OKUMA MCR 系列加工中心ATC 故障修復(fù)

劉云清

（中車戚墅堰機(jī)車車輛工藝研究所有限公司，江蘇常州 213011）

0 引言

對(duì)于引進(jìn)國外進(jìn)口設(shè)備的企業(yè)，高端進(jìn)口設(shè)備價(jià)值非常昂貴，幾乎是瓶頸生產(chǎn)設(shè)備。設(shè)備故障維修的及時(shí)性已日漸成為制約公司有效發(fā)揮生產(chǎn)效能的矛盾問題，經(jīng)常因不能及時(shí)修復(fù)設(shè)備故障，造成很大經(jīng)濟(jì)損失。為此，提升數(shù)控設(shè)備維修技術(shù)人員水平顯得非常重要。

1 ATC 常見故障原因及修復(fù)方法

1.1 ATC 出現(xiàn)故障的一般原因

一般由于狀態(tài)確認(rèn)信號(hào)開關(guān)或執(zhí)行元件（電磁閥）出現(xiàn)故障，也可能是緊急停止開關(guān)被按下，此時(shí)ATC 運(yùn)行中會(huì)被停止。當(dāng)機(jī)床PLC 狀態(tài)信號(hào)確認(rèn)裝置出現(xiàn)故障，機(jī)床刀具交換裝置ATC 就會(huì)停止運(yùn)行，機(jī)床故障診斷系統(tǒng)會(huì)顯示ATC 中斷的報(bào)警原因。此外，利用機(jī)床I/O 狀態(tài)顯示畫面也可以檢查相關(guān)狀態(tài)，確認(rèn)信號(hào)開關(guān)輸入和執(zhí)行元件輸出是否正常。診斷信息和機(jī)床I/O 數(shù)據(jù)的詳細(xì)資料可參閱OSP 系統(tǒng)維護(hù)手冊(cè)。

1.2 一般故障的ATC 故障恢復(fù)步驟

（1）當(dāng)ATC 運(yùn)行順序號(hào)為2～16 步時(shí)。①按機(jī)床復(fù)位按鈕；②選擇手動(dòng)模式并按單步退按鈕，使ATC 返回到運(yùn)行順序號(hào)1（下文用手動(dòng)復(fù)位ATC 至順序號(hào)1 代替）。

（2）當(dāng)ATC 運(yùn)行順序號(hào)為17 時(shí)。這個(gè)順序號(hào)定位ATC 到原始位置，分度主軸和分度附加頭。①當(dāng)附加頭分度過程中ATC 停止。按機(jī)床復(fù)位按鈕；按照附加頭恢復(fù)步驟，恢復(fù)機(jī)床上的附加頭；手動(dòng)復(fù)位ATC 至順序號(hào)1；②在操作附加頭分度以外的動(dòng)作造成ATC 停止時(shí)。按機(jī)床復(fù)位按鈕；手動(dòng)復(fù)位ATC 至順序號(hào)1。

（3）當(dāng)ATC 運(yùn)行順序號(hào)為18、19 時(shí)。①按機(jī)床復(fù)位按鈕；②選擇手動(dòng)模式，同時(shí)按單步退按鈕和ATC 操作面板上的互鎖解除按鈕，使ATC 返回到運(yùn)行順序號(hào)17；③按單步退按鈕或返回循環(huán)重啟按鈕，使ATC 返回到運(yùn)行順序號(hào)1（下文用手動(dòng)使ATC 復(fù)位至順序號(hào)1 代替）。

（4）當(dāng)ATC 運(yùn)行順序號(hào)為20 時(shí)。①按機(jī)床復(fù)位按鈕；②選擇手動(dòng)模式。按機(jī)床ATC 換刀臂移進(jìn)/移出機(jī)床主軸的恢復(fù)步驟，使換刀臂到主軸移入位置，注意觀察主軸定向、加工刀具和ATC 換刀臂不干涉；③機(jī)床復(fù)位ATC 換刀臂后，設(shè)定ATC 運(yùn)行順序號(hào)到19。同時(shí)按單步退按鈕和ATC 操作面板上的互鎖解除按鈕，使ATC 返回到運(yùn)行順序號(hào)17；④手動(dòng)使ATC 復(fù)位至順序號(hào)1。

