加工中心換刀故障典型實例分析

■河北鋼鐵集團宣工公司 （張家口 075100） 崔文強

加工中心換刀故障典型實例分析

■河北鋼鐵集團宣工公司 （張家口 075100） 崔文強

摘要：自動換刀系統的故障是加工中心常見的問題之一，介紹3例典型故障的維修經驗，以鑒參考。

加工中心在一次裝夾中，能夠實現自動銑削、鉆孔、鏜孔、鉸孔和攻螺紋等多種工序，其中自動換刀系統則是加工中心的關鍵環節，是加工中心的象征。由于其結構復雜，故障的診斷和排除難度都比較大，加之出現故障的頻率較高，常常是維修人員所遇的難題。本文通過3例加工中心自動換刀系統故障修復的典型實例，總結出一些處理過程中的解決方法，以備維修人員參考。

1. 典型實例1

圖1　BMC—110T2加工中心

臺灣地區產型號為BMC—110T2的加工中心（見圖1），系統為FANUC—21i—M，刀庫采用的是鏈條型式。該加工中心在自動換刀過程中，走到第17步時，停止不能動作，機床報警。維修發現，第17步動作為機械手由等待位置平移至刀庫。分析認為，17步不執行的原因一般為前一步動作未完成，或者機械已到位，但反饋信號沒有給系統，造成中途停止。第16步動作為刀鏈旋轉至該刀對應刀套。目測，從機械位置看，第16步已經完成，下一步并未執行。由于16步動作完成的檢測感應開關位置不明確，所以本故障通過梯形圖來查找故障點較為方便。查找電氣資料，17步機械手由等待位置平移至刀庫的輸出信號為Y4.4（ARM RIGHT TRAVEL）。打開梯形圖，搜索，找到表示輸出信號Y4.4的輸出線圈，該線圈未亮，說明動作條件不滿足。通過遞推法向前尋找不滿足的原因，即尋找輸入信號，最終查到輸入信號X13.5不亮，該信號是引起第17不動作的原因。再次查找電路圖，輸入信號X13.5代表的含義是刀庫鎖，線號為326，感應開關為LS26，由

此可知，刀庫鎖信號沒有反饋給系統是導致故障的原因。通過位置圖樣尋找到該感應開關，最終發現感應開關損壞，更換后故障排除。

2. 典型實例2

齊齊哈爾第一機床廠生產的型號為SVT—125單柱立車加工中心，系統為西門子802D，刀庫采用的是圓盤刀庫。該加工中心自動換刀過程中，在X軸移向刀庫門附近的換刀點，準備進行抓刀動作時，刀庫門不打開，換刀過程停止，恢復原始狀態后再次換刀，故障依舊。

以經驗來分析，造成該故障的原因有：①X軸并未移到換刀點位置。②位置到了，但是反饋信號沒有返回系統。③刀庫門故障。④換刀程序或者系統故障。

首先，檢查X換刀點機械位置與設定位置，經檢查，相符合。再檢查換刀點處的感應開關信號，信號正常，所以也不是該原因引起。接著檢查刀庫門，該刀庫門的打開閉合是靠氣動系統驅動的，所以檢查氣動系統的壓力，未發現問題，手動操作控制刀庫門開關的氣動開關，刀庫門能正常打開，閉合。另外，打開到位、閉合到位的感應信號也都正常，也未發現問題。

至此，外圍故障基本排查完畢，下一步進行系統故障的查找。同時按下【ALT+N】，進入西門子系統畫面，輸入口令，由普通模式進入專家模式，該換刀程序是由廠家自己設計，儲存在機床制造商程序當中，專家模式下可以查看，遂檢查該換刀程序。

點擊進入【機床制造商程序】，打開【子程序SPF】目錄下的Tool change文檔，該文檔為廠家設定的換刀程序。檢查該換刀程序發現，與之前備份的換刀程序相比，該程序中M31、M32兩個指令碼丟失，所以，換刀程序丟失是導致該換刀中途停止的原因之一，重新輸入保存后，再次進行自動換刀，該故障消失。

3. 典型實例3

日本進口，型號為MVR—30的三菱龍門式五面體加工中心（見圖2），系統為FANUC 31i，刀庫為鏈條型式。該加工中心為公司2013年新購置設備，一般ATC換刀故障可通過畫面操作自主恢復，方便快速。該設備故障為ATC變換器在自動換刀過程中突然停電，再開機時，換刀停止不執行。該故障恢復首先采取兩種方法：

圖2　MVR-30五面體加工中心

（1）方法一：自動恢復，即打開ATC復位畫面（見圖3），通過軟件操作來恢復。

圖3　ATC復位畫面

（2）方法二：手動恢復，主要用ATC的M指令代碼來操作。

方法一不能恢復時，采用方法二；兩種方法都不能恢復時，那么就有可能出現電氣元件或者機械部件損壞，這時則需再采用前面實例所說的方法找到故障點，然后進行修復。

本故障恢復過程首先采用方法一：點擊按鈕【Custom1】，顯示出頁面后，選擇【主菜單】，再選擇【機械菜單】，再打開【ATC復位】，這樣換刀過程狀態就會顯示在畫面中。本次故障停止在第4步，即換刀器回旋刀庫側。手輪模式下，通過操作軟鍵【步驟】→【+方向】→【執行】，這樣換刀就會自動執行復位動作到下一步；繼續按軟鍵【執行】，ATC就會完成復位動作，自動換刀過程完成。也可通過操作按鍵【連續】→【+方向】→【執行】，這樣只需操作一次，機械手就會連續執行復位動作的全部步驟。

按方法一操作，故障并未消除。接著采用方法二，松開急停，按下運行準備按鈕，按方法一中的介紹，找到ATC復位畫面。換刀過程在第4步停止，即換刀器回旋刀庫側。將模式切換到MDI模式，輸入指令M235（ATC周期復位）運行，即取消了原換刀指令；再通過資料找到換刀器回旋刀庫側的動作指令為M107，輸入M107→INPUT→【自動啟動】按鈕運行，這樣機械手開始工作，進行到下一步動作；接著再按方法一來恢復，這樣ATC換刀完成，故障修復。

收稿日期：（20150518）