林以照
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摘要：近年来，数控机床作为典型的机电一体化产品，在各行业得到了广泛应用。机械手换刀装置是数控机床的重要组成部分，同时也是数控机床能够高精度、高效率工作的重要原因。近年来，借助机械手换刀装置，各行业的细小、复杂零部件均得到了有效加工，对于提高零部件加工水平具有重要的意义。不过，机械手换刀装置可能在诸多因素的影响下出现各种故障，影响数控机床的工作效率。为此，对数控机床机械手换刀装置进行阐述，分析数控机床机械手换刀装置刀库故障及维修方法，以及机械手的故障及维修方法。
关键词：数控机床；机械手换刀；故障
引言
文章主要针队机械手换刀装置发生故障问题的原因与维修方法进行了简要的分析和阐述，旨在为我国数控机床行业的更好发展贡献微薄之力。
1.数控机床机械手换刀装置简述
机械手换刀装置是数控机床中的重要组成部分，它能有效保证精度化、细小化零部件的加工。作为自动换刀功能的装置，机械手换刀装置在数控机床中的类型较多，如双主轴换刀、斗笠式换刀等。但目前，数控机床比较常用的仍是机械手换刀装置。图1为数控机床的机械手换刀装置，有准确、快速的优点。数控机床工作过程中，利用机械手换刀装置可以在最短的时间内完成换刀位与主轴上刀具的调换，由此缩短换刀的时间，提高数控机床的工作效率。机械手换刀装置按刀具可以具体划分为盘式、格子式以及链式手换刀等类型。盘式手换刀主要是以圆周的状态对刀具和刀库进行分布，其空间利用率相对较低，切刀库之中的容量也比较小。格子式换刀则会以纵横式对刀库和刀具进行排列，空间利用率和刀库容量很大。链式手换刀主要是在链条上布置刀具和刀库，刀库中的容量相对较大，并且利用率相对也比较高。
图1 数控机床中的机械手换刀装置
2.数控机床机械手换刀装置的故障和维修方式
2.1刀盘定位不准，刀库无法转动
从刀库故障和维修2个方面来分析机械手换刀装置发现，很大一部分刀库故障中最为常见的是刀盘定位准确性不足及难以转动的问题。刀盘发生定位不准可能是因为数控机床的电动机使用之后长时间没有对其进行检查和维修，造成电动车的刹车器位置出现较为明显的磨损。这种情况就需要对电动机刹车器上的螺钉进行适当的调节，避免在刀盘位置上出现定位准确性不足的问题，使数控机床机械手换刀装置的应用水平得到较大程度提高。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆造成刀库无法转动故障的可能性很多，比如：（1）因为数控机床的电机使用时间较长，蜗杆轴和机轴之间的联轴器发生松动；（2）没有对机械手换刀的PLC进行输出控制；（3）在数控机床工作中有变频器故障问题，造成电机电力不足。结合上述几种问题可采取的维修措施包括：（1）对于蜗杆轴和电机轴之间的联轴器予以定期的检查，并且对于联轴器进行及时有效的调整；（2）对于PLC输出装置予以设置，并且针对输出的装置实施监控检查；（3）定时检查数控机床实际工作期间变压器的输出情况和电压输入情况，保障电机通电正常[1]。
2.2刀套倒刀时刀具凋落与刀套上下不到位
在刀套倒刀时刀具凋落与刀套上下不到位问题也属于机械手换刀装置中的刀库故障，发生刀套上下不到位的主要原因有：（1）在对机械手换刀的刀套进行安装期间有拨叉位置不准确问题出现；（2）在安装刀套限位开关装置时调整不够恰当，最终使刀套的反馈有误差出现。维修措施为：对刀套的限位开关位置进行及时、定期的检查，同时对开关做出合理调整和拨叉，或者结合刀套的拨叉情况更换元件。发生刀套掉落的原因主要有：（1）机械手拉钉和刀柄在距离上存在明显的差异且不够合理；（2）在刀套中的弹簧夹力度存在不足，使其无法被恢复到正常的位置。对于这些故障可以采取的维修方法为结合机械手换刀的具体位置调整刀盘的定位，拉近其与开关之间的距离，或者更换新的刀套。
2.3刀套破裂及电动机烧坏
刀套破裂的原因有2种：一是在机械手换刀没有定位之前，存在倒刀的动作或是刀盘转动现象；二是在机械手换刀装入刀具时，刀套被撞坏。具体故障维修措施为：根据机械手换刀的实际位置，适当调整刀盘的定位，将其与开关接近；或更换新的刀套。电机烧坏故障的原因为电压使用期间存在不合理和不正确的现象，电机的刹车被烧坏，刀具组件无法有效运转等。故障维修措施是：定期检查电压使用情况，明确电压是否与电源相匹配，检查电机刹车器线圈是否损坏[2]。
3.针对换刀装置机械手常见故障的维修方法
3.1刀具夹不紧与夹紧之后不松开的问题
造成刀具夹不紧的问题可能是因为机械手换刀卡紧锁出现损坏，或者是机械手换刀中的卡爪弹簧经过长时间的使用后压力降低，经常使用的维修方法主要是及时更换机械手换刀的卡爪弹簧与卡紧锁。刀具夹紧无法松开可能是因为机械手换刀的卡抓弹簧压力过大，由此造成卡爪难以有效地缩回。这一故障常常会通过对机械手换刀进行调整以及更换弹簧的方法来解决。
3.2刀具交换时刀臂和掉刀不回位
在刀具交换期间发生的掉刀故障主要是因为：（1）机械手换刀更换期间没有将主轴箱回到正确的换刀位置；（2）机械手换刀抓刀并没有在正确的位置便进行了拔刀；（3）机械手刀臂所使用的夹刀点和换刀的刀具存有异常。针对上述问题采取的措施包括：（1）结合机械手换刀的具体工作状态来重新设定换刀点；（2）对换刀压力值及时进行调整；（3）科学地对夹刀点予以校正。
结论：
简而言之，文章主要简单阐述数控机床机械手换刀装置，并且提出在刀库和机械手出现故障时的维修方法，希望以此为数控机床事业的发展提供一些借鉴经验[3]。
参考文献：
[1]王国强，张根保，何文辉，周娟.基于任务的数控机床可靠性分析技术研究[J].科技经济市场，2017，4（12）：6-9.
[2]梁毅，曾力.加工中心机械手故障维修[J].机床与液压，2017，45（23）：43-45.
[3]孔宪玉.自动换刀机械手在数控技术中的应用[J].价值工程，2017，36（29）：198-199.
论文作者:林以照
论文发表刊物:《防护工程》2019年10期
论文发表时间:2019/8/16
标签：机械手论文; 数控机床论文; 装置论文; 刀具论文; 故障论文; 联轴器论文; 位置论文; 《防护工程》2019年10期论文;