（5）當(dāng)ATC 運(yùn)行順序號(hào)為21 時(shí)。①按機(jī)床復(fù)位按鈕；②選擇手動(dòng)模式并同時(shí)按單步退按鈕和ATC 操作面板上的互鎖解除按鈕，使ATC 返回到運(yùn)行順序號(hào)20；③參照步驟（4），從順序號(hào)20 復(fù)位ATC。

（6）當(dāng)ATC 運(yùn)行順序號(hào)為22 時(shí)。①按機(jī)床復(fù)位按鈕；②選擇手動(dòng)模式。按照（4）②操作；③機(jī)床復(fù)位換刀臂后，設(shè)定ATC運(yùn)行順序號(hào)到23。同時(shí)按單步退按鈕和ATC 操作面板上的互鎖解除按鈕，使ATC 返回到運(yùn)行順序號(hào)25；④手動(dòng)使ATC 復(fù)位至順序號(hào)1。

（7）當(dāng)ATC 運(yùn)行順序號(hào)為23、24 時(shí)。①按機(jī)床復(fù)位按鈕；②選擇手動(dòng)模式，同時(shí)按單步進(jìn)按鈕和ATC 操作面板上的互鎖解除按鈕，使ATC 前進(jìn)到運(yùn)行順序號(hào)25；③手動(dòng)使ATC 復(fù)位至順序號(hào)1。

（8）當(dāng)ATC 運(yùn)行順序號(hào)為25～28 時(shí)。①按機(jī)床復(fù)位按鈕；②手動(dòng)使ATC 復(fù)位至順序號(hào)1。

（9）當(dāng)ATC 運(yùn)行順序號(hào)為29～34 時(shí)。①按機(jī)床復(fù)位按鈕；②手動(dòng)使ATC 復(fù)位至順序號(hào)1。

（10）當(dāng)ATC 運(yùn)行順序號(hào)為35 時(shí)。這個(gè)順序號(hào)是ATC 定位到初始位置。①當(dāng)附加頭分度過程中ATC 停止，按照（2）①操作步驟恢復(fù)；②在操作附加頭分度以外的動(dòng)作造成ATC 停止時(shí)，按照（2）①操作步驟恢復(fù)。

（11）當(dāng)ATC 運(yùn)行順序號(hào)為36、37 時(shí)。①按機(jī)床復(fù)位按鈕；②選擇手動(dòng)模式并同時(shí)按單步退按鈕和ATC 操作面板上的互鎖解除按鈕，使ATC 返回到運(yùn)行順序號(hào)35。③手動(dòng)使ATC 復(fù)位至順序號(hào)1。

（12）當(dāng)ATC 運(yùn)行順序號(hào)為38 時(shí)。①按機(jī)床復(fù)位按鈕；②選擇手動(dòng)模式。按照（4）②操作；③按照機(jī)械臂復(fù)位步驟復(fù)位換刀臂后，設(shè)定ATC 運(yùn)行順序號(hào)到37。同時(shí)按住單步退按鈕和ATC操作面板上的互鎖解除按鈕，使ATC 返回到運(yùn)行順序號(hào)17；④手動(dòng)使ATC 復(fù)位至順序號(hào)1。

（13）當(dāng)ATC 運(yùn)行順序號(hào)為39 時(shí)。①按機(jī)床復(fù)位按鈕；②選擇手動(dòng)模式，同時(shí)按單步退按鈕和ATC 操作面板上的互鎖解除按鈕，使ATC 返回到運(yùn)行順序號(hào)38；③參照步驟（12），從順序號(hào)38 機(jī)床復(fù)位ATC。

（14）當(dāng)ATC 運(yùn)行順序號(hào)為39 時(shí)。①按機(jī)床復(fù)位按鈕；②選擇手動(dòng)模式，同時(shí)按單步退按鈕和ATC 操作面板上的互鎖解除按鈕，使ATC 返回到運(yùn)行順序號(hào)38；③參照步驟（12），從順序號(hào)38 機(jī)床復(fù)位ATC。

