数控机床改造——自动换刀类故障

自动换刀类故障

作为数控车床的重要构成，自动换刀装置的形式较为多样，包括自动换刀装置（带刀库）、回转式、转塔头式等，由PLC对自动换刀装置的动作流程进行控制（PLC顺序控制的典型）。由于涉及较多的 PLC 输入输出信号导致换刀流程较为复杂，在对此类故障进行排除时，需维修人员掌握相关的动作流程及 PLC 输入输出信号，接下来以上文所述的基于PLC和自诊断技术的诊断故障的步骤完成检测过程，从而据此确定故障原因及位置。例如，CNC6136数控车床以四工位回转式电动刀架作为自动换刀装置（已配备HNC-818A数控系统），该刀架的换刀流程如图 3 所示，刀架在执行换 1 号刀时持续转动，数控系统据此提示换刀超时。以PLC梯形图程序为依据对故障进行分析，PLC 在数控系统发出换刀信号后需先对刀具的一致情况进行判断（一致则结束换刀动作）；由 PLC 通过Y寄存器在刀具型号不一致的情况下对继电器动作进行控制，以确保刀架电机正转。同时带动上刀体转动，在由蜗轮、蜗杆、螺杆带动其旋转时，霍尔元件对旋转到位的刀具号会发出相应信号，PLC 在接收到这些信号后会对其同目标刀具号的一致情况进行再次判断，一致则电机稍作延时后停止正转，接下来由 PLC 完成对另一继电器动作的控制（通过 Y 寄存器）实现刀架电机反转；不一致情况下电机继续正转。 PLC梯形图程序如图4所示。

由于自动换刀系统出现了故障（根据CNC在线自诊断结果的报警信息），在PLC梯形图程序中，1号—4号刀的刀具到位信号为X1.2、X1.3、X1.4、X1.5，结合该类型的机床电气原理图，手动换1号刀，并观察X1.2（1号刀刀位到位信号）的输入情况，在 X1.2 有输入的情况下需对PLC 梯形图程序做进一步检查；在 X1.2 无输入的情况下，可从霍尔元件入手对故障原因进行查找（包括线路方面、霍尔元件损坏情况、电源供给、同磁铁高度的一致性等）；若X1.2不是到位信号输入点，需对PLC梯形图程序进行修改。应用PLC时需以信号输入情况为依据，例如：某数控机床在运行期间环刀指令无动作，PLC 据此发出了警告信号，观察实际情况可知环刀位置不符合相关要求，采用 PLC 辅助维修工作，在 PLC 相关输入口中输入信号，刀具的更换采取终端方式完成，及时发现问题以确保输入动作的准确性。检查结果为由较低的液压与机械设备运行质量导致无开关信号，利用金属片检测开关感应情况，发现开关运行正常，是由机械臂位置不合理导致的故障，手动电磁阀摆正机械臂位置。分析电磁阀的环刀位置，排除机械设备阻滞问题。根据维修手册相关要求在数控机床连续运行期间进行全面维修，提升刀库操作管理水平，从而有效提升数控机床故障维修效果及实际管理效果。