魏 敏

（安徽合力股份有限公司，安徽合肥 230601）

0 引言

數(shù)控臥式加工中心是集高新技術(shù)于一體的機(jī)械加工設(shè)備，是現(xiàn)代機(jī)床發(fā)展的主流方向，公司上百臺(tái)套加工中心廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品制造、加工中。結(jié)合臥式加工中心日本新瀉HN63C/D、SPN63/501、HN80D/W，大宇A(yù)CE-HM630，馬扎克FMSHCN6800 柔性制造系統(tǒng)、FH8800，普什寧江THMC6350，海天HTM-63H 等設(shè)備的維修經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)托盤包括B 軸，APC（Automatic Pallet Change，托盤自動(dòng)交換裝置），主軸，刀庫(kù)包括ATC（AUTO TOOL CHANGE，自動(dòng)換刀裝置）三大部位故障，根據(jù)維修經(jīng)驗(yàn)從故障現(xiàn)象、原因及排除方法進(jìn)行深入分析，找出故障排除方法。

1 托盤交換APC 典型故障及排除

1.1 托架上升不執(zhí)行

（1）原因分析：MDI 方式或自動(dòng)方式問題分析。MDI 方式?jīng)]有進(jìn)入手動(dòng)測(cè)試狀態(tài)，下降及旋轉(zhuǎn)感應(yīng)開關(guān)燈未亮，開關(guān)松動(dòng)。托架感應(yīng)開關(guān)如圖1 所示。

圖1 托架上升和下降感應(yīng)開關(guān)

（2）排除方法：在MDI 方式下，執(zhí)行單段托架升。執(zhí)行M40進(jìn)入手動(dòng)測(cè)試方式，再執(zhí)行M41（托盤放松），M43（托架上升）。重新將感應(yīng)開關(guān)支架調(diào)整位置并固定緊，并將感應(yīng)燈調(diào)亮。

1.2 當(dāng)托盤架升起不旋轉(zhuǎn)

（1）原因分析：托架旋轉(zhuǎn)感應(yīng)開關(guān)如圖2 所示。

圖2 托架旋轉(zhuǎn)感應(yīng)開關(guān)

（2）排除方法：檢查升降到位和旋轉(zhuǎn)到位兩組感應(yīng)開關(guān)是否各有一個(gè)開關(guān)燈亮，如不亮調(diào)整感應(yīng)開關(guān)距離使其亮起即可恢復(fù)正常，按應(yīng)答開關(guān)復(fù)位即可正常工作。

1.3 托架旋轉(zhuǎn)到位后不下降

（1）原因分析：①上升及旋轉(zhuǎn)感應(yīng)開關(guān)未亮（圖1 和圖2）；②旋轉(zhuǎn)電磁閥執(zhí)行未到位。

（2）排除方法：先手動(dòng)旋轉(zhuǎn)電磁閥換向到位（圖3），重新將感應(yīng)開關(guān)支架調(diào)整位置并固定緊，直到將感應(yīng)燈調(diào)亮。

圖3 托架旋轉(zhuǎn)電磁閥

1.4 托架下降到位時(shí)不能進(jìn)行下一步

（1）原因分析：下降感應(yīng)開關(guān)有松動(dòng)，或感應(yīng)開關(guān)位置沒有調(diào)到下降到位的感應(yīng)區(qū)，沒有感應(yīng)到信號(hào)。

（2）排除方法：①按下緊急停止按鈕，用登高梯看托板旋轉(zhuǎn)到位下降開關(guān)感應(yīng)燈是否都亮。如果已下降到位，將其旋轉(zhuǎn)感應(yīng)開關(guān)燈調(diào)亮（圖1）；②燈亮，人嚴(yán)禁進(jìn)入機(jī)床。上述完成后松開緊急停止按鈕，按[RESET]復(fù)位鍵和應(yīng)答開關(guān)即可正常工作。

1.5 注意事項(xiàng)

注意事項(xiàng)1：托盤交換時(shí)托盤定位銷必須到位（感應(yīng)開關(guān)燈滅），托盤定位銷感應(yīng)開關(guān)如圖4 所示。

圖4 托盤定位銷感應(yīng)開關(guān)

注意事項(xiàng)2：托盤交換時(shí)附加工作臺(tái)必須放在正確位置，并使托盤在位感應(yīng)開關(guān)亮起。托盤到位感應(yīng)開關(guān)如圖5 所示。

