SINUMERIK810D系統機械手故障排除與解決方法

溫樹堂

摘 要：SINUMERIK是西門子為其數控系統注冊的品牌，90年代末西門子推出SINUMERIK 810D系統。SINUMERIK810D系統的特點是在數字化控制的領域中，第一次將CNC和驅動控制集成在一塊主板上，快速的循環處理能力，使其在模塊加工中獨顯威力。它比以往的數控系統更加容易使用，更加簡單易懂，它的硬件結構更加清晰、小巧、智能化，顯示界面好更加清晰飽滿，功能更加先進，反應速度更快。它以其高質量、高性能，得到了廣大用戶的認可，就其系統本身而言完全經受得了連續長時間的工作考驗，當然故障還是難免的，總結我在使用過程中的故障主要存在于軸向功能上，下面就以軸向功能故障做一個簡單地分析并提供一些解決方案，希望能給使用或喜歡使用SINUMERIK 810D系統的同行們帶來點思路和幫助，也懇請大家提出寶貴意見。

關鍵詞：數控加工中心；凸輪式機械手；刀庫；機床維護；企業效益

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.042

1 數控加工中心簡介與故障描述

數控加工中心是由機械設備與數控系統組成的適用于加工復雜零件的自動化機床。它是一種功能較全的數控加工機床。它把銑削、鏜削、鉆削、攻螺紋和切削螺紋等功能集中在一臺設備上，使其具有多種工藝手段。加工中心設置有刀庫，刀庫中存放著不同數量的各種刀具，在加工過程中由程序自動選用和更換。由于機床機械手使用頻率較高的原因出現故障的概率也大大增加，在機床啟動過程中，系統會對機床軟硬件進行檢測，但是開機后會顯示“700048”，機床報警無法工作。查閱說明書查閱是機械手伸出故障，重啟機床后故障還是沒有解除，完全無法正常工作。

2 機床故障分析與處理過程

數控加工中心是以凸輪作為驅動機構的凸輪式機械手， 它具有結構簡單，動作平穩，相位準確、工作節奏快、成本低等獨特優點。首先嘗試進行機械手的手動換刀，輸入相關換刀指令后，系統沒有反應，換刀失敗，系統又再次報警。查閱說明書得知，數控加工中心是由于執行下一步“從刀庫出刀”失敗，所以換刀動作中斷。

（1）凸輪式機械手不能從機床的刀庫中完成出刀動作的原因有很多，例如液壓缸、油壓、傳感器、電磁閥、主軸系統等常見故障，一般來講都是從這些簡單且容易檢測的指標開始入手排除故障。檢查步驟如下：

1）液壓缸因液壓系統壓力不夠或漏油而無法運動或位置松動，檢查機床刀庫液壓缸并無異常，各動作到位；然后再檢查主軸系統的松刀液壓缸也并無異常，經檢測油壓值也在正常范圍內，且沒有發現漏油痕跡。

2）機械手的傳感器感應開關是否為0，在執行換刀指令時，換刀信號均由傳感器發出，如果傳感器開發出的信號為0，則機床的機械手是沒有反應的，檢查兩感應開關，信號正常，開關的位置也沒有松動。

3）軸功能的電磁閥是否失靈，在執行換刀動作時電磁閥是靠接通液壓缸來完成的。如果電磁閥失效，則液壓缸是沒辦法進油，刀具就無法運動，后經檢查機床的電磁閥動作正常。

4）主軸系統出現故障，不能執行換刀動作。①判斷刀柄尾部的拉釘的長度是否適中，并檢查主軸液壓缸是否運動到位，是否能將刀具頂“松”；②檢查拉桿尾部空心螺釘位置是否松動并發生了變形而使液壓缸行程滿足不了“松刀”的要求；③檢查頂桿的設計是否合理，使用過程中是否已出現變形或磨損現象，從而影響到刀庫的使用壽命和機床的加工質量和粗糙度；④主軸在裝配調整過程中，由于刀具移動量調得太小，致使在操作使用過程中一些綜合因素導致不能滿足“松刀”條件。

（2）通過以上的分析與故障的檢修與排查，基本上能夠確定是由于制造裝配過程中出現一些變形與偏差而出現的故障，故解決故障的方法是拆下“松刀”液壓缸，檢查發現空心螺釘的“伸出量”調整得太小，使得“松刀”液壓缸行程不到位，而刀具在主軸錐孔中“壓出”不夠，刀具無法取出，調整空心螺釘的“伸出量”，保證在主軸“松刀”液壓缸行程到位后，刀柄在主軸錐孔中的壓出量為 0.4～0.5mm。經以上調整后，報警解除，數控加工中心正常運行。

3 如何減少數控加工中心機械手的故障率

機械手結構相對復雜，在機床運行中使用頻率較高，機床上有一半以上的故障都與之有關。如何減少故障率，提高使用壽命，增強企業效益，是擺在我們面前的一道難題，因此機械手日常維護與保養就顯得十分重要。本人結合使用過程中的一些經驗與常識，提出以下幾點建議。

（1）為防止在機械手換刀時發生碰撞，禁止將超重、超長的刀具裝進刀庫；

（2）經常手動松拉刀，清潔主軸的錐孔。

（3）注意保持刀具刀柄和刀套的清潔。

（4）檢查機械手鎖刀舌是否正常。

（5）經常檢查刀庫回零位置是否正確，檢查機床主軸回零點位置是否到位，發現問題要及時調整，否則不能完成換刀動作。

（6）檢查刀庫各個部件是否正常，關鍵零件是否損壞。

（7）檢查換刀機構凸輪箱油量是否充足，使用150-220#液壓油。

4 結論

在實際工作中，了解和熟悉SINUMERIK 系統豐富的操作功能外，日常的維護和細致的工作態度也是至關重要，這樣對外圍故障的判斷和排除也是有著事半功倍的作用。由于SINUMERIK 810D系統應用較廣，功能強大，只有掌握好系統應用與機床的操作才能深入研究其功能，才能做好系統調試維修工作，充分發揮出數控加工中心的價值。

參考文獻：

[1]王洪波.數控機床電氣維修技術——SINUMERIK 810D/840D系統[M].電子工業出版社.

[2]王洪波.圖解SINUMERIK 810D/840D系統調試與維修技巧[M].電子工業出版社.

[3] 陳先鋒.數控技術應用工程師[M].人民郵電出版社.