摘 要：本文首先數(shù)控機(jī)床刀庫(kù)與換刀裝置為研究對(duì)象，首先簡(jiǎn)要分析了自動(dòng)換刀裝置的基本形式，指出了刀庫(kù)及換刀機(jī)械手在日常運(yùn)作時(shí)的常見(jiàn)故障，并給出了具體的維修方法，望能為此領(lǐng)域研究有所借鑒與幫助。

關(guān)鍵詞：刀庫(kù);換刀裝置;故障診斷;維修

刀庫(kù)與換刀裝置是為大、中型加工中心提供配套支持，且實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀與刀具儲(chǔ)備的兩部分，乃是重型加工中心、高檔加工中心的重要構(gòu)成。針對(duì)刀庫(kù)來(lái)講，其主要作用就是提供儲(chǔ)刀位置，并且能夠依程式控制，合理選刀具，并準(zhǔn)確定位，以此完成刀具交換;而換刀裝置則執(zhí)行交換刀具的動(dòng)作。在實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中，刀庫(kù)和換刀裝置經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種故障，因而會(huì)影響整個(gè)生產(chǎn)的正常開(kāi)展。本文結(jié)合實(shí)際情況，就其故障診斷方法及維修策略作一探討。

1.自動(dòng)換刀裝置的基本形式

（1）帶刀庫(kù)所對(duì)應(yīng)的自動(dòng)換刀系統(tǒng)。針對(duì)此系統(tǒng)而言，其主要由兩部分構(gòu)成，其一為交換機(jī)，其二是刀庫(kù)與刀具。首先將加工時(shí)所需所有刀具均安裝于刀柄上，于機(jī)外預(yù)先調(diào)整其尺寸，并按照特定方式，放到刀庫(kù)當(dāng)中。在進(jìn)行換刀時(shí)，首先會(huì)從刀庫(kù)中選刀，并借助刀具交換裝置，將刀具從刀庫(kù)與主軸上取出，而在刀具交換后，把新刀具裝到主軸上，然后把舊刀具放回到刀庫(kù)當(dāng)中。需要指出的是，用于存放刀具的刀庫(kù)容量很大，其除了能夠安裝于主軸箱的上方，還可根據(jù)現(xiàn)實(shí)需要，當(dāng)作單獨(dú)部件，安裝于機(jī)床外，借助搬運(yùn)裝置而完成刀具的運(yùn)送。（2）更換主軸頭換刀。如果數(shù)控機(jī)床當(dāng)中安裝有旋轉(zhuǎn)刀具，那么對(duì)主軸頭進(jìn)行更換，便是一種比較簡(jiǎn)單的方式。針對(duì)主軸頭來(lái)講，一般情況下，其有兩種方式，即立式與臥式，且經(jīng)常用轉(zhuǎn)塔的轉(zhuǎn)位對(duì)主軸頭進(jìn)行更換，以此來(lái)達(dá)到自動(dòng)換刀的目的。而在轉(zhuǎn)塔所對(duì)應(yīng)的各主軸頭上，事先便安裝有能夠滿足各工序操作需要的旋轉(zhuǎn)刀具。當(dāng)換刀指令發(fā)出之后，各主軸頭會(huì)按照指定順序，旋轉(zhuǎn)至加工位置，且與主軸運(yùn)動(dòng)相連接，主軸將刀具帶動(dòng)，并進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，而對(duì)于其他處在非加工位置的主軸，均和主運(yùn)動(dòng)之間呈脫開(kāi)狀態(tài)。（3）回轉(zhuǎn)刀架換刀。針對(duì)用于數(shù)控機(jī)床的回轉(zhuǎn)刀架而言，其實(shí)為一種運(yùn)行比較簡(jiǎn)便且操作簡(jiǎn)單的自動(dòng)換刀裝置，不僅有六角刀架，而且還有四方刀架，在上面安裝4～6把的刀具。對(duì)于回轉(zhuǎn)刀架來(lái)講，其無(wú)論是在剛度上，還是在強(qiáng)度上，都需要滿足實(shí)用要求，能夠承受粗加工所產(chǎn)生的切削力;此外，在轉(zhuǎn)位時(shí)，還需保證定位精度準(zhǔn)確。