圖5 托盤到位感應(yīng)開關(guān)

1.6 在MDI 方式下單段執(zhí)行程序

在MDI 方式下按下列步驟執(zhí)行單段托架升降、旋轉(zhuǎn)，看是否正常。按以下步驟順序執(zhí)行指令：

M40（進(jìn)入手動(dòng)測(cè)試狀態(tài)）

M41（工作臺(tái)放松）

M43（交換架升起）

M45（交換架旋轉(zhuǎn)）

M44（工作臺(tái)下降）

M42（工作臺(tái)夾緊）

M46（退出手動(dòng)測(cè)試狀態(tài)）

2 機(jī)械手ATC 常見換刀故障及排除

2.1 機(jī)械手換刀時(shí)，刀柄插入后機(jī)械手臂不能松開

NO：6938——X 軸換刀位置范圍上限

NO：6939——Y 軸換刀位置范圍上限

NO：6958——X 軸換刀位置范圍下限

NO：6959——Y 軸換刀位置范圍下限

檢查主軸松刀電磁閥是否動(dòng)作，主軸松刀檢測(cè)開關(guān)是否正常；檢查拉釘長(zhǎng)度、型號(hào)是否符合要求及松動(dòng)。

（2）排除方法：①先按緊急停止后再松開緊急停止，目的在于消除當(dāng)前換刀程序（此時(shí)嚴(yán)禁按[RESET]復(fù)位鍵和[]應(yīng)答開關(guān)）同時(shí)將倍率撥至0%。防止誤動(dòng)作；②拆開機(jī)械手電機(jī)罩殼，撥動(dòng)電機(jī)制動(dòng)器手柄，將電機(jī)制動(dòng)器打開（圖6）；③用17 mm 的套筒扳手或活動(dòng)扳手順時(shí)針搖動(dòng)電機(jī)后端螺母，同時(shí)另外一人將操作面板上的[]主軸手動(dòng)開關(guān)按下燈亮，再將[]主軸松刀開關(guān)一直按住。（目的是讓主軸拉爪松開）另一人同時(shí)順時(shí)針搖動(dòng)機(jī)械手慢慢松開刀柄，先將一木板墊于主軸下，防止刀柄落下，以免砸壞防護(hù)罩或砸傷腳，嚴(yán)禁人站在主軸正前方及跨在刀庫(kù)門上。當(dāng)機(jī)械手完全脫開刀柄時(shí)，松開[]主軸松刀開關(guān)，此時(shí)主軸拉爪拉緊刀柄，再繼續(xù)順時(shí)針搖動(dòng)電機(jī)軸。直至機(jī)械手臂搖到零位后，即3 個(gè)感應(yīng)開關(guān)中處于兩側(cè)的兩個(gè)開關(guān)燈亮后，再搖半圈感覺輕松后，同時(shí)機(jī)械手不再動(dòng)作后，即表示機(jī)械手恢復(fù)到位；④此時(shí)人離開刀庫(kù)，按[]主軸手動(dòng)開關(guān)退出主軸手動(dòng)方式；⑤在點(diǎn)動(dòng)方式下將主軸移動(dòng)到機(jī)床操作站附近，取下刀柄（按主軸手動(dòng)，取下刀柄后一手抓住刀柄，另一手按松刀按鈕，防止刀掉下來，然后將按鈕恢復(fù)關(guān)閉并檢查刀柄拉釘有否松動(dòng)及長(zhǎng)度型號(hào)不符；⑥看主軸松刀夾緊感應(yīng)開關(guān)是否感應(yīng)正常，應(yīng)只有一個(gè)感應(yīng)燈亮。動(dòng)作完成后，人必須離開機(jī)床內(nèi)，再按[RESET]復(fù)位鍵和[]應(yīng)答開關(guān)。換刀機(jī)械裝置如圖6 所示。

圖6 換刀機(jī)械裝置

2.2 當(dāng)機(jī)械手換刀不能拔刀時(shí)

（1）原因分析：MDI 方式或自動(dòng)方式下問題分析。①檢查刀柄槽寬與機(jī)械手槽寬是否一致。②檢查主軸松刀電磁閥是否動(dòng)作，主軸松刀檢測(cè)開關(guān)是否正常。

