自动换刀装置控制原理及故障分析.docx

第 27 卷第 1期
2 0 0 9 年 1 月

西安航空技术高等专科学校学报
Journal of Xi an Aerotechnical College

Vol 2 7 No 1
Jan . 2 0 0 9
自动换刀装置控制原理及故障分析
罗庚合1, 黄万长2
( 1. 西安航空技术高等专科学校 机械工 程系, 陕西 西安 ; 2. 陕西法士特齿轮有 限公司, 陕西 西安 )
摘

要: 加工中心自动换刀装置 提高了数控机床的加 工效率, 但由 于加工 中心换 刀装置 的动作 控制比较 复杂, 包含
机械、电气与 PM C、液压和检测等技术, 所以自动换刀装置的故障率 比较高, 主要介绍 自动换刀 装置的 类别和 控制,
自动换刀装置的故障诊断方法, 列举了自动换刀装置的一些常见故障及维修示例。
关键词: 加工 中心; 选刀; ***交换; 乱刀与掉刀; PM C 诊断; I/ O 状态 诊断
中图分类号: T H161+ . 21
文献标识码: A
文章编号: 1008- 9233( 2009) 01- 0014- 05
1

引言

4、6、8、12 工位, 有用电动机驱动的正传和反转, 也
有用液压系统 通过电磁换相阀和顺序 阀进行控制
加工中心可分为车削中心、镗铣中心和钻削中
心等, 加工中心在加工过程中, 要使用多种***, 因
此必须有自动换刀装置, 以便选择不同***, 完成不
同工序的加工工艺。常用的刀 库形式有圆盘 式刀
库, 链式刀库, 格子盒式刀库。按有无机械手又可分
为不带机械手的自动换刀装置和带机械手的自动换
刀装置。按刀库的旋转和机械手的动作驱动方式可
分为有液压、气动控制系统和电气与机械联合控制
的驱动系统。
随着加工中心数控机床的普及和应用, 自动换
刀装置控制过程中的故障率也比较高。由于自动换
刀装置结构比较复杂、控制为机、电、液联合控制, 复
杂系数高等原因。所以加工中心自动换刀装置的故
障维修比较困难。简要叙述换 刀装置的分类 和特
点, 以立式镗铣中心普遍使用的圆盘式加工中心自
动换刀装置为例, 分析自动换刀装置的控制原理及
常见故障的维修方法。
的, 但都是机床接收到换刀指令后, 使刀架抬刀、转
位、比较后, 落刀锁紧等一系列动作完成。
2. 2 有刀库无机械手的自动换刀装置
无机械手换刀装置一般把刀厍放在主轴箱可以
移动到的位置, 即整个刀库或刀库的某一刀位能移
动到主轴箱可以到达的位置。刀库中***的存放方
向一般与主轴箱的装刀方向一致。换刀时通过主轴
和刀库的相对运动执行换刀动作, 利用主轴取走或
放回***。图 1 所示为有刀库无机械手的自动换刀
装置的加工中心的示意图。
图 2 所示为如图 1( a) 所示的卧式加工中心无
机械手换刀装置的换刀过程
图 2( a) 表示上工步结束后, 主 轴准停定位, 主
轴箱上升。图 2( b) 表示主轴箱升到顶部换刀位置,
***进入刀库的交换位置空位。***被刀库上的夹
爪固定, 主轴上的***自动夹紧装置松开。图 2( c)
表示刀库前移, 从主轴