2.刀庫(kù)及換刀機(jī)械手的維護(hù)要點(diǎn)分析

（1）不得將那些超長(zhǎng)或者超重的刀具裝到刀庫(kù)中，預(yù)防機(jī)械手換刀過(guò)程中出現(xiàn)掉刀情況，或者是刀具與夾具、工件之間出現(xiàn)碰撞。（2）如果采用的是順序選刀方式，那么需要確保刀具在刀庫(kù)中的放置順序需正確，而對(duì)于其它選刀方式，需保證所換刀具一致于所選刀具，預(yù)防刀具換錯(cuò)所引發(fā)的各種事故。（3）如果采用手動(dòng)方式將刀裝在刀庫(kù)中時(shí)，需保證準(zhǔn)確、牢靠，并且還需要對(duì)刀座上所安裝的鎖緊裝置可靠、實(shí)用與否進(jìn)行檢查。（4）對(duì)刀庫(kù)回零位置正確與否進(jìn)行定期檢查，另外，對(duì)機(jī)床主軸回?fù)Q刀點(diǎn)位置到位與否進(jìn)行細(xì)致檢查，如果發(fā)現(xiàn)存在問(wèn)題，需即刻進(jìn)行調(diào)整，不然難以完成換刀動(dòng)作。（5）保持刀套、刀具、刀柄始終處于清潔狀態(tài)。（6）開(kāi)機(jī)時(shí)，首先讓機(jī)械手、刀庫(kù)處于空運(yùn)行狀態(tài)，并對(duì)各個(gè)部分工作正常與否進(jìn)行細(xì)致檢查，尤其是電磁閥、行程開(kāi)關(guān)動(dòng)作是否正常。

3.刀庫(kù)及換刀機(jī)械手故障及維修方法

3.1刀庫(kù)故障

（1）刀庫(kù)無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，或者是轉(zhuǎn)動(dòng)難到位。刀具之所以會(huì)無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，究其原因，可能與如下因素有關(guān)：其一，蝸桿軸與聯(lián)接電動(dòng)機(jī)軸至今的聯(lián)軸器發(fā)生松動(dòng);其二，變頻器發(fā)生故障，此時(shí)，需要對(duì)變頻器輸入、出的電壓正常與否進(jìn)行詳細(xì)檢查;其三，PLC難以對(duì)輸出施加有效控制，原因可能是接口板當(dāng)中的繼電器已經(jīng)喪失作用;其四，機(jī)械連接太緊;其四，太低的電網(wǎng)電壓。而對(duì)于刀庫(kù)難以轉(zhuǎn)到位而言，原因主要有兩點(diǎn)，其一為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)存在誤差，其二是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)生故障。（2）刀套上下不到位。原因主要有如下幾點(diǎn)：第一，裝置調(diào)整出現(xiàn)不當(dāng)情況，或者是存在比較大的加工誤差，從而導(dǎo)致?lián)懿嫖恢缅e(cuò)誤;第二，安裝限位開(kāi)關(guān)存在錯(cuò)誤，或調(diào)整不合理，而引發(fā)反饋信號(hào)不正確。

3.2換刀機(jī)械手故障

（1）刀具難以將掉刀夾緊。原因?yàn)椋簷C(jī)械手卡緊鎖喪失作用;刀具重量過(guò)重;位于彈簧后面的螺母出現(xiàn)松動(dòng)情況;過(guò)小的卡緊爪彈簧壓力。（2）刀具夾緊之后難以松開(kāi)。原因?yàn)椋核涉i的彈簧壓合太緊，卡爪難以縮回;對(duì)此，需要將螺母調(diào)松，使其載荷低于額定值。（3）刀具在交換過(guò)程中出現(xiàn)掉刀情況。在換刀過(guò)程中，主軸箱未能回至換刀點(diǎn)，或者是換刀點(diǎn)出現(xiàn)漂移情況，機(jī)械手抓到不到位，便開(kāi)始拔刀，這均會(huì)造成換刀時(shí)出現(xiàn)掉刀情況。此時(shí)，需要對(duì)主軸箱進(jìn)行重新移動(dòng)，使其達(dá)到換刀點(diǎn)處，對(duì)換刀點(diǎn)進(jìn)行重新設(shè)定。（4）機(jī)械手在具體的換刀速度上，出現(xiàn)過(guò)慢或過(guò)快情況，比如氣動(dòng)機(jī)械手，當(dāng)其出現(xiàn)過(guò)高的氣壓，或者是換刀氣閥流開(kāi)口過(guò)小或過(guò)大，均會(huì)使換刀速度變慢或加快;此時(shí)，需要對(duì)氣壓大小進(jìn)行調(diào)整，而且還需要調(diào)整節(jié)流閥開(kāi)口的大小。

