FMS环境下FANUC系统加工中心换刀机构故障分析.pdf

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1、2012年8月机床与液压Aug．2012第40卷第16期MACHINET0OL&HYDRAULICSVo1．40No．16DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．16．038FMS环境下FANUC系统加工中心换刀机构故障分析龚志坚，冯培锋，闫勇刚(集关大学现代设计与制造技术中心，福建厦门361021)摘要：在FMS环境下，换刀机构故障是FMS运行过程中最常见的故障之一。从机构原理、电气控制及PMC的信号特征等方面，详细介绍了FMS下FANUC系统加工中心的换刀机构故障的具体分析过程和排除方法。关键词：数控设备维修；加工中心

2、；换刀机构；故障排除中图分类号：TH165+．3文献标识码：A文章编号：1001—3881(2012)16—111—3加工中心换刀系统(简称ATC)是加工中心的刀具交换位置，在机床加工过程中实现刀具“预一个核心部件，该系统实现了刀库、主轴之间刀具自选”动作。在换刀指令发出后，也就是数控系统读动交换功能，是数控设备加工零件的多样性、复杂性到M06指令，主轴进行定位，到达换刀点。刀座在和高效性的保障，其换刀机构运行正常与否将影响数转位气缸带动下，向下旋转90。，使刀具轴线与主控设备的加工效率。在生产加工实践过程中，数控设轴轴线平行，凸轮机械手中的平面凸轮

3、通过连杆机备日常维护保养的最大工作量不是机床数控系统部构带动机械手在垂直方向作上、下运动，实现换刀分，而是机床各个运动部件引起的故障，而加工中心过程中的“拔刀”、“装刀”动作；凸轮机构中的弧换刀机构牵涉到机、电、气等多方面因素，是整个机面凸轮和平面凸轮相连，带动花键轴转动，实现机床故障发生最频繁的部位。作者从立式加工中心一种械手在水平方向上的旋转运动，完成换刀动作中机常见的机械凸轮换刀机构和电气工作原理人手，探讨械手的“抓刀”、“换刀”，从而实现主轴与刀库之故障排除的一般途径。间刀具更换。1凸轮换刀机构1．2换刀机构电气动作时序过程1．1换刀机构工作

4、过程加工中心换刀过程是电气、开关信号及凸轮机构图I为机械凸轮联动换刀机构结构原理图。相互配合过程，凸轮中各段曲线与电气信号相结合，刀库刀库转位汽缸近接开关刀库回转电机机械手电动机实现换刀机构中的转位、夹紧、伸出、回转、缩回、松开等一系列动作。图2、3为凸轮机构配合曲线与电气信号的时序图。360。(凸轮轴一回转)／。JI『●／ue竺1＼r5。60。53。7．一53。一60。一一119。一一(a)旋j}r臂动作(弧面凸轮1起始置12。2(l。2O。l2。l5。-图1机械凸轮联动换刀机构结构原理图L＼r}刀位置＼／．廷刀位、Jr立式加工中心的自动换刀系统是

5、由换刀机构、刀72．5。68。79。68。72．5。库、换刀臂组成。数控系统(CNC)发出T代码指’凸轮轴回转角令，刀库在回转电机带动下进行旋转选择需要更换的(b)升、降刀臂动作(平面凸轮)刀具，在近接开关等电气信号配合下完成选刀，到达图2凸轮机构曲线图收稿日期：2011—07—18作者简介：龚志坚(1969一)，男，工程硕士，实验师，研究方向为机械制造工艺与数控加工、设备管理与维修。E—mail：gongzhijian69@163．corn。通信作者：冯培锋，E—mail：pfeng@163．com。·112-机床与液压第40卷起始信号输入从ATC

6、交输入输入引起故障。(从机械本体)换信号松刀完成信号松刀完成信号3．1利用故障报警号查找异常原因制动、马达电流再0_毫由生产厂家提供的故障排除手册可知，1050报原位置警号含义：自动换刀异常。发生原因有：选刀异常；斗K确认用oFFoy刀套上下异常；换刀臂旋转异常；刀具松、夹刀异松刀、夹刀oNoN辎位置确认用常。1120报警号含义：自动换刀的刀臂旋转异常。蝌停止用发生原因：自动换刀时，换刀臂旋转的近接开关没有OlaFpF；FOF检测到信号。根据厂家提供的报警解释，可初步判断输出信号(从ATC单元是因为刀库和换刀机构两部分中的近接开关出现问到机械本体1输

7、出，松刀叫间翼男ATc秸成题，近接开关没有信号输出或近接开关无信号输入到图3凸轮机构电气信号图PMC相应接口，从而导致换刀无法完成。造成近接在驱动电动机带动下，弧面凸轮在7．5。～60．5。开关无信号输出的原因可能有两种：(1)从凸轮换内完成机械手65。转位动作；在60．5。～72．5。内，弧刀机构原理图和电气时序图可知，刀库只有完成选面凸轮、平面凸轮均不产生机械手运动，用于松开刀刀、处于交换位置并刀套向下旋转90。时，近接开关具。凸轮继续转动到72．5。～125．5。内，平面凸轮通才会产生一个信号。若由于某种原因，机械动作没到过连杆机构实现“拔刀”

8、动作。在125．5。～250。内，位，近接开关也就没有信号输出；(2)近接开关本弧面凸轮带动机械手实现刀具1