基于加工中心刀庫亂刀故障的解決方法

李凱+李聰

摘 要：現(xiàn)代機(jī)械加工中為了進(jìn)一步提高數(shù)控機(jī)床的加工效率，對于零件工序多、精度要求較高，需經(jīng)多次裝夾調(diào)整才能完成加工的工件，適合在加工中心上加工。加工中心集銑、鉆、鉸、鏜、攻螺紋等多項加工功能于一身，在加工過程中要使用多種刀具，因此換刀裝置（ATC）是加工中心的重要組成部分，也是加工中心故障率較高的部分，本文通過廣州數(shù)控GSK983M銑床系統(tǒng)的刀庫亂刀故障如何解決進(jìn)行簡要的說明。

關(guān)鍵詞：加工中心 刀庫亂刀 故障

引言

加工中心的很大一個優(yōu)勢在于具有換刀裝置，通過自動更換不同的刀具在一次裝夾中完成多工序復(fù)雜零件的加工，大大提高了加工效率和精密度。加工中心的換刀是通過自動換刀系統(tǒng)實現(xiàn)的，根據(jù)刀庫的選取不同，換刀系統(tǒng)的控制方式也不同，常見的刀庫形式有斗笠式和凸輪式（搖臂式，直排式）。在機(jī)床換刀過程中有可能因為操作不當(dāng)或其他原因造成刀庫中刀號的混亂，而刀號的混亂會造成工件和機(jī)床機(jī)械部件的損壞。

1加工中心自動換刀方式及亂刀簡介

⑴換刀方式簡介

加工中心自動換刀系統(tǒng)的控制主要分為兩部分：刀庫選刀控制（T指令）和刀具交換控制（M06指令）。目前刀庫選刀控制最常見的方式主要有刀套編碼方式和計算機(jī)記憶隨機(jī)換刀。

刀套編碼方式是對刀庫各刀座預(yù)先編碼，每把刀具放入相應(yīng)刀座之后，就具有了相應(yīng)刀座的編碼，即刀具在刀庫中的位置是固定的，斗笠式刀庫便是此種控制方式。

計算機(jī)記憶隨機(jī)換刀方式的特點(diǎn)是刀具號和刀座號對應(yīng)地記憶在計算機(jī)的存儲器或可編程控制器的存儲器中，不論刀具放在哪個地址，都始終記憶著它的蹤跡，這樣刀具可以任意取出，任意送回，圓盤凸輪機(jī)械手刀庫便是此種控制方式。

⑵亂刀簡介

亂刀是指換刀指令刀號與刀庫刀座號不一致現(xiàn)象。例如：程序指定M06 T03，而換刀機(jī)械手在換刀時卻抓取了5號刀座的刀具稱為亂刀現(xiàn)象。

2亂刀原因分析

加工中心出現(xiàn)亂刀故障可能由以下幾種原因引起：

⑴在正常換刀時由于換刀氣壓不足，導(dǎo)致?lián)Q刀過程卡住，在手動刀庫復(fù)位后可能產(chǎn)生刀庫亂刀。

⑵由于機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)損壞，或者數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)丟失導(dǎo)致刀庫亂刀。

⑶機(jī)械手在換刀過程中，由于操作人員按下機(jī)床復(fù)位鍵或者急停鍵，導(dǎo)致?lián)Q刀意外終止，可能產(chǎn)生刀庫錯亂。

3、刀庫亂刀現(xiàn)象的解決方法

（1）斗笠式刀庫亂刀解決方法

①打開機(jī)床電控柜，機(jī)床上電

②在MDI方式輸入換刀指令M06 T××，觀察電控柜中的哪個繼電器動作，刀庫的正反轉(zhuǎn)是由兩個繼電器控制，如果此時刀庫是順時針旋轉(zhuǎn)，再輸入一個換刀指令，使刀庫逆時針旋轉(zhuǎn)，觀察電控柜中的哪個交流接觸器動作