（15）當(dāng)ATC 運(yùn)行順序號(hào)為40 時(shí)。①按機(jī)床復(fù)位按鈕；②選擇手動(dòng)模式。按照（4）②操作；③按照機(jī)械臂機(jī)床復(fù)位步驟機(jī)床復(fù)位換刀臂后，設(shè)定ATC 運(yùn)行順序號(hào)到41。同時(shí)按住單步退按鈕和ATC 操作面板上的互鎖解除按鈕，使ATC 返回到運(yùn)行順序號(hào)43；④手動(dòng)使ATC 復(fù)位至順序號(hào)1。

（16）當(dāng)ATC 運(yùn)行順序號(hào)為41、42 時(shí)。①按機(jī)床復(fù)位按鈕；②選擇手動(dòng)模式，同時(shí)按單步進(jìn)按鈕和ATC 操作面板上的互鎖解除按鈕，使ATC 前進(jìn)到運(yùn)行順序號(hào)43；③手動(dòng)使ATC 復(fù)位至順序號(hào)1。

（17）當(dāng)ATC 運(yùn)行順序號(hào)為43～48 時(shí)。①按機(jī)床復(fù)位按鈕；②選擇手動(dòng)模式，按單步進(jìn)按鈕或返回循環(huán)重啟按鈕，使ATC前進(jìn)到運(yùn)行順序號(hào)1。

以上是一般情況下該設(shè)備常見ATC 故障修復(fù)的方法和具體操作步驟。若按照上述方法和步驟仍然不能處理該設(shè)備ATC故障，則一般是硬件出現(xiàn)故障。需要進(jìn)一步分析故障原因，結(jié)合其他一些故障修復(fù)辦法和手段處理。下面就這種情況，介紹一些設(shè)備特有的診斷和修復(fù)方法。

2 ATC 異常故障的解決方法

2.1 改變ATC 順序號(hào)和檢查AAC 順序號(hào)計(jì)數(shù)器方法

（1）選擇參數(shù)設(shè)定模式。從畫面切換窗口選擇機(jī)床系統(tǒng)參數(shù)ATC。

（2）如改變ATC 運(yùn)行順序號(hào)，把光標(biāo)鍵移動(dòng)到ATC 順序號(hào)欄上。按功能鍵[F1]設(shè)定需要的順序號(hào)。如需檢查附加頭順序計(jì)數(shù)器（在OKUMA 機(jī)床中AT-B 軸和AT-C 軸使用同一套計(jì)數(shù)器），則需從原界面窗口切換選擇機(jī)床（附加頭）系統(tǒng)參數(shù)。

2.2 附加頭強(qiáng)制機(jī)床復(fù)位的步驟和方法

在附加頭沒有結(jié)束運(yùn)行，機(jī)床復(fù)位旋轉(zhuǎn)頭時(shí)，按下面步驟使機(jī)床可重新復(fù)位附加頭。

（1）選擇手動(dòng)或分度手動(dòng)模式。

（2）在機(jī)床用戶參數(shù)13 號(hào)系統(tǒng)檢查模式中修改設(shè)定數(shù)據(jù)為“61”。系統(tǒng)屏幕會(huì)同時(shí)顯示提示信息：“2713 警告B 軸互鎖解除61”。

（3）從操作面板上選擇脈沖手輪。用脈沖手輪的軸選擇開關(guān)選取主軸。使用手輪強(qiáng)制轉(zhuǎn)動(dòng)附加頭到0 位置。在轉(zhuǎn)動(dòng)附加頭時(shí)要特別注意查看附加頭松開PLC 信號(hào)輸出應(yīng)為ON。

（4）按主軸刀具夾緊按鈕。檢查確認(rèn)附加頭PLC 控制松開狀態(tài)（信號(hào)ON）輸出變?yōu)楦郊宇^夾緊（狀態(tài)信號(hào)ON）輸出。在附加頭夾緊信號(hào)ON 確認(rèn)后，檢查附加頭順序號(hào)變成“0”。

（5）確定附加頭位置正常后（正常位置數(shù)據(jù)在后面的機(jī)械軸參數(shù)中介紹），把[機(jī)械系統(tǒng)檢查模式]中設(shè)定的數(shù)值變成“0”。

