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數(shù)控機(jī)床自動(dòng)換刀裝置(簡(jiǎn)稱ATC Auto Tool Change),是數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化的標(biāo)志,是數(shù)控機(jī)床重要執(zhí)行機(jī)構(gòu),它們的運(yùn)行可靠性直接影響機(jī)床的加工質(zhì)量和效率,自動(dòng)換刀裝置(ATC)機(jī)構(gòu)較復(fù)雜,且在工作中又頻繁運(yùn)動(dòng),故障率較高。目前機(jī)床上有百分之50以上的故障都與之有關(guān)。如何保證ATC長(zhǎng)期穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn),提高其運(yùn)行的可靠性,并能快速排除出現(xiàn)的故障,是保證設(shè)備使用效率的主要手段之一。通過(guò)分析公司現(xiàn)場(chǎng)所有數(shù)控設(shè)備的自動(dòng)換刀裝置原理和結(jié)構(gòu),建立通用結(jié)構(gòu)模型,在模型的基礎(chǔ)上對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的自動(dòng)換刀裝置故障進(jìn)行分析,快速準(zhǔn)確判斷故障原因,提高維修效率。
換刀裝置類型及其特點(diǎn)
1 換刀裝置類型
回轉(zhuǎn)刀架形(常用于車床,自動(dòng)換刀裝置不帶機(jī)械手)特點(diǎn):回轉(zhuǎn)刀架在結(jié)構(gòu)上必 須 有較好的強(qiáng)度和剛性,并具有盡可能高的重復(fù)定位精度。一般可安裝四、六或十二把刀,多數(shù)車削中 心采用十二刀位結(jié)構(gòu)。
帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀裝置(常用于加工中 心,自動(dòng)換刀裝置帶機(jī)械手)特點(diǎn):結(jié)構(gòu)復(fù)雜,實(shí)現(xiàn)刀具在刀庫(kù)與機(jī)床主軸之間的傳遞和裝卸。
更換主軸頭換刀裝置(常用于數(shù)控銑床)
特點(diǎn):各個(gè)主軸頭上預(yù)先裝有各工序加工所需的旋轉(zhuǎn)刀具,受到換刀數(shù)控指令時(shí),各主軸頭轉(zhuǎn)到加工位置,并接通主軸運(yùn)動(dòng)使相應(yīng)的主軸帶動(dòng)刀具旋轉(zhuǎn),而其他處于不加工位置的主軸都與機(jī)床主運(yùn)動(dòng)脫開。
2 換刀裝置的特點(diǎn)
回轉(zhuǎn)刀架:
四方回轉(zhuǎn)刀架換刀過(guò)程:1)刀架抬起: 當(dāng)數(shù)控裝置發(fā)出換刀指令后,電動(dòng)機(jī)23 正傳,經(jīng)聯(lián)軸套16,軸17,由滑動(dòng)鍵(花鍵)帶動(dòng)蝸桿19,渦輪2,軸1,軸套10轉(zhuǎn)動(dòng)。軸套10的外圓上有兩處凸起,可在套筒9內(nèi)孔中的螺旋槽內(nèi)滑動(dòng),從而舉起與9相連的刀架8及上端齒盤6,使上端齒盤6與下端齒盤 5分開,完成刀架抬起動(dòng)作。
1.2.2刀架轉(zhuǎn)位: 刀架抬起以后,軸套10仍在繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)帶動(dòng)刀架8轉(zhuǎn)動(dòng)(90°180°,270°,360°),并由刀架上的霍爾元件發(fā)出刀位編碼給數(shù)控裝置。
1.2.3刀架壓緊:數(shù)控裝置經(jīng)過(guò)選刀號(hào)與霍爾元件編碼對(duì)比,刀架轉(zhuǎn)位到選刀位置后,電機(jī)23反轉(zhuǎn),銷13使刀架8停住而不隨軸套10回轉(zhuǎn),于是刀架8向下移動(dòng),上下端齒盤嚙合并壓緊。蝸桿19繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)則產(chǎn)生軸向移動(dòng),壓縮彈簧22,軸筒21的外圓曲面壓縮微動(dòng)開關(guān)20使電動(dòng)機(jī)23停止旋轉(zhuǎn),從而完成本次轉(zhuǎn)位。
帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀裝置
雙臂機(jī)械手有四種結(jié)構(gòu)形式:1) 鉤手形式;2)抱手形式;3)伸縮手形式;4)插手形式。這幾種機(jī)械手能夠完成抓刀、拔刀、回轉(zhuǎn)、插刀、返回等系列動(dòng)作,為了防止刀具脫落,機(jī)械手的活動(dòng)爪都帶有自鎖機(jī)構(gòu)。
典型故障及其處理
四工位刀庫(kù)故障
