協(xié)鴻 BT50-16T 刀庫維修總結(jié)
2018-3-23 來源： 中航工業(yè)沈陽黎明航空發(fā)動機（集團） 作者：何春茂
摘 要：斗笠式刀庫是加工中心比較常見的一種換刀裝置。結(jié)合修復協(xié)鴻設(shè)備刀庫的工作經(jīng)驗，對斗笠式刀庫的動作過程和換刀過程中容易出現(xiàn)的故障進行了簡要的分析和說明。
關(guān)鍵詞：加工中心；斗笠式刀庫；傳感器；壓縮空氣
加工中心集銑、鏜、鉆、鉸、攻螺紋等多項功能于一身，大大提高了生產(chǎn)效率。加工中心的優(yōu)勢在于它有自動換刀裝置，能使加工變得更柔性化。換刀裝置是加工中心的重要組成部分，也是加工中心故障率最高的部分，約有 50%的機床故障與換刀裝置有關(guān)。我廠協(xié)鴻加工中心的設(shè)備采用的都是型號為BT50-16T 的斗笠式刀庫換刀裝置。
1 、斗笠式刀庫的動作過程
斗笠式刀庫的具體動作過程如下：①刀庫處于非工作狀態(tài)時，停在離主軸中心較遠的位置。此位置裝有信號傳感器 A，其發(fā)送信號至協(xié)鴻加工中心的 PLC 中，實現(xiàn)對刀庫狀態(tài)的確認。②加工中心的數(shù)控系統(tǒng)可對指令的目標刀具號和現(xiàn)狀主軸的刀具號進行分析。如果目標刀具號與現(xiàn)狀主軸刀具號相同，則會直接發(fā)出換刀完成信號；如果不相同，則開啟換刀程序，進入下一個步驟。③加工中心主軸沿垂直方向移動到安全位置。通常將安全位置定義為 Z 軸的第一參考點位置，同步主軸完成定位動作，并一直保持定位狀態(tài)。主軸定位一般通過檢測主軸本身所帶的位置編碼器一轉(zhuǎn)信號來確定。④該刀庫向主軸方向水平移動。刀庫放刀柄的中心線與主軸中心線在同一條直線上時，為該刀具換刀方位。該方位位置通過信號傳感器 B 將信號傳遞到數(shù)控系統(tǒng) PLC 進行確定。⑤主軸向 Z軸下方移動到刀具位置時應該交換方位。通常將刀具交換方位定義為 Z 軸的第二個參考點，在此方位將當前主軸上的刀具放回到刀庫的相應位置。⑥刀庫中的刀夾抓刀確認后，主軸內(nèi)孔吹氣松刀。協(xié)鴻加工中心在主軸部分安裝了松刀確認傳感器 C，協(xié)鴻加工中心的 PLC 接收到傳感器 C 發(fā)送的傳入信號后，確認該步動作運行正常，才進行下一步動作。⑦主軸升起到 Z 軸的第一參考點。此運行目的是避免刀庫旋轉(zhuǎn)時刀夾和主軸發(fā)生碰撞。⑧主軸沿
Z 軸向下移動到第二個參考點位置，運行吸刀動作。⑨主軸內(nèi)孔與刀柄夾緊并定位，夾緊傳感器 D 發(fā)出確定信號。⑩刀庫移動到離主軸中心較遠的位置，直到 PLC 接收到傳感器
A 發(fā)出的反饋確認信號。 主軸定位消除，完成換刀過程。
2 、斗笠式刀庫換刀過程中的常見故障
分廠協(xié)鴻加工中心刀庫部分故障率相對較高，根據(jù)筆者的工作經(jīng)驗，總結(jié)了斗笠式刀庫在換刀過程中的常見故障及其原因分析。
2.1 故障一
故障現(xiàn)象：數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出換刀指令，刀庫不運作。
原因分析：①檢查機床是否處于急停狀態(tài)，操作程序是否正確。雖然這些原因過于簡單，但機床維修就要按照簡單到難的順序。②檢查協(xié)鴻加工中心的壓縮空氣管路是否有漏氣點。如果有，漏氣點壓縮空氣壓力就不在 0.5～0.6 MP 這一正常范圍內(nèi)。壓力不夠會使刀庫在換刀過程中無法動作。③檢查刀庫的電氣線路連接是否良好，輸送到協(xié)鴻加工中心數(shù)控系統(tǒng) PLC的入口信號是否正確。
2.2 故障二
故障現(xiàn)象：刀庫移動到主軸中心位置，但不進行接下來的動作。
原因分析：①檢查傳感器 B 發(fā)送到主軸側(cè)的確認信號是否良好，數(shù)控系統(tǒng) PLC 中的接收信號是否正常。該故障大多是由傳感器接觸不良或傳感器損壞造成的。②如果接收信號和傳感器狀態(tài)都正常，觀察主軸刀具是否夾緊。③檢查主軸定位塊與刀柄定位連接是否正確。④確認主軸是否返回了第一參考點。
2.3 故障三
故障現(xiàn)象：主軸抓刀后，刀庫不移回初始位置。
原因分析：①檢查氣源是否有漏氣現(xiàn)象。②檢查刀庫驅(qū)動電機電氣連接回路是否正常。刀庫的移動是通過控制回路控制電機正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)的，如果控制部分連接相反，也會發(fā)生該類故障。③檢查刀庫控制電機是否有損壞。④檢查主軸刀具抓緊是否通過抓緊傳感器 D 發(fā)出反饋信號到協(xié)鴻加工中心數(shù)控系統(tǒng)PLC 中，如果該系統(tǒng)接收不到傳感器 D 發(fā)送的夾緊確認信號，則刀庫不進行下個程序的動作。⑤檢查刀庫部分是否存在機械干涉現(xiàn)象。
3 、斗笠式刀庫的安裝、調(diào)試
斗笠式刀庫的安裝、調(diào)試步驟為：①組裝刀庫時，注意傳感器的安裝方向。如果安裝錯誤，則無法使刀庫一次只旋轉(zhuǎn)一個刀位。按圖紙把刀庫組裝好（包含刀庫電機等電氣元件），然后整體安裝。②調(diào)整刀庫旋轉(zhuǎn)撥叉位置，保證刀庫連續(xù)旋轉(zhuǎn)，不能發(fā)生阻尼現(xiàn)象。③調(diào)整刀庫對刀點。按圖紙要求調(diào)整刀庫對刀點 X，Y 方向的鎖緊螺栓，刀庫對刀點 Z 方向的鎖緊螺栓可通過電氣控制來調(diào)整。④調(diào)整鎖放刀汽缸螺栓，保證調(diào)整螺栓在不夾持刀具時的間隙為 2.2 mm，夾持刀具時的間隙為 4.2 mm。
⑤在主軸安裝數(shù)控銑夾頭，去除刀庫內(nèi)的彈簧卡和刀庫汽缸進氣管，并移動刀庫，保證刀庫的梯形凸起處能進入到銑卡頭的梯形凹槽內(nèi)。
4 、結(jié)束語
總之，我廠協(xié)鴻加工中心采用斗笠式刀庫換刀。刀庫的換刀過程通過汽缸中的移動軸來實現(xiàn)，所以在刀庫換刀過程中，一定要保證氣壓在合理范圍內(nèi)。我廠協(xié)鴻加工中心刀庫的主要問題為氣壓不穩(wěn)和由于長時間運轉(zhuǎn)刀夾與主軸不同心造成換刀時主軸和刀庫碰撞損壞。只要我們定期檢查和保養(yǎng)，就能保證設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。
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