立式加工中心掉刀故障的維修分析

主式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流，二是依托機械手完成主軸與刀庫上刀具的交流。首次換刀方式適用于小型立式加工中心，刀庫較小，刀具較少，換刀動作簡單，呈現掉刀等缺點時容易發現并能及時掃除；第二種換刀方式，從結構上和動作上看均屬于比較復雜的一種；本文以Vcenter-80型立式加工中心為例分析掉刀缺點現象并加以處置。

立式加工中心換刀動作分析

從PLC圖上看此機床換刀程序達900多步，很難讀懂其工作原理；在此，略運去ATC數據交流；傳送；存儲及刀號存儲等內容，把換刀動作簡述如下:CNC換刀指令（M06）；刀套降落；降落到位；機械手轉動；轉動減速；轉動到位（X4.7）；主軸刀松開；松開到位；機械手轉動；轉動減速；轉動到位；主軸刀夾緊；夾緊到位（X2.5）；機械手逆轉；機械原位，換刀完成；其中，機械手的快；慢速由變頻器完成，電動機轉動時帶動機械凸輪傳動完成機械手的上升；降落。

掉刀缺點

立式加工中心掉刀缺點現象呈現時間較長，一開端，偶爾呈現一次，一月一次，以致兩三月一次，以為是偶然要素惹起的，沒有惹起足夠的注重，慢慢地一周呈現一次，以致兩次，同時伴隨著主軸上的刀裝不到位的情況；后來慢慢地演化為一個班次多次呈現缺點，嚴重地影響消費進度；構成廢品產生；認真觀察，掉刀缺點有兩種情況呈現，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；由于立式加工中心加工過程中，換刀動作均執行，動作次第正常，故呈現掉刀；裝刀（裝到主軸上）不到位時均無任何報警現象，只需操作者在工件檢查或聽到掉刀異常聲音時，才會發作缺點，因而在自動加工消費線上有時會因掉刀而呈現批量廢品的現象。

缺點分析與處置

檢查機械手執行ATC換刀缺點掃除步驟，把機械手中止在垂直極限位置；檢查機械手手臂上的兩個卡爪及支持卡爪的彈簧等附件；均沒有發現問題，說明機械手夾持刀具緊固，在機械手轉動情況下不會呈現掉刀現象；檢查刀具夾持情況根據刀具有主軸上裝不位的現象分析，可能是主軸內孔中碟簧不能對刀具夾持緊固，從而呈現刀裝不到位，以致裝不上而掉刀現象；拆開主軸內部，發現有幾處對碟簧已碎；于是改換了全部碟簧；試車時沒有呈現任何問題；運轉一個班次后又呈現掉刀現象；檢查換刀程序針對本缺點僅呈如今換刀動作過程中，與其他動作無關，編輯一個自動換刀反復執行程序，并運轉此程序，以期找到掉刀的真正緣由。

在立式加工中心程序運轉中，發現如下情況:主軸刀具夾緊沒有到位，以致還沒有夾緊動作的情況下，機械手轉動，于是掉刀；依前文換刀動作次第分析主軸刀具夾緊到位行程開關誤動作惹起掉刀缺點；翻開PLC梯形圖，監控該行程開關（輸入為X2.5），反復按壓該行程開關，發現20多次壓合中有3次X2.5為“0”狀態的現象呈現兩次，同時壓合后X2.5不能由“1”狀態轉到“0狀態”的現象呈現兩次，根據以上判定該行程開關損壞；此開關為OMRONZC—Q2255，用國產CXW5—11Q1交流，試車正常；一周后，操作者仍反映有掉刀現象，當然呈現的頻次小了，這說明掉刀缺點仍未徹底掃除。

缺點處置反復運轉兩個小時，自動換刀幾百次；終于發現一次缺點:在機械手沒有到位的情況下，主軸上的刀具松開，機械手沒有抓住刀，從而呈現掉刀現象，這說明機械手到位磁感應開關誤動作；改換開關E2E—CR8C1，缺點現象仍然存在；查看PLC梯形圖，此開關輸入點為X4.7；梯形圖中X4.7為常開點，當此開關感應時狀態為“0”，不感應時狀態為“1”；其邏輯狀態與常見的感應開關邏輯狀態相反；當X4.7斷線時，也會惹起X4.7為“1”狀態，于是排查X4.7的聯線，發現電磁感應開關前方的接線端子處X4.7松動，每當自動換刀時，機械手凸輪一系列動作惹起的細微震動，使X4.7線處于斷開狀態，這樣在機械手未到位時，松開刀具的感應開關雖仍感應，但因處于斷線狀態，X4.7伯為“1”狀態，于是在機械未到位時，刀具松開而呈現掉刀缺點；這種情況的掉刀缺點，是刀具已作加工工步然后掉的刀，在上文提到的則是刀具未作任何加工工步就掉刀的缺點。