關于數控立車自動換刀常見問題分析處理的思考

摘 要：數控立車在自動換刀過程中經常會因為軟硬件的影響而出現故障問題，導致換刀工作中途停止或直接強制結束，對數控機床的使用及安全帶來了較大影響。為此，相關人員應加大數控立車自動換刀問題的研究和探討力度，并根據實際情況給出合理解決措施和方案，保證數控機床的高效使用。本文就對數控立車自動換刀常見問題進行分析處理，以供參考。

關鍵詞：數控立車自動換刀;常見問題;解決措施

數控立車自動換刀是提高數控機床生產作業效率的重要一環，一旦出現問題，將會直接阻礙相關工作的開展，降低生產效率，為企業帶來較大的經濟損失。所以有必要結合數控立車特點，對自動換刀過程問題出現原因加以分析探討，并予以解決，以全方位保障作業質量，降低問題的出現幾率。

1故障現象及影響

數控立車正常換刀流程下，主軸側刀號與刀庫側刀號保持一致，機床會按照程序自動實施換刀操作，不過在刀庫側門和Z軸側門都打開，且Z軸已經進入到指定位置，按照預定軌跡行走時，換刀工作突然停止并報警。檢查后發現，Z軸在刀具下放過程中，刀具與刀盤之間存在明顯縫隙，Z軸上的抬起動作受限，直接導致換刀工作，出現強制終止現象，發出報警信號。

2原因分析

從動作流程圖分析可知，在接受到換刀信號后，Z、X軸按照設定好的移動軌跡向第一參考點和第二參考點的方向移動，在達到第二參考點后，Z軸下移6毫米，主軸出現松刀現象，之后Z、X軸開始向第四參考點移動，并在達到第四參考點后，刀庫出現旋轉，開始換刀作業。結束后，Z、X軸開始向第二參考點方向移動，并在達到第二參考點后，Z軸再次向下移動6毫米，主軸開始展開緊刀作業，完成后沿著軌跡回到第一參考點，結束整個換刀流程。

按照上述移動軌跡，分析現存問題。發現Z軸在經過一、二、四參考點后，刀具準停點停留在第四參考點上，且無任何后續動作。觀察Z軸刀具與刀盤，如果發現兩者存在較大間隙或出現卡壓情況，則說明故障原因是由于Z軸下放位置偏差導致的。但通過間距上的對比分析發現，第二參考點所在位置確定在下方6毫米位置上，下放量并不存在任何問題，這只能說明是由于參考點位置偏差引起的故障問題。

參考點下放位置錯誤的成因主要有軟件和硬件故障兩種，具體來說：首先，數控立車的Z、X軸均是光柵尺絕對位置檢測，絕對位置記憶效果則是由伺服模塊內的記憶電池實現的，一旦出現問題，如拆卸不正確、欠壓等，會存在故障問題，使得絕對位置出現偏差;其次，在系統重裝或參數改動后，參考點位置在系統中也會發生一定的轉變，這就使得在線路運行中，參考點停止位置出現偏差，引發故障問題。最后，機床自動換刀過程中，Z、X軸的絲杠結構會因為跳動幅度過大等原因，導致實際移動量超出系統規定移動量，致使參考點位置出現偏差，最終引發故障問題。

3故障處理

通過上述分析了解到，數控立車自動換刀時存在的故障問題主要是由參考點錯誤引起的，在問題成因分析中，首先要開展硬件的檢查和故障排除工作。在該環節內，先利用鋼珠和百分表對Z、X軸的軸向跳動距離加以檢查，跳動間距要求控制在0.02-0.05毫米之間，如果檢查中發現其超出規定范圍，則應立即調整軸絲桿上的鎖緊螺帽，維持距離合理性。

如果經過上述調整發現故障問題仍然存在，則說明，參考點位置錯誤是由軟件問題引起的，這時需要按照下面的流程步驟，對參考點的準確位置予以召回。首先，確定模塊電池電壓，如果其存在過低或損壞的情況，立即更換記憶電池，重新啟動調整參考點位置;其次，檢查是否存在重裝或參考點數值誤改動現象，如果有，需重新設定處理。

工作結束后，觀察運行軌跡，查看故障問題是否解決，如果仍無法開展自動換刀工作，則需要采用其他方法重新進行參考點的找回。數控機床都有一個機械原點，稱之為機床原點，以M代表，作用為促使機床與控制系統同步，建立測量機床運動坐標的起始。與機床原點相對應的還有一個機床參考點，以R代表。R參考點到機床原點M的距離，借助精確測量加以確定，該距離為定值。在參考點找回中，可利用R與M之間的固定關系，開展檢測工作，確定兩者間的差值大小，再對比標準值，對參考點實行找回作業。具體內容為：

在MDI模式下，調出SETING界面，將里面的參數0改為1;將系統參數修改成1815#5為“0”，將機床測量轉變成增量編碼器模式，并重新啟動;在JOG或手輪模式下，將滑枕移動到第一參考點附近，并將其設置成R1;將修改后的系統參數1815#5設為1，重新連電;在MDI模式下，輸入指令G28U0W0，機床會自動回歸到錯誤的第一參考點位置上，這時對Z和X軸坐標加以記錄，并將其標記為X1、Z1;上述流程重復操作，不過輸入指令改變成G0XOZO，將產生的Z和X軸坐標記錄為X2、Z2，記此點為M1;手輪模式下，先將滑枕移動到工作臺的中心位置處，檢測X軸坐標與中心線位置是否存在偏差問題。如有，則偏差值為多少，之后再移動手輪將Z軸中心線與工作臺中心線重疊，這時記錄X和Z軸所在坐標情況，并對其加以標記。

經過上述一連串調整后，如果參考點回歸到原始位置，且能夠正常工作，說明故障問題已經解決;如果故障問題仍存在，則需要采用下面方式重新進行參考點的設置和處理。在手動模式下，將坐標軸移動到初始位置;修改系統參數1815#5為0，轉成增量編碼器方式，重新供電;之后再將系統參數調整為1，重新連帶;在MDI模式下，進入SETING界面，將參數1修改為0，按INPUT輸入;開始找回原始參考點，找到后單步執行自動換刀程序，發現換刀正常。

4認識與總結

從本次分析和研究了解到，在數控立車自動換刀出現故障問題后，可利用工序流程及程序控制原理，參照實際情況，逐步分析故障產生原因，準確判定故障指向部位，之后再結合機械電氣運行原理，給出專業有效的處理措施和方案，做好設備維修和養護工作，保障機床的高效運轉，降低問題再次發生幾率。上述作業能夠大大提升機床作業效率，節省更多時間，維護經濟效益。

5結束語

希望本文論述能夠幫助相關從業人員快速解決數控立車自動換刀故障問題，開展故障排查和檢修工作，促進換刀作業的高效率進行，從而維護機床正常運轉，提高生產效率，保證企業的安全運營。

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作者簡介：

周熙（1985.8—），男，漢族，籍貫：陜西寶雞人，寶雞文理學院，07年本科畢業（就職于漢德車橋有限公司，助理工程師職稱），學士學位，專業：電氣工程及其自動化。