2.3 換刀臂強(qiáng)制機(jī)床復(fù)位的步驟和方法

在機(jī)床復(fù)位換刀臂移入/移出軸時(shí)，如果ATC 未能完成相關(guān)動(dòng)作，需按照下述步驟恢復(fù)機(jī)床相應(yīng)的軸控制位置。

（1）選擇手動(dòng)模式或MDI 模式。

（2）在機(jī)床用戶參數(shù)13 系統(tǒng)檢查模式中，把系統(tǒng)檢查模式中設(shè)定數(shù)值修改為“72”。系統(tǒng)屏幕彈出提示信息：“2713 警告B軸互鎖解除72”。

（3）選擇手輪模式，移動(dòng)速度可以使用脈沖手輪倍率選擇開關(guān)來控制。用脈沖手輪移動(dòng)機(jī)械手旋轉(zhuǎn)至需要的位置。

（4）確認(rèn)換刀臂位置正常后（正常位置數(shù)據(jù)在后面的機(jī)械軸參數(shù)中介紹），把系統(tǒng)檢查模式中設(shè)定為“0”。

2.4 機(jī)床相關(guān)參數(shù)檢查

（1）選擇參數(shù)設(shè)定模式。從畫面切換窗口選擇和查看機(jī)械軸參數(shù)。

（2）查看附加頭實(shí)際編碼器位置顯示畫面的步驟。選擇手動(dòng)、自動(dòng)或MDI 模式。通過切換系統(tǒng)功能畫面窗口選擇PLC 項(xiàng)。只有在提供B/C 軸附加頭時(shí)才顯示“AT-B”。

（3）顯示換刀機(jī)械臂移入/移出的軸和旋轉(zhuǎn)軸編碼器位置的數(shù)據(jù)。選擇手動(dòng)操作模式。切換系統(tǒng)功能畫面窗口，選擇查看機(jī)床機(jī)械軸的具體數(shù)值數(shù)據(jù)。

2.5 機(jī)床診斷功能介紹

（1）診斷信息顯示畫面。

（2）選擇手動(dòng)、自動(dòng)或MDI 模式。從畫面切換窗口選擇機(jī)床診斷。關(guān)于診斷信息的詳細(xì)資料，參見OSP 系統(tǒng)維護(hù)手冊(cè)。

（3）PLC 信號(hào)的檢視。選擇手動(dòng)、自動(dòng)或MDI 模式。從畫面切換窗口選擇機(jī)床“PLC 數(shù)據(jù)顯示”或“PLC 數(shù)據(jù)檢索”畫面。查找設(shè)備輸入/輸出故障的信息和故障硬件位置。關(guān)于PLC 信息的詳細(xì)資料，參見OSP 系統(tǒng)維護(hù)手冊(cè)。

3 結(jié)語

較之0SP-P100、OSP-P200、OSP-P300 等后期系統(tǒng)，介紹OSP-E100M 系統(tǒng)的加工中心ATC 故障維修，同樣具有借鑒意義?？紤]到目前該數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)備已經(jīng)進(jìn)入故障高發(fā)期，即使原廠家懂得OSP-E100 系統(tǒng)的維修人員也不多見，這類故障的維修變得非常困難，故選擇十多年前的老系統(tǒng)作為案例。數(shù)控設(shè)備類型繁多，每次機(jī)械手換刀機(jī)構(gòu)ATC 故障產(chǎn)生原因也不一定相同，解決問題方法也不同。本文只是整理出一些解決問題的基本方法和思路，供處理同類數(shù)控設(shè)備故障參考。

目前我國數(shù)控機(jī)床正迅速向各工業(yè)部門滲透，特別是進(jìn)口高端數(shù)控機(jī)床在企業(yè)中的重要性更是尤其突出，對(duì)于掌握高端數(shù)控機(jī)床維修技術(shù)的人才需求更加凸顯。作為一名數(shù)控設(shè)備維修技術(shù)人員，必須堅(jiān)持舉一反三，不斷加強(qiáng)學(xué)習(xí)，掌握新知識(shí)與技能，在解決問題過程中努力探索新的維修診斷方法和手段。