3.3換刀不啟動(dòng)或中斷

需要指出的是，自動(dòng)換刀裝置的流程為步進(jìn)式，也就是完成各個(gè)動(dòng)作后，都需要向數(shù)控系統(tǒng)發(fā)送反饋信號(hào)來(lái)確認(rèn)，確認(rèn)之后，方能開(kāi)始后續(xù)動(dòng)作。此種故障的主要原因不僅與換刀過(guò)程中相關(guān)機(jī)械件卡住有關(guān)，而且還與缺少執(zhí)行下一個(gè)換刀動(dòng)作條件也有關(guān)。所以，要想將此類故障給排除掉，需要熟悉自動(dòng)換刀順序，并且知曉各個(gè)開(kāi)關(guān)的具體位置，然后依照機(jī)床PLC梯形圖紙，對(duì)位置檢測(cè)開(kāi)關(guān)進(jìn)行重點(diǎn)檢查，此外，還需檢查控制下一個(gè)動(dòng)作的電磁閥工作正常與否，以此對(duì)故障情況進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。例如刀庫(kù)位置偏移故障?，F(xiàn)象：1臺(tái)XH754型號(hào)的數(shù)控機(jī)床，在換刀使，主軸向上移動(dòng)到刀爪處，此時(shí)，刀庫(kù)刀爪發(fā)生錯(cuò)動(dòng)，而在對(duì)刀進(jìn)行撥、插動(dòng)作時(shí)，有響聲。處理：當(dāng)主軸向上移動(dòng)到刀爪時(shí)，刀庫(kù)刀爪發(fā)生錯(cuò)動(dòng)情況，提示刀庫(kù)零點(diǎn)可能發(fā)生偏移，或者是刀庫(kù)傳動(dòng)有一定間隙。由于插撥刀比較費(fèi)力，因此可判定刀庫(kù)零點(diǎn)已出現(xiàn)偏移情況。卸下所有的刀庫(kù)刀具，把主軸手搖到Y(jié)軸附近，然后用塞尺對(duì)主軸傳動(dòng)鍵與刀庫(kù)刀爪與之間所存在的間隙進(jìn)行測(cè)量，證實(shí)存在偏移;此時(shí)，對(duì)參數(shù)7508進(jìn)行調(diào)整，直到主軸傳動(dòng)鍵與刀庫(kù)刀爪之間有對(duì)等間隙。開(kāi)機(jī)后，換刀恢復(fù)正常。

4.結(jié)語(yǔ)

綜上，伴隨當(dāng)今工業(yè)技術(shù)的日漸完善，許多新技術(shù)、新方法在數(shù)控機(jī)床中得到廣泛應(yīng)用，有力推動(dòng)著此方面的發(fā)展與成熟。刀庫(kù)和換刀裝置作為數(shù)控機(jī)床當(dāng)中的重要組成部分，其在實(shí)際運(yùn)行中，尤其是長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，容易出現(xiàn)多種故障，因此，需對(duì)此進(jìn)行準(zhǔn)確診斷，并加以維護(hù)，消除故障與隱患，保持刀庫(kù)和換刀裝置運(yùn)行正常。

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作者簡(jiǎn)介：

朱俊宇，出生年月：1998.01，性別：男，民族：漢族，籍貫（精確到市）：四川省自貢市，學(xué)歷：本科，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)制造機(jī)自動(dòng)化.