示故障和无诊断显示故障以故障出现时有无自诊断显示，将故障分为有诊断显示故障和无诊断显示故障。目前数控机床配置的数控系统都有自诊断功能，日本FANUC 公司和德国SIEMENS公司的数控系统都具有几百条报警信号。有诊断显示的故障一般都与控制部分有关，根据报警内容，较容易找到故障原因。有时一些故障虽有诊断显示，但却是由其他原因引起的。例如由刀库运动误差造成的换刀位置不到位，机械手取刀时中途卡死，故障报警显示却是机械手换刀位置开关未压合，这时应对刀库的定位误差进行调整而不是调整机械手的位置开关。这类报警显示提供了分析造成故障原因的线索。无诊断显示的故障，往往机床停在某一位置不能动，甚至手柄操作也失灵，维修人员只能根据出现故障前后的现象来分析判断，排除故障的难度较大。 3 破坏性故障和非破坏性故障以故障有无破坏性将故障分为破坏性故障和非破坏性故障。对于破坏