關(guān)于數(shù)控立車自動(dòng)換刀常見問題分析處理的思考

摘 要：數(shù)控立車在自動(dòng)換刀過程中經(jīng)常會(huì)因?yàn)檐浻布挠绊懚霈F(xiàn)故障問題，導(dǎo)致?lián)Q刀工作中途停止或直接強(qiáng)制結(jié)束，對(duì)數(shù)控機(jī)床的使用及安全帶來了較大影響。為此，相關(guān)人員應(yīng)加大數(shù)控立車自動(dòng)換刀問題的研究和探討力度，并根據(jù)實(shí)際情況給出合理解決措施和方案，保證數(shù)控機(jī)床的高效使用。本文就對(duì)數(shù)控立車自動(dòng)換刀常見問題進(jìn)行分析處理，以供參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)控立車自動(dòng)換刀;常見問題;解決措施

數(shù)控立車自動(dòng)換刀是提高數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)作業(yè)效率的重要一環(huán)，一旦出現(xiàn)問題，將會(huì)直接阻礙相關(guān)工作的開展，降低生產(chǎn)效率，為企業(yè)帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失。所以有必要結(jié)合數(shù)控立車特點(diǎn)，對(duì)自動(dòng)換刀過程問題出現(xiàn)原因加以分析探討，并予以解決，以全方位保障作業(yè)質(zhì)量，降低問題的出現(xiàn)幾率。

1故障現(xiàn)象及影響

數(shù)控立車正常換刀流程下，主軸側(cè)刀號(hào)與刀庫側(cè)刀號(hào)保持一致，機(jī)床會(huì)按照程序自動(dòng)實(shí)施換刀操作，不過在刀庫側(cè)門和Z軸側(cè)門都打開，且Z軸已經(jīng)進(jìn)入到指定位置，按照預(yù)定軌跡行走時(shí)，換刀工作突然停止并報(bào)警。檢查后發(fā)現(xiàn)，Z軸在刀具下放過程中，刀具與刀盤之間存在明顯縫隙，Z軸上的抬起動(dòng)作受限，直接導(dǎo)致?lián)Q刀工作，出現(xiàn)強(qiáng)制終止現(xiàn)象，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

2原因分析

從動(dòng)作流程圖分析可知，在接受到換刀信號(hào)后，Z、X軸按照設(shè)定好的移動(dòng)軌跡向第一參考點(diǎn)和第二參考點(diǎn)的方向移動(dòng)，在達(dá)到第二參考點(diǎn)后，Z軸下移6毫米，主軸出現(xiàn)松刀現(xiàn)象，之后Z、X軸開始向第四參考點(diǎn)移動(dòng)，并在達(dá)到第四參考點(diǎn)后，刀庫出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，開始換刀作業(yè)。結(jié)束后，Z、X軸開始向第二參考點(diǎn)方向移動(dòng)，并在達(dá)到第二參考點(diǎn)后，Z軸再次向下移動(dòng)6毫米，主軸開始展開緊刀作業(yè)，完成后沿著軌跡回到第一參考點(diǎn)，結(jié)束整個(gè)換刀流程。

按照上述移動(dòng)軌跡，分析現(xiàn)存問題。發(fā)現(xiàn)Z軸在經(jīng)過一、二、四參考點(diǎn)后，刀具準(zhǔn)停點(diǎn)停留在第四參考點(diǎn)上，且無任何后續(xù)動(dòng)作。觀察Z軸刀具與刀盤，如果發(fā)現(xiàn)兩者存在較大間隙或出現(xiàn)卡壓情況，則說明故障原因是由于Z軸下放位置偏差導(dǎo)致的。但通過間距上的對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，第二參考點(diǎn)所在位置確定在下方6毫米位置上，下放量并不存在任何問題，這只能說明是由于參考點(diǎn)位置偏差引起的故障問題。

參考點(diǎn)下放位置錯(cuò)誤的成因主要有軟件和硬件故障兩種，具體來說：首先，數(shù)控立車的Z、X軸均是光柵尺絕對(duì)位置檢測，絕對(duì)位置記憶效果則是由伺服模塊內(nèi)的記憶電池實(shí)現(xiàn)的，一旦出現(xiàn)問題，如拆卸不正確、欠壓等，會(huì)存在故障問題，使得絕對(duì)位置出現(xiàn)偏差;其次，在系統(tǒng)重裝或參數(shù)改動(dòng)后，參考點(diǎn)位置在系統(tǒng)中也會(huì)發(fā)生一定的轉(zhuǎn)變，這就使得在線路運(yùn)行中，參考點(diǎn)停止位置出現(xiàn)偏差，引發(fā)故障問題。最后，機(jī)床自動(dòng)換刀過程中，Z、X軸的絲杠結(jié)構(gòu)會(huì)因?yàn)樘鴦?dòng)幅度過大等原因，導(dǎo)致實(shí)際移動(dòng)量超出系統(tǒng)規(guī)定移動(dòng)量，致使參考點(diǎn)位置出現(xiàn)偏差，最終引發(fā)故障問題。

3故障處理

通過上述分析了解到，數(shù)控立車自動(dòng)換刀時(shí)存在的故障問題主要是由參考點(diǎn)錯(cuò)誤引起的，在問題成因分析中，首先要開展硬件的檢查和故障排除工作。在該環(huán)節(jié)內(nèi)，先利用鋼珠和百分表對(duì)Z、X軸的軸向跳動(dòng)距離加以檢查，跳動(dòng)間距要求控制在0.02-0.05毫米之間，如果檢查中發(fā)現(xiàn)其超出規(guī)定范圍，則應(yīng)立即調(diào)整軸絲桿上的鎖緊螺帽，維持距離合理性。

