张炳杰
摘要列举两例加工中心故障现象和维修方法，并阐述了加工中心自动换刀过程及刀臂在不同位置时的处理方法。
关键词加工中心故障自动换刀
中图分类号TH17文献标识码B
1.VFLI000A加工中心使用FANUCOiMB系统，主轴经常出现没有高速的现象。
该加工中心主轴采用交流电机驱动，通过高精度、低噪声齿轮箱进行高低两挡齿轮变速后，由齿型同步带传至主轴，获得高主轴扭矩。2000r/min及以下为低速，2000r/min以上为高速，可由数控指令自动控制。由两位四通电磁阀控制气缸活塞杆上下动作，带动拨叉，拨动高低挡齿轮进行转速变换。拨叉到位信号由两只行程开关检测，并反馈到数控系统输入端，进行PLC控制。只有检测到到位信号时，才能进行速度转换。
根据故障现象，主轴一直有低速，但经常无高速，说明主轴电机和电机驱动放大器正常。故障可能原因有：①数控系统高速信号没有输出；②高低速转换电磁阀不动作或损坏；③压缩空气系统压力低；④高低挡转换气缸控制压缩空气流量小；⑤高低挡转换齿轮或拨叉损坏。
维修方法和步骤按照先简单后复杂、先电气后机械、先弱电后强电原则进行检查。
(1)MDI模式输入M3S3000，按程序执行开关，然后按数控系统参数磅断键，按诊断软键，检查主轴高速挡指令Y51.0为1，正常，说明数控系统输出信号正确。
(2)检查主轴高低速转换电磁阀，高挡侧电磁阀通电使能，工作正常。
(3)检查压缩空气系统压力正常。
(4)调整主轴高低挡气缸端部的流量阀，主轴高速出现。
由于长时间使用，压缩空气系统的油水及其沉淀物，将气缸端部的流量阀阻塞，实际作用于气缸活塞的气体流量减小，气缸作用力随之减小，拨叉不能到位，无法实现低速至高速的转换。
本例故障提示说明了数控设备日常维护保养的重要性，规范的管理，良好的保养习惯，能够减少故障发生。
2.FV1000加工中心自动换刀至刀臂卡在主轴刀后中止。对中小型加工中心使用比较多的是凸轮式机械手换刀，其自动换刀过程为：①z轴运行至换刀点；②主轴定位；③刀套向下；④刀臂旋转60°；⑤主轴松刀吹气；⑥刀臂旋转180°；⑦主轴夹刀；⑧刀臂旋转至原点；⑨刀套向上回位，换刀完毕。
ATC刀臂位置故障排除方法和步骤：在自动换刀过程中，换刀臂发生卡刀，如此时电源没关闭，或急停未按下时；或者换刀时按下急停或电网停电时，不要移动Z轴或旋转主轴，应按如下方法处理。
(1)先按“RESET”键，将自动换刀状态解除。
(2)MDI模式，输入M95。
(3)按F0键，确认换刀臂目前处于何种状态：
①如换刀臂在60°～180°之间（不含60°和180°位置），且已松刀，直接按F0键，换刀臂以JOG方式往180°的位置转动，到位时按F0无效；MDI模式，输入M75夹刀，夹刀完成后继续按F0键，直至换刀臂转至0°的位置时，按键无效，操作信息消失，表示故障排除完成。
②如换刀臂在60°的位置且尚未松刀，MDI模式输入M73，待松刀完成后可直接按F0键，换刀臂以JOG往180°的位置转动，确认在180°位置时，按键无效，MDI模式输入M75夹刀，夹刀完成后继续按键，直室换刀臂转至0°的位置，按键无效，操作信息消失，故障排除。
③若换刀臂在180°位置，且尚未夹刀，此时按F0无效，需先执行M75后按此键才可继续以JOG模式，将换刀臂转至0°位置，到位后，按键无效，操作信息消失，故障排除。
④如换刀臂在180°后，且处于夹刀状态，直接按F0键，将换刀臂以JOG模式转至0°位置，确认到达0°位置，按键无效，操作信息消失，故障排除。
⑤若换刀臂在60°以前，未松刀，直接按F0，将换刀臂以JOG模式转至60°位置，确认已在60°位置时按键无效，MDI状态输入M75松刀，继续按F0键，直至换刀臂到达180°位置，按键无效，继续输入M75夹刀，夹刀完成后，继续按F0键，直到换刀臂到达0°位置，按键无效，操作信息消失，故障排除。
(4)故障排除后，检查确认主轴刀及预备刀是否正确。
本例维修方法和步骤：由于本加工中心在自动换刀过程中，刀臂在60°位置停止。检查凸轮换刀机构位置感应开关信号正常；检查主轴夹刀、松刀感应开关信号均为零，不正常。
拆开主轴头护罩，发现松刀开关压块位置因紧固螺钉松动而变化，不能检测到松刀信号，因此自动换刀中止。
重新调整松刀开关压块位置，紧固螺钉。按上述刀臂故障维修步骤处理后，试机正常。
加工中心换刀故障频率较高，掌握所使用机床自动换刀的运行步骤，以及刀臂在不同故障位置时的处理方法，就可以事半功倍，快速排除故障。