隨著制造業(yè)突飛猛進的發(fā)展，智能制造已將數(shù)控設(shè)備有 機結(jié)合在一起，加工中心以刀具的交換方式來實現(xiàn)整個高效 的加工生產(chǎn)，再與其他數(shù)控設(shè)備組建柔性加工系統(tǒng)，這就對加 工中心換刀有了很高的要求，換刀可靠性、快速性直接影響著 機床的生產(chǎn)率和工作可靠性。
　　從故障率來看，加工中心在進行換刀的過程中發(fā)生故障 是最多的，本文以VMC1000加工中心為例，詳細說明了換刀動 作原理和分析思路。該機床換刀機構(gòu)是凸輪式的，機床使用過程中出現(xiàn)了系列換刀故障，原因是機床換刀過程中換刀夾持 機構(gòu)松動，換刀機械手電機剎車故障，導致?lián)Q刀檢測位置發(fā)生 變化，從而引起主軸及刀套的松、緊刀故障。下面簡述故障查 找過程并分析其原因。
1 故障現(xiàn)象
換刀時機械手卡住不能換刀，換刀機械手位置偏移，換刀掉刀。
2 故障分析及處理
2.1 換刀原理
　　該加工中心是回轉(zhuǎn)式刀庫，換刀機構(gòu)是凸輪式的，其換刀 過程為：
（1）編寫M06 T01啟動換刀選刀循環(huán)。
（2）主軸將在定向的主軸停止點上停住，冷卻液停止，同 時Z軸移動到換刀位置（第二參考點）。
（3）選刀，根據(jù)T指令NC將其編譯至PLC后，開始選刀，刀 庫電機旋轉(zhuǎn)，將目標刀號旋轉(zhuǎn)至刀庫換刀點，注意此時T指令 為刀庫刀套位置。
（4）換刀電機帶動凸輪機構(gòu)機械手機構(gòu)從停放位置旋轉(zhuǎn)
90°，以抓住有效刀套中的刀具和主軸中的刀具。與此同時，檢測凸輪機構(gòu)的接近開關(guān)狀態(tài)變化，PMC輸出發(fā)出松刀指令，刀庫刀套松刀和主軸松刀電磁閥得電，凸輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，帶動機械 手向下，將刀柄推下，準備交換。如圖1所示。
   （5）機械手旋轉(zhuǎn)180°交換刀具，凸輪繼續(xù)向上，將刀具安裝到主軸中，將原主軸上刀具安裝到刀庫換刀位置刀套中。同 時，檢測開關(guān)給PMC發(fā)出緊刀指令，電磁閥失電，軸刀柄夾緊 蝶形彈簧回縮主軸刀具夾緊。
（6）換到機械手繼續(xù)旋轉(zhuǎn)90°，停止完成一套換刀動作。
2.2 故障分析
　　換刀至2.1第四步驟，換刀機械手卡住，主軸一直松刀吹 氣，但刀具不能被拔下，斷電手動盤動換刀電機，完成一次換 刀動作后，手動裝卸刀，動作正常，初步排除主軸松緊刀方面發(fā)現(xiàn)換刀后，機械手裝刀至主軸上，位置偏移，如圖2所示。
　　將刀具取下后空換刀，發(fā)現(xiàn)動作正常，導致這種情況的原因，可能是機械手與主軸位置發(fā)生偏移，或者機械手軸線相對 于主軸軸線精度發(fā)生偏差，主軸定位不準也會導致?lián)Q刀位置偏移。單步執(zhí)行換刀動作，檢查主軸定位準確，排除了定位不 準引起該故障。經(jīng)打表檢查，機械
手、刀套、主軸的軸向位置及回轉(zhuǎn)中心距離一致，因此機械手機械卡阻的故障也被排除。
　　此機床近期主要加工不銹鋼等材料工件，切削量大，負載重，長時間運行在重切下，檢查機械手發(fā)現(xiàn)機械手沒有松動，檢查機械手爪伸縮動作靈活，但是發(fā)現(xiàn)機械手上一個調(diào)整塊磨損，拆卸下來觀察此調(diào)整塊主要用來夾持刀柄，重新修補加工后，再次嘗試，主軸位置處偏移消失。引起該故障的主要原因是機械手沖擊大，頻繁換刀，導致問題。再次執(zhí)行換刀過程，機械手卡住，刀庫處機械手爪掉刀，夾持卡爪松動磨損，如圖3所示。

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3  結(jié)語
        加工中心換刀控制邏輯復雜，一種故障現(xiàn)象可能是由于多個故障點引起的，掌握機床相關(guān)模塊的工作原理和機械結(jié)構(gòu)，了解其操作方法、動作順序，利用有效的檢測方法，對故障 現(xiàn)象從原理上作充分分析，一步一步地查找，就一定能找到排 除故障的方法，從而達到預期效果。