故障現(xiàn)象:數(shù)控車床配置電動(dòng)刀架,采用BEIJING-FANUC 0iTC數(shù)控系統(tǒng),在產(chǎn)品加工過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)加工尺寸一致性差,且刀具選擇偶然出現(xiàn)不能控制的現(xiàn)象。修改參數(shù)以后,顯示器顯示的尺寸與實(shí)際加工出來(lái)的尺寸相差懸殊,且尺寸的變化沒有規(guī)律,優(yōu)化系統(tǒng)參數(shù),加工出來(lái)的產(chǎn)品尺寸也在不停變化。
故障分析:因該機(jī)床主要是進(jìn)行內(nèi)孔加工,尺寸的變化主要在X軸上。推斷故障在電動(dòng)刀塔上,檢查發(fā)現(xiàn),刀架鎖緊不充分,在吃刀過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)刀架偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象。檢查霍爾元件輸出編碼,與刀號(hào)一致,判斷故障在選刀驅(qū)動(dòng)板上。
處理方法:首先檢查轉(zhuǎn)動(dòng)部件尺寸,發(fā)現(xiàn)電動(dòng)刀架在反轉(zhuǎn)夾緊過(guò)程中,因軸套長(zhǎng)度尺寸有偏差,導(dǎo)致鎖緊不到位。將軸套端部減薄0.5mm,故障排除。然后檢查選刀驅(qū)動(dòng)板上刀碼顯示燈,發(fā)現(xiàn)3#燈的顯示與實(shí)際信號(hào)有出入,且亮度較差。測(cè)量端子發(fā)現(xiàn)有3Ω接觸電阻,消除接觸電阻后選刀正常。
機(jī)械手類型自動(dòng)換刀典型故障
故障現(xiàn)象:臺(tái)灣800臥式加工中 心機(jī)械手,在換刀過(guò)程中動(dòng)作中斷,無(wú)法從主軸中拔刀,報(bào)警指示燈顯示器發(fā)出報(bào)警“ARM EXPENDING TROUBLE”(機(jī)械手伸出故障)
故障原因分析:松刀感應(yīng)開關(guān)失靈,如果一個(gè)感應(yīng)開關(guān)未發(fā)出信號(hào),則機(jī)械手拔刀電磁閥就不會(huì)動(dòng)作檢查兩感應(yīng)開關(guān),信號(hào)正常; 松刀液壓缸因?yàn)橐簤合到y(tǒng)壓力不夠或者漏油而不動(dòng)作,或行程不到位。檢查刀具庫(kù)松刀液壓缸,動(dòng)作正常,行程到位。
自動(dòng)換刀裝置故障
故障現(xiàn)象:加工中 心機(jī)械手手臂旋轉(zhuǎn)速度快慢不均勻 ,氣液轉(zhuǎn)換器失油頻率加快,機(jī)械手旋轉(zhuǎn)不到位,手臂升降不動(dòng)作。調(diào)整節(jié)流閥配合手動(dòng)調(diào)整,只能維持短時(shí)間正常運(yùn)行,且排氣聲音逐漸渾濁,不像正常動(dòng)作時(shí)清洗,不能換刀。
故障原因分析:根據(jù)動(dòng)作過(guò)程,旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力傳遞是壓縮空氣源推動(dòng)氣液轉(zhuǎn)換成液壓油由電控制程序指令控制,其旋轉(zhuǎn)速度由節(jié)流閥調(diào)整。拆卸機(jī)械手液壓缸,解體檢查,發(fā)現(xiàn)活塞支撐環(huán)O形圈均由直線性磨損,已不能密封。液壓缸內(nèi)壁粗糙,環(huán)狀刀紋明顯。精度太差
故障處理:①修復(fù)液壓缸內(nèi)壁;②更換支承環(huán)O形圈;③重裝調(diào)整試車,故障消除。
青島勇創(chuàng)信自動(dòng)化機(jī)械有限公司位于即墨區(qū)小韓村工業(yè)園,交通十分便捷,距離青島流亭國(guó)際機(jī)場(chǎng)12公里,距離國(guó)家一級(jí)港口青島港40公里, 緊靠204國(guó)道、濟(jì)青高速、青銀高速。
我廠自創(chuàng)建以來(lái),吸收中外先進(jìn)的技術(shù)和不斷提高自身的科研實(shí)力,研制出各種精密數(shù)控車床,全自動(dòng)數(shù)控車床,數(shù)控車床機(jī)械手,精密數(shù)控機(jī)床,是專業(yè)的數(shù)控機(jī)床廠家。本產(chǎn)品適用于各類五金配件,圓料、六角、四方等產(chǎn)品自動(dòng)化上下料,穩(wěn)定性強(qiáng),精準(zhǔn)位置度高,在智能的工業(yè)化時(shí)代,人工成本將成為生產(chǎn)成本的更大支出,本款產(chǎn)品直接代替人工,減少人員及勞動(dòng)力,一人可操作1-10臺(tái)。穩(wěn)定性好,效益高。公司遵循 “質(zhì)量是企業(yè)的生命力,以客戶的需求為目標(biāo)”的經(jīng)營(yíng)方針,本著“互惠互利”的原則,真誠(chéng)歡迎新老客戶來(lái)電來(lái)函,提出寶貴意見,共同發(fā)展,洽談合作!
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