如果經(jīng)過上述調(diào)整發(fā)現(xiàn)故障問題仍然存在，則說明，參考點(diǎn)位置錯(cuò)誤是由軟件問題引起的，這時(shí)需要按照下面的流程步驟，對(duì)參考點(diǎn)的準(zhǔn)確位置予以召回。首先，確定模塊電池電壓，如果其存在過低或損壞的情況，立即更換記憶電池，重新啟動(dòng)調(diào)整參考點(diǎn)位置;其次，檢查是否存在重裝或參考點(diǎn)數(shù)值誤改動(dòng)現(xiàn)象，如果有，需重新設(shè)定處理。

工作結(jié)束后，觀察運(yùn)行軌跡，查看故障問題是否解決，如果仍無法開展自動(dòng)換刀工作，則需要采用其他方法重新進(jìn)行參考點(diǎn)的找回。數(shù)控機(jī)床都有一個(gè)機(jī)械原點(diǎn)，稱之為機(jī)床原點(diǎn)，以M代表，作用為促使機(jī)床與控制系統(tǒng)同步，建立測量機(jī)床運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的起始。與機(jī)床原點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的還有一個(gè)機(jī)床參考點(diǎn)，以R代表。R參考點(diǎn)到機(jī)床原點(diǎn)M的距離，借助精確測量加以確定，該距離為定值。在參考點(diǎn)找回中，可利用R與M之間的固定關(guān)系，開展檢測工作，確定兩者間的差值大小，再對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)值，對(duì)參考點(diǎn)實(shí)行找回作業(yè)。具體內(nèi)容為：

在MDI模式下，調(diào)出SETING界面，將里面的參數(shù)0改為1;將系統(tǒng)參數(shù)修改成1815#5為“0”，將機(jī)床測量轉(zhuǎn)變成增量編碼器模式，并重新啟動(dòng);在JOG或手輪模式下，將滑枕移動(dòng)到第一參考點(diǎn)附近，并將其設(shè)置成R1;將修改后的系統(tǒng)參數(shù)1815#5設(shè)為1，重新連電;在MDI模式下，輸入指令G28U0W0，機(jī)床會(huì)自動(dòng)回歸到錯(cuò)誤的第一參考點(diǎn)位置上，這時(shí)對(duì)Z和X軸坐標(biāo)加以記錄，并將其標(biāo)記為X1、Z1;上述流程重復(fù)操作，不過輸入指令改變成G0XOZO，將產(chǎn)生的Z和X軸坐標(biāo)記錄為X2、Z2，記此點(diǎn)為M1;手輪模式下，先將滑枕移動(dòng)到工作臺(tái)的中心位置處，檢測X軸坐標(biāo)與中心線位置是否存在偏差問題。如有，則偏差值為多少，之后再移動(dòng)手輪將Z軸中心線與工作臺(tái)中心線重疊，這時(shí)記錄X和Z軸所在坐標(biāo)情況，并對(duì)其加以標(biāo)記。

經(jīng)過上述一連串調(diào)整后，如果參考點(diǎn)回歸到原始位置，且能夠正常工作，說明故障問題已經(jīng)解決;如果故障問題仍存在，則需要采用下面方式重新進(jìn)行參考點(diǎn)的設(shè)置和處理。在手動(dòng)模式下，將坐標(biāo)軸移動(dòng)到初始位置;修改系統(tǒng)參數(shù)1815#5為0，轉(zhuǎn)成增量編碼器方式，重新供電;之后再將系統(tǒng)參數(shù)調(diào)整為1，重新連帶;在MDI模式下，進(jìn)入SETING界面，將參數(shù)1修改為0，按INPUT輸入;開始找回原始參考點(diǎn)，找到后單步執(zhí)行自動(dòng)換刀程序，發(fā)現(xiàn)換刀正常。

4認(rèn)識(shí)與總結(jié)

從本次分析和研究了解到，在數(shù)控立車自動(dòng)換刀出現(xiàn)故障問題后，可利用工序流程及程序控制原理，參照實(shí)際情況，逐步分析故障產(chǎn)生原因，準(zhǔn)確判定故障指向部位，之后再結(jié)合機(jī)械電氣運(yùn)行原理，給出專業(yè)有效的處理措施和方案，做好設(shè)備維修和養(yǎng)護(hù)工作，保障機(jī)床的高效運(yùn)轉(zhuǎn)，降低問題再次發(fā)生幾率。上述作業(yè)能夠大大提升機(jī)床作業(yè)效率，節(jié)省更多時(shí)間，維護(hù)經(jīng)濟(jì)效益。

5結(jié)束語

希望本文論述能夠幫助相關(guān)從業(yè)人員快速解決數(shù)控立車自動(dòng)換刀故障問題，開展故障排查和檢修工作，促進(jìn)換刀作業(yè)的高效率進(jìn)行，從而維護(hù)機(jī)床正常運(yùn)轉(zhuǎn)，提高生產(chǎn)效率，保證企業(yè)的安全運(yùn)營。

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作者簡介：

周熙（1985.8—），男，漢族，籍貫：陜西寶雞人，寶雞文理學(xué)院，07年本科畢業(yè)（就職于漢德車橋有限公司，助理工程師職稱），學(xué)士學(xué)位，專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化。