数控机床自动换刀装置的故障分析与维修(附件)【字数：7390】
日期 随着时代的进步，机械自动化慢慢步入了人们的生活，人们对机械加工的要求也越来越严格，产品完成质量与加工速度两者都要兼顾，但是人算不如天算，机械加工难免会发生故障，其中以自动换刀装置发生的故障最多，约占30%，所以懂得一些简单的自动换刀装置的维修尤为重要。本文结合在企业工作的经历和在学校所学习的知识，在网络上寻找到的一些资料，总结出来的一些自动换刀装置故障分析与维修。
目录
引言 1
一、CNC机床简介 2
（一）数控机床的组成与应用 2
（二）自动换刀装置的形式 2
（三）刀库的形式 2
二、气动换刀装置工作原理 2
（一）工作动作分步解释 2
（二） 选刀系统控制分析 3
（三） 自动换刀的电气控制原理 4
（四）PMC系统控制 5
（五）换刀梯形图 6
三、自动换刀装置典型故障和分析 8
（一）主轴刀具不能被机械臂夹住 8
（二）换刀系统位置检测异常 8
（三）换刀时间过长 9
（四）换刀时主轴有异响 9
（五）主轴卡刀 9
（六）机械臂卡刀 9
（七）刀库乱刀 10
四、维修实例 10
（一）主轴卡刀 10
（二）换刀时掉刀 11
（三）机械臂无法转动 12
五、自动换刀装置的保养 12
总结 14
参考文献 15
谢 辞 16
引言
数控机床应用与维护，是我在学校所学的专业，不仅仅是应用也要会维护。机械加工已经基本普及到大大小小的城市，这说明了数控技术的全面发展已经形成了趋势，人民都非常重视数控机床所带来的经济效益。所以全世界各个国家都对数控机床的发展抱有非常大的期望，数控机床的发展水平已经成了国家机械制造生产业主要的衡量基准。
数控机床的操作比较简单而且很先进，只需要一次装夹，它就可以完成许多加工工序，因此自动换刀 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
装置应用的非常频繁，频繁的换刀容易是换刀装置发生故障。我在学习操作机床的时候就经常发生一些损坏机床的事情，在装刀忘记对刀，这是知识的不理解。在换刀过程中按下复位，导致卡刀，这是对机床的不了解。因此我写下了有关于自动换刀装置维修的论文。 一、CNC机床简介
（一）数控机床的组成与应用
数控机床由数控系统，控制面板，伺服控制系统，机床本体和辅助系统等组成，加工中心比数控铣床多一个自动换刀装置，数控铣床需要手动换刀，但是加工中心就不需要了，它由编程人员进行程序的编制，然后按照程序中所需要的刀具进行装刀，按照对刀方式进行对刀（每一家的对刀方式都不同），否则就会撞刀，装的刀具有很多种，有钻头，原铣刀，铰孔刀，飞刀，丝锥这些常见的，所以它能在一次产品的安装中进行多次的包括钻，铣，铰孔等等的工序，根据编程人员的设定改变转速，进给，刀具和工作台的移动。非常的方便。
（二）自动换刀装置的形式
自动换刀装置基本在加工中心上普及，但是有一些装配了侧铣头的机床就不需要了，以最为常见的立式加工数控铣床举例：机械臂一般位于刀库和主轴中间，其换刀方式复杂，先把做产品时需要用到的刀具先准备好，按照企业里规定的方式对刀，换刀时在面板里输入需要更换的刀具如T1M6,机械臂就会旋转从刀库中取出T1，并且把主轴上原有的刀插回刀库。
（三）刀库的形式
1、圆盘形状刀库：圆盘刀库应用的很广，基本上所有的小型机床都有运用，圆盘刀库可以装的刀不算多，但是对于小型机床可以装十几把刀具就足够了它传动稳定可以节约部分时间而且制作方便，价格便宜。
