机械手的常见故障分析

 

（一）、刀具掉刀产生故障的原因可能有：

 

(1)刀具夹不紧掉刀  原因可能是卡紧爪弹簧压力过小；或弹簧后面的螺母松动；或刀具超重；或机械手卡紧锁不起作用等。

 

(2)刀具夹紧后松不开  原因可能是松锁的弹簧压合过紧，卡爪缩不回：应调松螺母，使最大载荷不超过额定数值。

 

(3) 刀具交换时掉刀  换刀时主轴箱没有回到换刀点或换刀点漂移，机械手抓刀时没有到位，就开始拔刀，都会导致换刀时掉刀。这时应重新移动主轴箱，使其回到换刀点位置，重新设定换刀点。

 

（二）、机械手未能伸出完成从主轴和刀库中拔刀动作，产生故障的原因可能有：

 

(1)“松刀”感应开关失灵  在换刀过程中，各动作的完成信号均由感应开关发出，只有上一动作完成后才能进行下一动作。第3步为“主轴松刀”，如果感应开关未发信号，则机械手“拔刀”就不会动作。检查两感应开关，信号正常。

 

(2)“松刀”电磁阀失灵  主轴的“松刀”，是由电磁阀接通液压缸来完成的。如电磁阀失灵，则液压缸未进油，刀具就“松”不了。检查主轴的“松刀”电磁阀动作均正常。

 

机械手的常见故障分析

 

(3)“松刀”液压缸因液压系统压力不够或漏油而不动作，或行程不到位  检查刀库松刀液压缸，动作正常，行程到位；打开主轴箱(图8-2)后罩，检查主轴松刀液压缸，发现也已到达松刀位置，油压也正常，液压缸无漏油现象。

 

(4)机械手系统有问题，建立不起“拔刀”条件  其原因可能是：电动机控制电路有问题。检查电动机控制电路系统正常。

 

(5)主轴系统有问题  主轴结构示意图如图8-2所示。刀具是靠碟簧通过拉杆和弹簧卡头而将刀具柄尾端的拉钉拉紧的；松刀时，液压缸的活塞杆顶压顶杆，顶杆通过空心螺钉推动拉杆，一方面使弹簧卡头松开刀具的拉钉，另一方面又顶动拉钉，使刀具右移而在主轴锥孔中变“松”。

（三）主轴系统不松刀的原因估计有以下4点：

 

(1)刀具尾部拉钉的长度不够，致使液压缸虽已运动到位，而仍未将刀具顶“松”；

 

(2)拉杆尾部空心螺钉位置起了变化，使液压缸行程满足不了“松刀”的要求；

 

(3)顶杆出了问题，已变形或磨损；

 

(4)弹簧卡头出故障，不能张开；

 

(5)主轴装配调整时，刀具移动量调得太小，致使在使用过程中一些综合因素导致不能满足“松刀”条件。

处理方法：

 

拆下“松刀”液压缸，检查发现：这一故障系制造装配时，空心螺钉的“伸出量”调整得太小，故“松刀”液压缸行程到位，而刀具在主轴锥孔中“压出”不够，刀具无法取出。调整空心螺钉的“伸出量”，保证在主轴“松刀”液压缸行程到位后，刀柄在主轴锥孔中的压出量为0.4~0.5mm。经以上调整后，故障排除。

 

结束语

 

随着切削速度的提高，切削时间的不断缩短，对换刀时间的要求也在逐步提高，换刀的速度已成为高水平加工中心的一项重要指标。

　　由于加工中心的自动换刀要求可靠准确，而且结构相对比较复杂，提高换刀速度技术难度大。目前国外机床先进企业生产的高速加工中心为了适应高速加工，大都配备了快速自动换刀装置，很多采用了新技术、新方法。

 

功能部件技术水平的高低、性能的优劣以及整体的社会配套水平，都直接决定和影响着数控机床整机的技术水平和性能，也制约着主机的发展速度。而换刀机械手则是加工中心稳定可靠运行的关键功能部件。它的快速、准确的换刀程序是影响加工中心发挥高效、可靠的加工性能的重要因素。没有换刀机械手，就不可能有集中工序进行加工的加工中心。有资料显示，刀库和机械手的故障率约占整机故障率的25%[1]。所以说，换刀机械手的性能、质量直接影响着数控机床整机的性能、质量和品种的发展。