典型機床電氣診斷與維修教材課件8-1

1、VDL-850立式加工中心故障診斷與維修刀庫換刀故障診斷與維修工作任務如圖8-1-1所示,故障描述：程序運行至T11M06時，刀庫移動到主軸側時，Z軸不抬刀，換刀過程無法進行，機床跳出報警。要求：利用現有工具,進行故障排除,并將故障排除過程記錄在表8-1-1中。如圖7-3-1所示,根據機床回零時出現的報警現象，利用常規(guī)檢測工具,進行故障排除,并將故障排除過程記錄在表7-3-1中。工作任務步 驟具體操作方法檢測結果知識引導立式加工中心是一種帶有刀庫并能自動更換刀具的數控機床，具有集中完成多種工序、效率高、性能好的特點，尤其是在加工形狀復雜、精度要求高的零件時，更具有良好的經濟效果，因此在柔性自動

2、化生產系統(tǒng)中被廣泛采用。立式加工中心的重要組成部分是自動換刀系統(tǒng)，其工作的可靠性將直接影響到立式加工中心的生產效率，如果換刀系統(tǒng)故障頻發(fā)則直接影響立式加工中心的使用性能，嚴重影響設備生產效率和經濟性能。知識引導一刀庫工作原理及換刀動作過程1. 工作原理分析加工中心刀庫是集電氣、氣動/液壓、機械傳動于一體的機電一體化控制系統(tǒng)。以大連機床集團VDL-850加工中心為例，它是采用固定編碼換刀方式，通過數控系統(tǒng)PMC程序控制刀庫旋轉、主軸定向、Z軸運行，通過氣缸控制刀庫前進及后退，換刀過程穩(wěn)定可靠。 知識引導2.刀庫換刀動作過程斗笠式刀庫在換刀時整個刀庫向主軸平行移動，首先，取下主軸上原有刀具，當主軸

3、上的刀具進入刀庫的卡槽時，主軸向上移動脫離刀具；其次主軸安裝新刀具，這時刀庫轉動，當目標刀具對正主軸正下方時，主軸下移，使刀具進入主軸錐孔內，刀具夾緊后，刀庫退回原來的位置，換刀結束。知識引導二加工中心刀庫分類及結構特點加工中心常用的刀庫結構類型有：斗笠式、機械手臂式、鏈條式等等。其中斗笠式刀庫是加工中心比較常見的一種換刀裝置。一般存儲刀具數量不能太多，1024把刀具為宜，具有體積小，安裝方便等特點。VDL-850加工中心采用的是16工位斗笠式刀庫,換刀系統(tǒng)由刀具、主軸部件、換刀機構（ATC機構）等部件組成。知識引導刀庫具有前后兩個位置，刀庫處于前位時刀庫靠近主軸方向的刀具正好與主軸在同一條軸

4、線上。通過氣動或液壓裝置使刀庫在兩個位置上前后移動，且通過兩個行程開關來確認刀庫的前后位置。刀庫采用普通三相異步電機驅動，可正轉或反轉。在刀庫上設有刀具計數開關。通過刀庫伸出和縮回，刀庫與Z軸和主軸配合實現換刀。這種刀庫的另一個特點是采用固定刀位管理，即刀庫中每個刀套只用于安放一把固定的刀具。知識引導三刀庫維護要點引起刀庫故障的原因有很多，有人為操作不當引起的故障，也有刀庫自身設計結構不合理引起的故障。為了有效降低刀庫故障率，關鍵在于對刀庫能夠進行正確的操作，實際運行中，有超過50%以上的刀庫故障來源于操作人員的使用不當。下面以VDL-850加工中心為例，介紹刀庫使用過程中的幾個注意事項：知識

5、引導1.嚴禁把超重 、 超長的刀具裝入刀庫，防止在刀庫換刀時掉刀或刀具與工件、夾具等發(fā)生碰撞。2.固定選刀方式必須注意刀具放置在刀庫中的編號要正確，防止換錯刀具導致事故發(fā)生。3.用手動方式往刀庫上裝刀時，要確保裝到位，裝牢靠，并檢查刀座上的鎖緊裝置是否可靠。4.定期檢查刀庫圓盤、主軸松/緊刀氣缸，檢查氣管中水分程度。知識引導5.開機時，檢查各部分工作是否正常，特別是行程開關和電磁閥能否正常動作。檢查氣壓系統(tǒng)的壓力是否正常（空氣源5-6kg/cm），刀具在刀庫上鎖緊是否可靠，發(fā)現不正常時應及時處理。知識引導四刀庫常見故障及處理方法刀庫換刀結構較復雜，且在工作中又頻繁運動， 所以故障率較高，目前加