2、斗笠式刀库：我们学校的加工中心使用的就是斗笠式刀库，但是为了安全，不得不拆除了刀具，在企业里工作许久也没有见到这种刀库，有点可惜。斗笠刀库换刀时，刀库会整体朝着主轴移动，主轴抬起拔旧刀，然后刀库旋转，直到旋转到所选刀具停止，主轴在下移，夹住刀具后，刀库返回原点，这种刀库制作不便，容易发生故障，所以在市场上很少见到。
3、链式刀库：链式刀库主要用于大型龙门机床，但是部分龙门机床有侧铣头，容易与刀库发生故障，所以该刀库是独立于机床的，它可以安装较多的刀具，由内部的链条拉动刀座运动，耗时较长，远不如手动换刀方便。
二、气动换刀装置工作原理
（一）工作动作分步解释
在小型加工中心最长使用的是圆盘式刀库，以该刀库为例，如图21解释原理：
1、当换刀T指令发出时，计算机系统通过方向判断后，控制刀库内电机旋转，随后刀库内的个数感应器开始工作，电机旋转通过计数器确定所需要的刀座，将选择的刀座到移动到换刀点后电机停止，刀库内备刀完成。
2、刀座电磁阀得电，刀座气缸向下翻转与之前垂直，倒刀完成后，倒刀位置检测装置8发出信号，完成换刀的准备。
3、主轴返回换刀参考点，换刀电动机得电，通过齿轮带动机械臂抓刀，机械臂抓刀成功后发出信号。
4、接收信号后，主轴抓刀夹具松开，由机械臂下降，拔出刀具。
5、机械臂通过齿轮凸轮，轴进行运动并且逆时针转动，将选中的刀与主轴上的刀完成交换，最后通过齿轮带动机械臂归位。
6、机械臂换刀完成后，检测开关再次得电，电机运动，通过齿轮凸轮，轴带动机械臂回到换刀钱的位置，此时开关得电，电动机停止运动。刀座向上旋转归位。
/
图21刀库结构图
选刀系统控制分析
自动换刀装置的刀库有两种工作形式：1.由手动进给控制的点动刀库旋转，在进给模式下，按一次刀库就会顺时针旋转一个刀位。2.由程序调动的刀库自动旋转，设当前主轴刀具为a,选择所需刀具为b,当执行换刀命令时，如a=b则刀库不旋转，a≠b，刀库系统会自动判断选择出最佳路线进行换刀。
目录
引言 1
一、CNC机床简介 2
（一）数控机床的组成与应用 2
（二）自动换刀装置的形式 2
（三）刀库的形式 2
二、气动换刀装置工作原理 2
（一）工作动作分步解释 2
（二） 选刀系统控制分析 3
（三） 自动换刀的电气控制原理 4
（四）PMC系统控制 5
（五）换刀梯形图 6
三、自动换刀装置典型故障和分析 8
（一）主轴刀具不能被机械臂夹住 8
（二）换刀系统位置检测异常 8
（三）换刀时间过长 9
（四）换刀时主轴有异响 9
（五）主轴卡刀 9
（六）机械臂卡刀 9
（七）刀库乱刀 10
四、维修实例 10
（一）主轴卡刀 10
（二）换刀时掉刀 11
（三）机械臂无法转动 12
五、自动换刀装置的保养 12
总结 14
参考文献 15
谢 辞 16
引言
数控机床应用与维护，是我在学校所学的专业，不仅仅是应用也要会维护。机械加工已经基本普及到大大小小的城市，这说明了数控技术的全面发展已经形成了趋势，人民都非常重视数控机床所带来的经济效益。所以全世界各个国家都对数控机床的发展抱有非常大的期望，数控机床的发展水平已经成了国家机械制造生产业主要的衡量基准。
数控机床的操作比较简单而且很先进，只需要一次装夹，它就可以完成许多加工工序，因此自动换刀 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