（2）排除方法：①先按急停后再松開急停，目的在于消除當(dāng)前換刀程序（此時(shí)嚴(yán)禁按[RESET]復(fù)位鍵和[]應(yīng)答開關(guān)）同時(shí)將倍率撥至0%，防止誤動(dòng)作；②撤開機(jī)械手電機(jī)罩殼，撥動(dòng)電機(jī)制動(dòng)器手柄，將電機(jī)制動(dòng)器打開見（圖6）；③用17 mm的套筒扳手逆時(shí)針搖動(dòng)電機(jī)后端螺母讓機(jī)械手空刀原路返回，先將一木板墊于主軸下，防止刀柄落下，以免砸壞防護(hù)罩或砸傷腳，嚴(yán)禁人站在主軸正前方及跨在刀庫(kù)門上，當(dāng)機(jī)械手完全脫開刀柄時(shí)，此時(shí)主軸拉爪拉緊刀柄，再繼續(xù)順時(shí)針搖動(dòng)電機(jī)軸。直至機(jī)械手搖到零位后，即3 個(gè)感應(yīng)開關(guān)中處于兩側(cè)的兩個(gè)開關(guān)燈亮后，再搖半圈感覺輕松后，同時(shí)機(jī)械手不在動(dòng)作后，即表示機(jī)械手恢復(fù)到位；④此時(shí)人離開刀庫(kù)；⑤在點(diǎn)動(dòng)方式下將主軸移動(dòng)到機(jī)床操作站附近，取下刀柄（按主軸手動(dòng)，取下刀柄后一手抓住刀柄，另一手按主軸松刀開關(guān)，防止刀掉下來，然后將該開關(guān)關(guān)閉，并檢查刀柄拉釘有否松動(dòng)及長(zhǎng)度型號(hào)不符；⑥看主軸松刀，夾緊感應(yīng)開關(guān)是否感應(yīng)正常，應(yīng)只有一個(gè)感應(yīng)燈亮。動(dòng)作完成后，人必須離開機(jī)床內(nèi)，再按[RESET]復(fù)位鍵和[]應(yīng)答開關(guān)。

設(shè)計(jì)意圖： 通過小結(jié)，完善知識(shí)體系、鞏固所學(xué)知識(shí)，也為后續(xù)知識(shí)的學(xué)習(xí)埋下伏筆；并通過問題“是不是所有生物的細(xì)胞都要通過內(nèi)環(huán)境發(fā)生物質(zhì)交換呢？”，明確單細(xì)胞動(dòng)物與多細(xì)胞動(dòng)物進(jìn)行物質(zhì)交換的區(qū)別。

2.3 當(dāng)機(jī)械手換刀掉刀

（1）原因分析：MDI 方式或自動(dòng)方式下問題分析。①檢查刀柄槽寬與機(jī)械手槽寬是否一致，主軸刀柄拉釘有否沒有旋緊或規(guī)格不對(duì)；②檢查主軸松刀電磁閥是否動(dòng)作，主軸松刀檢測(cè)開關(guān)是否正常；③檢查換刀位置是否正確。

（2）排除方法：①單獨(dú)試刀柄與拉釘能否拉緊；②主軸松刀與拉緊是否動(dòng)作；③重新校驗(yàn)換刀點(diǎn)位置是否正確，并修改參數(shù)號(hào)：NO：1241 里設(shè)定的換刀點(diǎn)位置，修改NO：1241 參數(shù)之后，應(yīng)相應(yīng)修改以下參數(shù)：

NO：6938——X 軸換刀位置范圍上限

NO：6939——Y 軸換刀位置范圍上限

NO：6958——X 軸換刀位置范圍下限

NO：6959——Y 軸換刀位置范圍下限

當(dāng)機(jī)械手將刀柄安全拔出后，在機(jī)械手水平狀態(tài)時(shí)用扳手按住機(jī)械手插銷同時(shí)用力將刀柄取下。

3 轉(zhuǎn)臺(tái)常見故障及排除

3.1 端齒盤工作臺(tái)不能上升

（1）故障狀態(tài)：MDI 方式或自動(dòng)方式下問題分析。

M91——端齒盤夾緊（或端齒盤下降）

M92——端齒盤放松（或端齒盤上升）

托盤交換手動(dòng)測(cè)試未退出；端齒盤下降感應(yīng)開關(guān)未亮，感應(yīng)開關(guān)支架有松動(dòng)現(xiàn)象，或感應(yīng)距離不對(duì)，端齒盤下降感應(yīng)開關(guān)如圖7 所示。

