案例1:机械手换刀过程中主轴不松刀
故障现象:SIEMENS 802S型加工中心采用凸轮机械手安刀,在安刀过程中,主轴不松刀,导致无法换刀。
故障原因:根据报警内容,机床无法执行下一步“从主轴和刀库中拔出刀具”,而主轴系统不松刀的原因可能有:
(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,致使在使用过程中的一些综合因素导致不能满足“松刀”条件。
按照以上原因一步步分析,最终发现顶杆由于长时间使用发生了弯曲,与之相关联的操作发生故障,且弹簧卡头也时常不能张开。
故障排除:更换新的顶杆和弹簧卡头,经过几次调试之后,机械手恢复了正常。
小结:以凸轮为驱动机构的凸轮式机械手具有结构简单、动作平稳、定位准确、工作节奏快、故障率低、成本低、使用寿命长等优点,简化了机器的控制系统,降低了机器的设计与制造成本。在机械手的应用实践中,其用户设定的柔性不是很高,动力输入轴的轴线与机械手臂运动平面之间的夹角不可由用户根据具体布局需要选择,这也是凸轮机械手会出现顶杆弯曲的原因。
案例2:刀架锁紧不能再次旋转
故障现象:FANUC 0i型数控车床不能重复换刀,用手转动刀架内的蜗杆,第一次可以转动刀架。但是锁紧后再次转动刀架就转不动了,在第一次换刀过程中出现振动并伴随金属摩擦声。
故障分析:由于刀架出现振动和金属摩擦声,判断可能是轴承的机械磨损。把刀架拆开发现,其轴承有多处磨损,并且有拉毛的现象,刀架内已经没有润滑油。
故障排除:如果技术允许,对刀架进行技术修复,对轴承进行研磨,逐步调试。如果轴承磨损严重,则重新更换刀架,并添加足量的润滑油。
小结:机械加工中磨损不可避免,两相互接触产生相对运动的表面之间摩擦将产生机件运动的摩擦阻力。使机械产生磨损。机械磨损分为黏着磨损、磨料磨损、表面疲劳磨损、腐蚀磨损等。此台机床中刀架上没有润滑油,明显是平常的巡检、保养不到位造成的。
案例3:数控系统发出换刀指令,但刀库不动作
故障现象:FANUC OTC型加工中心数控系统发出换刀指令,但刀库不动作。
故障原因:由于此加工中心采用斗笠式气动刀库,因此先检查机床的操作模式,没有发生异常操作,机床也没有被锁住状态,再查看程序中的指令也正确无误。故检查数控机床的压缩空气,对照气压表和机床说明书检查空气的气压值是否在规定范围内,得知此机床的压缩空气理论压力应在0.5~0.6 MPa,而实际的压缩空气压力只有0.2~0.3 MPa,故障原因为刀库在换刀过程中压缩空气压力不够。
故障排除:检查是否存在空气泄漏的地方,对照压力表将压力调到0.5~0.6 MPa,故障得到排除。
小结:压缩空气是一种重要的动力源。大气中的空气常压为0.1 MPa,经过机床的空气压缩机加压后达到额定的工作压力。与其他能源相比,它清晰透明,输送方便,没有特殊的有害性能,没有起火危险,不怕超载荷,能在许多不利环境下工作,且空气资源丰富取用方便。(www.xing528.com)
案例4:刀库移动到换刀位置后停止动作
故障现象:SIEMENS 802D型加工中心刀库移动到主轴中心位置,但不进行接下来的动作。
故障原因:刀库可以正常移动,故刀库的机械部分应该正常。接着检查刀库到主轴侧的传感器,传感器状态及信号也都正常。在主轴下降到位后能听到“咔咔”的声响,检查主轴刀具是否夹紧,发现刀具很松,用手就能晃动,通过压力表查看,此时主轴的压力也未达到要求。仔细观察主轴,发现主轴上黏附了很多的铁屑,卸下刀具后发现主轴的内壁也黏附了铁屑,故障由此产生。
故障排除:彻底清理刀库和主轴上的铁屑,主轴的抓刀功能恢复,刀库也能正常运动。
小结:机械加工产生的铁屑不进行处理就会成为加工的危险源,铁屑会导致主轴无法抓刀、刀架无法正常旋转,如果铁屑进入机床内部,也容易导致线路或主板短路,因此,在一个工作班组结束任务之后必须将机床清扫干净。
案例5:回转工作台不落入定位盘内
故障现象:SIEMENS 802D型加工中心机床使用过程中,回转工作台经常在分度后不能落入鼠牙定位盘内,机床停止执行后续命令。
故障原因:回转工作台在分度后不能落入鼠牙定位盘内,发生顶齿现象,是因为工作台分度不准确所致。工作台分度不准确的原因可能有电气问题和机械问题。首先检查机床电动机和电气控制部分(因此项检查较为容易)。机床电气部分正常,则问题出在机械部分,可能是伺服电动机至回转台传动链间隙过大或转动累计间隙过大所致。拆下传动箱,发现齿轮、蜗轮与轴键连接间隙过大,齿轮啮合间隙超差过多。
故障排除:经更换齿轮、重新组装,然后精调回转工作台定位块和伺服增益可调电位器后,故障排除。
小结:鼠牙盘式分度工作台主要由工作台、夹紧油缸及鼠牙盘等零件组成,其端面齿能确保加工中心、数控车床转塔刀架等多工序自动数控机床和其他分度设备的运行精度。
案例6:工作台不能移动
故障现象:SIEMENS 840D型加工中心的工作台不能移动。
故障原因:工作台不能移动,一般有以下原因。
(1)信号线松动,导致工作台的动作信号没有从数控系统送达工作台驱动系统。
(2)检测的行程开关没有动作或动作迟缓。
(3)触发检测的信号体没有动作。
(4)工作台机械部分卡住,无法移动。
对照以上原因逐步排查,发现是控制工作台移动的行程开关损坏,无论是否有工作信号,均保持断开状态。
故障排除:更换该行程开关后,故障排除。
小结:行程开关主要用于将机械位移转变成电信号,使电动机的运行状态得以改变,从而控制机械动作或用作程序控制。机床除了工作台之外,其他部位也有很多这样的行程开关,用以控制工件运动或自动进刀的行程,避免发生碰撞事故,有时利用行程开关使被控物体在规定的两个位置之间自动换向,从而实现往复运动。
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