典型机床电气诊断与维修教材课件8-1

1、VDL-850立式加工中心故障诊断与维修刀库换刀故障诊断与维修工作任务如图8-1-1所示,故障描述：程序运行至T11M06时，刀库移动到主轴侧时，Z轴不抬刀，换刀过程无法进行，机床跳出报警。要求：利用现有工具,进行故障排除,并将故障排除过程记录在表8-1-1中。如图7-3-1所示,根据机床回零时出现的报警现象，利用常规检测工具,进行故障排除,并将故障排除过程记录在表7-3-1中。工作任务步 骤具体操作方法检测结果知识引导立式加工中心是一种带有刀库并能自动更换刀具的数控机床，具有集中完成多种工序、效率高、性能好的特点，尤其是在加工形状复杂、精度要求高的零件时，更具有良好的经济效果，因此在柔性自动

2、化生产系统中被广泛采用。立式加工中心的重要组成部分是自动换刀系统，其工作的可靠性将直接影响到立式加工中心的生产效率，如果换刀系统故障频发则直接影响立式加工中心的使用性能，严重影响设备生产效率和经济性能。知识引导一刀库工作原理及换刀动作过程1. 工作原理分析加工中心刀库是集电气、气动/液压、机械传动于一体的机电一体化控制系统。以大连机床集团VDL-850加工中心为例，它是采用固定编码换刀方式，通过数控系统PMC程序控制刀库旋转、主轴定向、Z轴运行，通过气缸控制刀库前进及后退，换刀过程稳定可靠。 知识引导2.刀库换刀动作过程斗笠式刀库在换刀时整个刀库向主轴平行移动，首先，取下主轴上原有刀具，当主轴

3、上的刀具进入刀库的卡槽时，主轴向上移动脱离刀具；其次主轴安装新刀具，这时刀库转动，当目标刀具对正主轴正下方时，主轴下移，使刀具进入主轴锥孔内，刀具夹紧后，刀库退回原来的位置，换刀结束。知识引导二加工中心刀库分类及结构特点加工中心常用的刀库结构类型有：斗笠式、机械手臂式、链条式等等。其中斗笠式刀库是加工中心比较常见的一种换刀装置。一般存储刀具数量不能太多，1024把刀具为宜，具有体积小，安装方便等特点。VDL-850加工中心采用的是16工位斗笠式刀库,换刀系统由刀具、主轴部件、换刀机构（ATC机构）等部件组成。知识引导刀库具有前后两个位置，刀库处于前位时刀库靠近主轴方向的刀具正好与主轴在同一条轴

4、线上。通过气动或液压装置使刀库在两个位置上前后移动，且通过两个行程开关来确认刀库的前后位置。刀库采用普通三相异步电机驱动，可正转或反转。在刀库上设有刀具计数开关。通过刀库伸出和缩回，刀库与Z轴和主轴配合实现换刀。这种刀库的另一个特点是采用固定刀位管理，即刀库中每个刀套只用于安放一把固定的刀具。知识引导三刀库维护要点引起刀库故障的原因有很多，有人为操作不当引起的故障，也有刀库自身设计结构不合理引起的故障。为了有效降低刀库故障率，关键在于对刀库能够进行正确的操作，实际运行中，有超过50%以上的刀库故障来源于操作人员的使用不当。下面以VDL-850加工中心为例，介绍刀库使用过程中的几个注意事项：知识

5、引导1.严禁把超重 、 超长的刀具装入刀库，防止在刀库换刀时掉刀或刀具与工件、夹具等发生碰撞。2.固定选刀方式必须注意刀具放置在刀库中的编号要正确，防止换错刀具导致事故发生。3.用手动方式往刀库上装刀时，要确保装到位，装牢靠，并检查刀座上的锁紧装置是否可靠。4.定期检查刀库圆盘、主轴松/紧刀气缸，检查气管中水分程度。知识引导5.开机时，检查各部分工作是否正常，特别是行程开关和电磁阀能否正常动作。检查气压系统的压力是否正常（空气源5-6kg/cm），刀具在刀库上锁紧是否可靠，发现不正常时应及时处理。知识引导四刀库常见故障及处理方法刀库换刀结构较复杂，且在工作中又频繁运动， 所以故障率较高，目前加

6、工中心上约有60以上的故障都与之有关。 例如刀库运动故障，定位误差过大，主轴夹持刀柄不稳定，刀库移动过程中卡住等等。这些故障最后都造成换刀动作卡位，整机停止工作，因此刀库及换刀机械手的维护十分重要。任务实施一准备工作1.设备：VDL-850加工中心或者具有相似功能的实验台。2.工具：万用表、螺丝刀、压线钳等常规检测工具。3.情境导入：加工中心换刀过程中，当刀库移动到主轴侧时，主轴不松刀，换刀过程无法继续，系统界面跳出报警。4.任务确定：根据报警产生原理，结合VDL-850加工中心电气原理图，完成故障诊断与排除。任务实施二实施步骤1. 根据故障现象，确定检修范围。先前换刀正常，刀库换刀过程出现停

7、滞，换刀动作无法继续，解决方案首先从硬件排查开始。查阅VDL-850电气原理图，找出刀库控制原理图，如图8-1-3、8-1-4、8-1-5所示，并分析控制回路工作原理。任务实施任务实施任务实施任务实施2.检查刀库PMC运行状态根据刀库故障现象，我们可以通过观察PMC状态，较快地判断刀库换刀动作停留引起的原因，从而判断故障的位置。具体步骤如下：（1）依次按system、PMCMNT、信号，进入PMC维修菜单，该菜单显示PMC信号状态的监控、跟踪、PMC数据显示/编辑等与PMC的维护相关的画面。任务实施（2）例如：输入刀库正转信号Y20.0，按面板下方软键搜索，光标跳跃到Y20.0信号栏，观察Y2

8、0.0信号状态。（3）依次按system、PMCLAD、梯形图，查看急停PMC程序。输入Y20.0，按搜索，光标移动Y20.0线圈，Y20.0为1表示PMC输出刀库正转信号，如果刀库仍然不转，检查外围电路；如果Y20.0为0，检查PMC程序前面逻辑电路，寻找引起Y20.0不通的原因。任务实施3.刀库电路检修刀库PMC程序检查完成后，如果PMC信号出现异常，接下来就根据信号状态开始排查硬件故障。刀库电路故障主要分布在控制回路、主电路和信号检测电路等部位。具体排查顺序如下：（1）检查刀库控制回路观察刀库正/反转输出继电器状态，使用万用表检测继电器线圈，如下图8-1-6所示，看线圈电压是否为+24V

9、，如果电压不正常，表明接触器线圈未得电或接触器损坏。任务实施任务实施（2）刀库检测信号检查 根据刀库PMC程序检查结果，可以判定刀库不转引起的原因。使用万用表依次测量以下刀架检测信号状态，填写下表8-1-4。任务实施步 骤具体操作方法检测结果任务实施（3）检查主轴刀具锁紧/松开状态 刀库换刀过程中除了刀库伸出/缩回、刀库正转/反转等状态外，还有主轴夹紧/松开的动作。如果这个动作未完成也会导致刀库换刀过程中断。检查主轴夹紧/松开信号状态，填写下表8-1-5.任务实施步 骤具体操作方法检测结果任务评价课后作业1.根据斗笠式刀库结构特点及工作原理，分析其有哪些优势？有哪些不足？2.分析以下刀库换刀宏程序，理解各语句功能。O9001;N1G91G00G30Z0 N10M19 N20G4X0.1课后作业N30M20 N40G4X0.1N50M31 N60G4X0.3IF#1001EQ1