圖7 端齒盤下降感應(yīng)開關(guān)

（2）排除方法：MDI 方式下執(zhí)行M46（退出托盤架交換手動(dòng)測(cè)試）；按下機(jī)床“緊急停止按鈕”將端齒盤下降感應(yīng)開關(guān)調(diào)亮然后再按[RESET]復(fù)位鍵和[]應(yīng)答開關(guān)。

注：此時(shí)端齒盤上升感應(yīng)開關(guān)不能同時(shí)亮。

3.2 端齒盤工作臺(tái)上升后不旋轉(zhuǎn)

（1）原因分析：MDI 方式或自動(dòng)方式下問題分析。端齒盤上升感應(yīng)開關(guān)未亮，感應(yīng)開關(guān)支架有松動(dòng)現(xiàn)象，或感應(yīng)距離不對(duì)，端齒牙盤各信號(hào)開關(guān)如圖8 所示。

圖8 端齒牙盤各信號(hào)開關(guān)

（2）排除方法：按下機(jī)床“緊急停止按鈕”將端齒盤上升感應(yīng)開關(guān)調(diào)亮，然后再按[RESET]復(fù)位鍵和[]應(yīng)答開關(guān)。

注：此時(shí)端齒盤下降感應(yīng)開關(guān)不能同時(shí)亮。

3.3 端齒盤工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)后下降不到位

（1）故障狀態(tài)：MDI 方式或自動(dòng)方式下問題分析。①端齒盤旋轉(zhuǎn)位置不對(duì)，出現(xiàn)上下齒盤頂齒現(xiàn)象；②回零感應(yīng)開關(guān)出現(xiàn)松動(dòng)，零位位置已出現(xiàn)偏移。

（2）排除方法：手動(dòng)接通端齒盤上升電磁閥（要拔掉電磁閥上的線圈否側(cè)不能換向），讓端齒盤上升，上升感應(yīng)開關(guān)燈亮后，重新執(zhí)行B 軸回零，看回零位置上下齒盤是否對(duì)齊，不頂齒，否側(cè)用參數(shù)“1850”號(hào)進(jìn)行B 軸位置偏移。

4 主軸拉爪常見故障及排除

主軸換刀后不執(zhí)行下一步動(dòng)作。

（1）故障狀態(tài)：MDI 方式或自動(dòng)方式問題下分析。機(jī)械手換刀不正常出現(xiàn)[]應(yīng)答開關(guān)燈亮，拉刀感應(yīng)開關(guān)感應(yīng)不正常（同時(shí)亮，或同時(shí)滅），主軸換刀感應(yīng)開關(guān)如圖9 所示。

圖9 主軸換刀感應(yīng)開關(guān)

注：正常情況下為一個(gè)感應(yīng)開關(guān)亮，拉刀電磁閥不換向。

（2）排除方法：①按下機(jī)床[緊急停止]按鈕，然后將拉刀感應(yīng)開關(guān)其中一個(gè)調(diào)亮、另一個(gè)應(yīng)調(diào)滅，再按[]應(yīng)答開關(guān)；②觀察拉刀電磁閥是否換向或閥芯卡住，清洗閥芯，主軸換刀液壓裝置如圖10 所示。

圖10 主軸換刀液壓裝置

5 結(jié)束語

數(shù)控臥式加工中心是集高新技術(shù)于一體的機(jī)械加工設(shè)備，是現(xiàn)代機(jī)床發(fā)展的主流方向，公司上百臺(tái)套加工中心廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品制造、加工中。其突出優(yōu)點(diǎn)是：工序集中，對(duì)加工對(duì)象的適應(yīng)性強(qiáng)，加工精度高，加工生產(chǎn)率高，操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度減輕，經(jīng)濟(jì)效益高，有利于MES（Manufacturing Execution System，制造企業(yè)生產(chǎn)過程執(zhí)行管理系統(tǒng)）介入生產(chǎn)管理。但維修難度大，通過典型、常見臥加故障分析鍛煉培訓(xùn)高技能維修人員。