6、工中心上約有60以上的故障都與之有關。 例如刀庫運動故障，定位誤差過大，主軸夾持刀柄不穩(wěn)定，刀庫移動過程中卡住等等。這些故障最后都造成換刀動作卡位，整機停止工作，因此刀庫及換刀機械手的維護十分重要。任務實施一準備工作1.設備：VDL-850加工中心或者具有相似功能的實驗臺。2.工具：萬用表、螺絲刀、壓線鉗等常規(guī)檢測工具。3.情境導入：加工中心換刀過程中，當刀庫移動到主軸側時，主軸不松刀，換刀過程無法繼續(xù)，系統(tǒng)界面跳出報警。4.任務確定：根據報警產生原理，結合VDL-850加工中心電氣原理圖，完成故障診斷與排除。任務實施二實施步驟1. 根據故障現象，確定檢修范圍。先前換刀正常，刀庫換刀過程出現停

7、滯，換刀動作無法繼續(xù)，解決方案首先從硬件排查開始。查閱VDL-850電氣原理圖，找出刀庫控制原理圖，如圖8-1-3、8-1-4、8-1-5所示，并分析控制回路工作原理。任務實施任務實施任務實施任務實施2.檢查刀庫PMC運行狀態(tài)根據刀庫故障現象，我們可以通過觀察PMC狀態(tài)，較快地判斷刀庫換刀動作停留引起的原因，從而判斷故障的位置。具體步驟如下：（1）依次按system、PMCMNT、信號，進入PMC維修菜單，該菜單顯示PMC信號狀態(tài)的監(jiān)控、跟蹤、PMC數據顯示/編輯等與PMC的維護相關的畫面。任務實施（2）例如：輸入刀庫正轉信號Y20.0，按面板下方軟鍵搜索，光標跳躍到Y20.0信號欄，觀察Y2

8、0.0信號狀態(tài)。（3）依次按system、PMCLAD、梯形圖，查看急停PMC程序。輸入Y20.0，按搜索，光標移動Y20.0線圈，Y20.0為1表示PMC輸出刀庫正轉信號，如果刀庫仍然不轉，檢查外圍電路；如果Y20.0為0，檢查PMC程序前面邏輯電路，尋找引起Y20.0不通的原因。任務實施3.刀庫電路檢修刀庫PMC程序檢查完成后，如果PMC信號出現異常，接下來就根據信號狀態(tài)開始排查硬件故障。刀庫電路故障主要分布在控制回路、主電路和信號檢測電路等部位。具體排查順序如下：（1）檢查刀庫控制回路觀察刀庫正/反轉輸出繼電器狀態(tài)，使用萬用表檢測繼電器線圈，如下圖8-1-6所示，看線圈電壓是否為+24V

9、，如果電壓不正常，表明接觸器線圈未得電或接觸器損壞。任務實施任務實施（2）刀庫檢測信號檢查 根據刀庫PMC程序檢查結果，可以判定刀庫不轉引起的原因。使用萬用表依次測量以下刀架檢測信號狀態(tài)，填寫下表8-1-4。任務實施步 驟具體操作方法檢測結果任務實施（3）檢查主軸刀具鎖緊/松開狀態(tài) 刀庫換刀過程中除了刀庫伸出/縮回、刀庫正轉/反轉等狀態(tài)外，還有主軸夾緊/松開的動作。如果這個動作未完成也會導致刀庫換刀過程中斷。檢查主軸夾緊/松開信號狀態(tài)，填寫下表8-1-5.任務實施步 驟具體操作方法檢測結果任務評價課后作業(yè)1.根據斗笠式刀庫結構特點及工作原理，分析其有哪些優(yōu)勢？有哪些不足？2.分析以下刀庫換刀宏程序，理解各語句功能。O9001;N1G91G00G30Z0 N10M19 N20G4X0.1課后作業(yè)N30M20 N40G4X0.1N50M31 N60G4X0.3IF#1001EQ1