③使機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)斷電，拿一根絕緣棒手動按下控制刀庫旋轉(zhuǎn)的交流接觸器，如順時針方向亂刀，則按下控制刀庫逆時針方向旋轉(zhuǎn)的交流接觸器；如逆時針方向亂刀，則按下控制刀庫順時針方向旋轉(zhuǎn)的交流接觸器，直到刀庫轉(zhuǎn)到與輸入的換刀刀號一致的位置

注意的問題：1）開機(jī)后取下主軸和刀庫所有的刀具，避免調(diào)整后換刀時發(fā)生主軸與刀庫中刀具相撞的危險

2）注意使用絕緣棒，避免觸電的危險

3）調(diào)整時要有人幫助觀察刀庫轉(zhuǎn)動的位置是否到達(dá)換刀指令指定的刀具號位置

4）調(diào)整好后輸入一個換刀指令，觀察刀盤前進(jìn)與主軸松刀動作時主軸卡刀槽是否與刀庫卡刀槽位置一致，否則會發(fā)生主軸刀具與刀庫相撞的危險

（2）圓盤凸輪機(jī)械手刀庫亂刀現(xiàn)象的解決方法

在出現(xiàn)刀號混亂的情況下應(yīng)立即進(jìn)行刀具的整理操作，具體步驟如下所示：

①取出刀庫中的全部刀具，將刀具按刀具表中相對應(yīng)的關(guān)系重新插入刀庫中或按刀庫中刀具的實際狀態(tài)修改刀具表（需打開參數(shù)開關(guān)，參數(shù)開關(guān)在數(shù)控系統(tǒng)CPU板上）。

②PC參數(shù)中數(shù)據(jù)表（DATA）中的內(nèi)容如下所示：

MDI方式下按參數(shù)→PC參數(shù)進(jìn)入PLC數(shù)據(jù)畫面，按N××××→按輸入鍵，即可顯示要查看的數(shù)據(jù)，核對數(shù)據(jù)表頁面的如下參數(shù)：

2001：刀庫總刀數(shù)。

2101：當(dāng)前刀套號，也就是在換刀位置的刀套號。

4000：主軸上的刀具號。

4001～4024：1～24號刀套內(nèi)的刀具號

首次換刀保證條件：主軸定向角度正確，刀盤到位（機(jī)床無第四軸時為第四軸零點(diǎn)指示燈）指示燈亮，第二參考點(diǎn)返回完成，PC參數(shù)2001、2101、4000～4024設(shè)置正確。

在以上工作完成后，系統(tǒng)即能自動識別刀庫中的刀號與刀套號的對應(yīng)關(guān)系，此時即完成了刀具的整理工作。

刀庫調(diào)試注意事項

手動方式下同時按下NC報警和進(jìn)給保持鍵即可進(jìn)入刀庫調(diào)試狀態(tài)。在調(diào)試狀態(tài)下按機(jī)床報警鍵為刀套倒下、抬起切換；按X零點(diǎn)鍵為刀盤正轉(zhuǎn)；按Y零點(diǎn)鍵為刀盤反轉(zhuǎn)；按4零點(diǎn)鍵為機(jī)械手點(diǎn)動旋轉(zhuǎn)，同時按住NC報警鍵可解除刀臂旋轉(zhuǎn)的部分互鎖條件。調(diào)試完畢按下復(fù)位鍵或切換到手動以外的運(yùn)行方式即可自動解除調(diào)試狀態(tài)，防止刀庫誤動作，確保安全。

3結(jié)束語

根據(jù)不同刀庫亂刀現(xiàn)象，可通過手動按下繼電器調(diào)整或通過重置刀庫系統(tǒng)參數(shù)方法來解決加工中心換刀過程中的亂刀現(xiàn)象。

參考文獻(xiàn)：

[1]GSK983M 銑床數(shù)控系統(tǒng)維修手冊

[2]GSK983M 銑床數(shù)控系統(tǒng)調(diào)試手冊endprint