協鴻 BT50-16T 刀庫維修總結
2018-3-23 來源： 中航工業沈陽黎明航空發動機（集團） 作者：何春茂
摘 要：斗笠式刀庫是加工中心比較常見的一種換刀裝置。結合修復協鴻設備刀庫的工作經驗，對斗笠式刀庫的動作過程和換刀過程中容易出現的故障進行了簡要的分析和說明。
關鍵詞：加工中心；斗笠式刀庫；傳感器；壓縮空氣
加工中心集銑、鏜、鉆、鉸、攻螺紋等多項功能于一身，大大提高了生產效率。加工中心的優勢在于它有自動換刀裝置，能使加工變得更柔性化。換刀裝置是加工中心的重要組成部分，也是加工中心故障率最高的部分，約有 50%的機床故障與換刀裝置有關。我廠協鴻加工中心的設備采用的都是型號為BT50-16T 的斗笠式刀庫換刀裝置。
1 、斗笠式刀庫的動作過程
斗笠式刀庫的具體動作過程如下：①刀庫處于非工作狀態時，停在離主軸中心較遠的位置。此位置裝有信號傳感器 A，其發送信號至協鴻加工中心的 PLC 中，實現對刀庫狀態的確認。②加工中心的數控系統可對指令的目標刀具號和現狀主軸的刀具號進行分析。如果目標刀具號與現狀主軸刀具號相同，則會直接發出換刀完成信號；如果不相同，則開啟換刀程序，進入下一個步驟。③加工中心主軸沿垂直方向移動到安全位置。通常將安全位置定義為 Z 軸的第一參考點位置，同步主軸完成定位動作，并一直保持定位狀態。主軸定位一般通過檢測主軸本身所帶的位置編碼器一轉信號來確定。④該刀庫向主軸方向水平移動。刀庫放刀柄的中心線與主軸中心線在同一條直線上時，為該刀具換刀方位。該方位位置通過信號傳感器 B 將信號傳遞到數控系統 PLC 進行確定。⑤主軸向 Z軸下方移動到刀具位置時應該交換方位。通常將刀具交換方位定義為 Z 軸的第二個參考點，在此方位將當前主軸上的刀具放回到刀庫的相應位置。⑥刀庫中的刀夾抓刀確認后，主軸內孔吹氣松刀。協鴻加工中心在主軸部分安裝了松刀確認傳感器 C，協鴻加工中心的 PLC 接收到傳感器 C 發送的傳入信號后，確認該步動作運行正常，才進行下一步動作。⑦主軸升起到 Z 軸的第一參考點。此運行目的是避免刀庫旋轉時刀夾和主軸發生碰撞。⑧主軸沿
Z 軸向下移動到第二個參考點位置，運行吸刀動作。⑨主軸內孔與刀柄夾緊并定位，夾緊傳感器 D 發出確定信號。⑩刀庫移動到離主軸中心較遠的位置，直到 PLC 接收到傳感器
A 發出的反饋確認信號。 主軸定位消除，完成換刀過程。
2 、斗笠式刀庫換刀過程中的常見故障
分廠協鴻加工中心刀庫部分故障率相對較高，根據筆者的工作經驗，總結了斗笠式刀庫在換刀過程中的常見故障及其原因分析。
2.1 故障一
故障現象：數控系統發出換刀指令，刀庫不運作。
原因分析：①檢查機床是否處于急停狀態，操作程序是否正確。雖然這些原因過于簡單，但機床維修就要按照簡單到難的順序。②檢查協鴻加工中心的壓縮空氣管路是否有漏氣點。如果有，漏氣點壓縮空氣壓力就不在 0.5～0.6 MP 這一正常范圍內。壓力不夠會使刀庫在換刀過程中無法動作。③檢查刀庫的電氣線路連接是否良好，輸送到協鴻加工中心數控系統 PLC的入口信號是否正確。
2.2 故障二
故障現象：刀庫移動到主軸中心位置，但不進行接下來的動作。
原因分析：①檢查傳感器 B 發送到主軸側的確認信號是否良好，數控系統 PLC 中的接收信號是否正常。該故障大多是由傳感器接觸不良或傳感器損壞造成的。②如果接收信號和傳感器狀態都正常，觀察主軸刀具是否夾緊。③檢查主軸定位塊與刀柄定位連接是否正確。④確認主軸是否返回了第一參考點。
2.3 故障三
故障現象：主軸抓刀后，刀庫不移回初始位置。
原因分析：①檢查氣源是否有漏氣現象。②檢查刀庫驅動電機電氣連接回路是否正常。刀庫的移動是通過控制回路控制電機正反轉來實現的，如果控制部分連接相反，也會發生該類故障。③檢查刀庫控制電機是否有損壞。④檢查主軸刀具抓緊是否通過抓緊傳感器 D 發出反饋信號到協鴻加工中心數控系統PLC 中，如果該系統接收不到傳感器 D 發送的夾緊確認信號，則刀庫不進行下個程序的動作。⑤檢查刀庫部分是否存在機械干涉現象。
3 、斗笠式刀庫的安裝、調試
斗笠式刀庫的安裝、調試步驟為：①組裝刀庫時，注意傳感器的安裝方向。如果安裝錯誤，則無法使刀庫一次只旋轉一個刀位。按圖紙把刀庫組裝好（包含刀庫電機等電氣元件），然后整體安裝。②調整刀庫旋轉撥叉位置，保證刀庫連續旋轉，不能發生阻尼現象。③調整刀庫對刀點。按圖紙要求調整刀庫對刀點 X，Y 方向的鎖緊螺栓，刀庫對刀點 Z 方向的鎖緊螺栓可通過電氣控制來調整。④調整鎖放刀汽缸螺栓，保證調整螺栓在不夾持刀具時的間隙為 2.2 mm，夾持刀具時的間隙為 4.2 mm。
⑤在主軸安裝數控銑夾頭，去除刀庫內的彈簧卡和刀庫汽缸進氣管，并移動刀庫，保證刀庫的梯形凸起處能進入到銑卡頭的梯形凹槽內。
4 、結束語
總之，我廠協鴻加工中心采用斗笠式刀庫換刀。刀庫的換刀過程通過汽缸中的移動軸來實現，所以在刀庫換刀過程中，一定要保證氣壓在合理范圍內。我廠協鴻加工中心刀庫的主要問題為氣壓不穩和由于長時間運轉刀夾與主軸不同心造成換刀時主軸和刀庫碰撞損壞。只要我們定期檢查和保養，就能保證設備的正常運轉。
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