装置应用的非常频繁，频繁的换刀容易是换刀装置发生故障。我在学习操作机床的时候就经常发生一些损坏机床的事情，在装刀忘记对刀，这是知识的不理解。在换刀过程中按下复位，导致卡刀，这是对机床的不了解。因此我写下了有关于自动换刀装置维修的论文。 一、CNC机床简介
（一）数控机床的组成与应用
数控机床由数控系统，控制面板，伺服控制系统，机床本体和辅助系统等组成，加工中心比数控铣床多一个自动换刀装置，数控铣床需要手动换刀，但是加工中心就不需要了，它由编程人员进行程序的编制，然后按照程序中所需要的刀具进行装刀，按照对刀方式进行对刀（每一家的对刀方式都不同），否则就会撞刀，装的刀具有很多种，有钻头，原铣刀，铰孔刀，飞刀，丝锥这些常见的，所以它能在一次产品的安装中进行多次的包括钻，铣，铰孔等等的工序，根据编程人员的设定改变转速，进给，刀具和工作台的移动。非常的方便。
（二）自动换刀装置的形式
自动换刀装置基本在加工中心上普及，但是有一些装配了侧铣头的机床就不需要了，以最为常见的立式加工数控铣床举例：机械臂一般位于刀库和主轴中间，其换刀方式复杂，先把做产品时需要用到的刀具先准备好，按照企业里规定的方式对刀，换刀时在面板里输入需要更换的刀具如T1M6,机械臂就会旋转从刀库中取出T1，并且把主轴上原有的刀插回刀库。
（三）刀库的形式
1、圆盘形状刀库：圆盘刀库应用的很广，基本上所有的小型机床都有运用，圆盘刀库可以装的刀不算多，但是对于小型机床可以装十几把刀具就足够了它传动稳定可以节约部分时间而且制作方便，价格便宜。
2、斗笠式刀库：我们学校的加工中心使用的就是斗笠式刀库，但是为了安全，不得不拆除了刀具，在企业里工作许久也没有见到这种刀库，有点可惜。斗笠刀库换刀时，刀库会整体朝着主轴移动，主轴抬起拔旧刀，然后刀库旋转，直到旋转到所选刀具停止，主轴在下移，夹住刀具后，刀库返回原点，这种刀库制作不便，容易发生故障，所以在市场上很少见到。
3、链式刀库：链式刀库主要用于大型龙门机床，但是部分龙门机床有侧铣头，容易与刀库发生故障，所以该刀库是独立于机床的，它可以安装较多的刀具，由内部的链条拉动刀座运动，耗时较长，远不如手动换刀方便。
二、气动换刀装置工作原理
（一）工作动作分步解释
在小型加工中心最长使用的是圆盘式刀库，以该刀库为例，如图21解释原理：
1、当换刀T指令发出时，计算机系统通过方向判断后，控制刀库内电机旋转，随后刀库内的个数感应器开始工作，电机旋转通过计数器确定所需要的刀座，将选择的刀座到移动到换刀点后电机停止，刀库内备刀完成。
2、刀座电磁阀得电，刀座气缸向下翻转与之前垂直，倒刀完成后，倒刀位置检测装置8发出信号，完成换刀的准备。
3、主轴返回换刀参考点，换刀电动机得电，通过齿轮带动机械臂抓刀，机械臂抓刀成功后发出信号。
4、接收信号后，主轴抓刀夹具松开，由机械臂下降，拔出刀具。
5、机械臂通过齿轮凸轮，轴进行运动并且逆时针转动，将选中的刀与主轴上的刀完成交换，最后通过齿轮带动机械臂归位。
6、机械臂换刀完成后，检测开关再次得电，电机运动，通过齿轮凸轮，轴带动机械臂回到换刀钱的位置，此时开关得电，电动机停止运动。刀座向上旋转归位。
/
图21刀库结构图
选刀系统控制分析
自动换刀装置的刀库有两种工作形式：1.由手动进给控制的点动刀库旋转，在进给模式下，按一次刀库就会顺时针旋转一个刀位。2.由程序调动的刀库自动旋转，设当前主轴刀具为a,选择所需刀具为b,当执行换刀命令时，如a=b则刀库不旋转，a≠b，刀库系统会自动判断选择出最佳路线进行换刀。
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