MA—50HA加工中心換刀系統(tǒng)分析及維修

摘 要：本文對MA-50HA加工中心換刀系統(tǒng)的機械結構、工作原理和相應參數(shù)調整進行深入的探討和分析。結合日常維修工作經驗，列舉維修中的典型故障案例，進行故障原因的詳細技術分析，提出了相應的維修方法。

關鍵詞：換刀機械手；伺服電機；傳動齒輪箱；主軸定位；鏈式刀庫

中圖分類號：F40 文獻標識碼：A

1概述

本文是以日本大隈公司的MA-50HA加工中心為研究實例，對MA-50HA加工中心換刀系統(tǒng)的機械結構、工作原理和相應參數(shù)調整進行深入的探討和分析。在此基礎上，結合日常維修工作實踐，對MA-50HA加工中心換刀系統(tǒng)出現(xiàn)過的疑難故障進行分析研究，提出幾點換刀系統(tǒng)的日常保養(yǎng)和維修過程中的注意事項，希望對減少故障的發(fā)生頻率，提高維修效率能有所幫助。

2大隈MA-50HA加工中心自動換刀系統(tǒng)

2.1 MA-50HA加工中心自動換刀系統(tǒng)的機械結構

MA-50HA加工中心自動換刀系統(tǒng)的機械結構由換刀機械手、刀庫、伺服電機、變換撥叉及傳動齒輪箱組成。

2.2 MA-50HA加工中心自動換刀系統(tǒng)的工作過程

MA-50HA加工中心自動換刀系統(tǒng)的工作步驟：（1）下一把刀號出現(xiàn)。（2）驅動軸從ATC變換刀MG。（3）按刀號索引刀具刀杯。（4）驅動軸從MG變換到ATC。（5）刀杯旋轉到主軸側。（6）等待機床循環(huán)完畢。（7）主軸定位。同步進行（8）確定刀庫和主軸都在換刀位置上。（9）主軸外油缸松開。（10）換刀機械手旋轉。a.ATC門打開。同步進行b.換刀機械手旋轉90度。c.主軸刀具內油缸松開。d.換刀機械手轉換刀具。e.換刀機械手旋轉180度。f.換刀機械手執(zhí)行裝入操作。g.主軸刀具內油缸夾緊。h.換刀機械手旋轉90度后，收回。同步進行i.ATC門關閉。（11）主軸外油缸夾緊。（12）刀杯移動到機床側。

以上是MA-50HA加工中心自動換刀系統(tǒng)的工作的全過程。其中第10步換刀機械手旋轉，包括了10到16步的換刀機械手工作過程，這也是整個自動換刀系統(tǒng)中最重要、最復雜的步驟。

當機床運行自動加工程序，遇到TXX指令時，則在機床加工的同時執(zhí)行自動換刀的1～6步，按TXX指令搜索刀庫，找到下一把刀的刀杯，并將刀杯運行道準備換刀位置，等待前一把刀加工完畢。當前一把刀加工完畢時，程序出現(xiàn)M06指令，機床主軸則自動移動換刀位置執(zhí)行自動換刀的7～12步——開始換刀。當換刀完畢后，機床開始執(zhí)行XX刀具的加工程序，并繼續(xù)按照T指令準備下一把，依次循環(huán)。

3 MA-50HA加工中心自動換刀系統(tǒng)的故障分析和維修

這里挑選MA-50HA加工中心自動換刀系統(tǒng)比較典型、經常出現(xiàn)的故障，進行研究分析。同時介紹維修經驗，希望在日后維修工作中能起到借鑒作用。

3.1刀具號與刀庫刀杯號混亂故障

刀具號與刀庫刀杯號不符故障，一般是由于操作者手動換刀操作不當造成的。這種故障可以在刀具數(shù)據(jù)界面中看到，例如：刀具數(shù)據(jù)界面中顯示T01在POT1中，T02在POT2中，但實際上POT1中是T02，POT2中是T01。

通常有兩種解決這種故障的方法：方法一：直接打機床后面的刀庫門，把錯亂的刀具按照刀具操作界面顯示的重新放好。但是進入刀庫執(zhí)行這樣的操作，有一定的危險性，需要有人監(jiān)護，才能保證安全。方法二：在刀具操作界面中按照實際的刀具位置修改各刀庫中刀具號。這樣做比較安全，但是要求操作人員對刀庫刀具非常了解，以防止錯誤操作，造成更大事故。

3.2換刀機械手TS軸過載報警

換刀機械手TS軸過載報警，每次出現(xiàn)在，自動換刀過程中換刀機械手從主軸上拔刀這一刻。當按下復位鍵后，有嘣的一聲，然后仍可以手動換刀操作，將換刀完成。手動交換刀具時，則沒有此報警產生。

故障出現(xiàn)后，先對主軸夾緊刀具的拉釘以及夾刀拉力進行了檢查，沒有發(fā)現(xiàn)異常。然后對整個換刀系統(tǒng)結構和主軸刀具夾緊松開結構進行分析，發(fā)現(xiàn)故障原因為，主軸內油缸活塞桿與刀具夾緊松開拉桿連接處膠圈磨損，導致銹蝕，致使在自動換刀過程中，增加了主軸內油缸拉桿前進，進行松開刀具的動作受阻，延緩了主軸內油缸前進的速度，使換刀機械手拔刀與主軸松刀不能同時進行，也就是說換刀機械手拔刀比主軸松刀快，換刀機械手在拔刀時拔不動，換刀機械手伺服電機過載。將主軸內油缸與刀具夾緊松開拉桿拆卸下來，進行清理，并更換膠圈，安裝后試運行故障消除。

3.3換刀機械手一個手折斷故障

機床在進行自動換刀時，換刀機械手的一個手折斷掉落。對換刀機械手斷裂處仔細觀察，發(fā)現(xiàn)斷裂處有黑白兩個明顯的斷面，這說明，換刀機械手在斷裂前早已經有裂縫了，這個裂縫顯示的就是黑斷面，而并非一次性因較大外力折斷的。對主軸夾緊刀的拉釘檢查發(fā)現(xiàn)，拉釘松刀時伸出量比較小，松刀時靠人力很難將刀具拔出，而換刀機械手的力量比人力大的多，雖然可以拔出刀具，但是換刀機械手拔出刀具的力量，已經接近了拔刀報警的臨界值。這樣換刀機械手每次換刀時都是在這種大負載情況下工作，致使換刀機械手損傷出現(xiàn)裂縫，又經過長時間工作，最終導致?lián)Q刀機械手一個手折斷的后果。

結語

經過以上三個比較典型的故障后，維修人員對MA-50HA加工中心自動換刀系統(tǒng)的刀庫、換刀機械手的機械結構和主軸內油缸拉桿處進行重點保養(yǎng)和檢查，并定期對主軸拉緊力和拉釘伸縮量進行檢查，有效的防止類似故障的發(fā)生。

參考文獻

[1]鄭國偉，丁立漢，季順利.數(shù)控機床故障監(jiān)測與維修問答[M].北京：機械工業(yè)出版社，2002.

[2]沈兵，歷承兆，傅廣忠.數(shù)控機床數(shù)控系統(tǒng)維修技術與實例[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004.

[3]龔仲華，史建成，孫毅.數(shù)控機床故障診斷與維修[M].北京：機械工業(yè)出版社.