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隨著現代科技的飛速發展，數控加工中心日益成為現代制造業的加工設備主體。自動換刀系統 (ATC)包括刀庫機構、換刀機構以及控制系統等部分，是加工中心的重要組件。JE60S臥式加工中心配備FANUC48iMB數控系統，主軸系統采用了電主軸結構，進給系統為伺服電機、滾珠絲桿螺母副組合，性能穩定可靠，配備了 ATC (自動交換刀具）、APC (自動交換工作臺）裝置，有著很高的自動加工能力，一次裝夾就能完成銑、鉆、攻絲等多種加工。正是如此，它產生的故障很多時候都是機電一體的復合性故障，其中機床的ATC故障是主要故障之一，據統計占總故障的35%?40%之多。因此，如何快速、準確地排除JE60S ATC故障對于生產來說具有明顯的現實意義，文中結合實際案例來說明ATC故障的維修技巧。

1加工中心自動換刀的原理及過程

JE60S臥式加工中心的ATC機構由鏈式刀庫、選刀機構、刀具交換機構和刀具在主軸上的自動裝卸機構4個部分組成。ATC的輔助M指令主要有：M6換刀，M19主軸定位，M86刀庫初始化等。

其換刀的過程為：首先將所用刀具安裝在合乎標準的刀柄上，裝刀入庫；換刀時根據選刀指令先在刀庫選刀，選刀過程如圖1所示；輔助M指令通過系統譯碼到PLC中R點（內部繼電器），由刀具交換裝置從刀庫和主軸上取出刀具，進行刀具交換，然后將新刀具裝入主軸并將用過的刀具放回刀庫。

2故障維修案例

利用刀庫（MAG)實現自動換刀是目前加工中心大量使用的換刀方式，獨立的刀庫大大增加了刀具的存儲數量，有利于擴大機床的功能，并能較好地隔離各種影響加工精度因素的干擾。加工中心常用的刀庫類型有盤式刀庫和鏈式刀庫。

JE60S的刀庫容量為40把刀具，通過一伺服電機進行驅動。伺服電機經聯軸器帶動一蝸桿旋轉，蝸桿帶動蝸輪再經過兩個齒輪減速，傳遞到鏈輪，最后帶動鏈條作旋轉運動。刀庫的夾緊和放松動作是由設置在刀庫中間的一液壓油缸進行控制的。

故障1: JE60S加工中心在執行換刀指令時，機床無動作。屏幕上顯示“PT3023. POT SET IS NOT COMP”。

分析及處理過程 “PT3023. POT SET IS NOT

COMP”含義為選刀未完成。檢查系統PMC信號，界面如圖3所示，X1.0為“0”，表明刀套沒有在主軸側換刀位置。進入ATC手動操作界面解鎖后開始手動操作，打開刀庫防護門后，仔細觀察刀庫，發現刀套夾在了刀庫和選刀位置間的狹小位置。

對刀庫進行手動操作，先將卡住的刀套手動返回刀庫。刀庫放松后按下刀庫正轉鍵，發現刀庫轉動不到位。正常情況下應該每按一下刀庫就轉過一個刀套的位置。而現在每次轉動刀套位置總會有1mm左右的偏差，而且偏差時大時小，從而導致了刀套無法運動到換刀位置。結合刀庫的轉動原理，刀庫的轉位是由伺服電機帶動蝸輪蝸桿進行運動的，轉不到位應該是伺服電機編碼器故障或者是蝸輪蝸桿間隙大引起的。本著先機后電維修原則，決定先檢查機械間隙。打開蓋板發現收緊蝸桿的蓋端有松動的現象，導致了蝸輪副軸面間隙的增大。在調整好軸面間隙后重新進行手動刀庫轉位，刀庫已能準確地轉過一個刀套位置，但由于刀庫的零點位置已有偏差，所以還需要對刀庫零點進行微調。由于刀庫伺服電機對應的伺服放大器是FANUCp系列放大器，所以利用FANUC系統中的PMM功能，修改其參數。JE60S提供了一個特殊的功能能使刀庫作點動旋轉，同時按下“RESET” 鍵和手動操作ATC鍵，屏幕下方會出現“HND ” 標志。此時先將刀庫回零再將刀庫慢慢地旋轉到正確的位置，保證刀套可以順暢地移動到換刀位置。然后進入PMM界面，按下POS軟鍵，記錄偏差值，再將偏差值輸入181#參數，如圖4所示。關機后開機再將刀庫回零，發現刀套已在正確位置，問題得到解決！

故障2: JE60S加工中心在自動交換刀具時發生卡刀現象。屏幕顯示“TL2003. SPUNCLAMPISNOT- COMP”主軸松刀未完成。

分析及處理過程。該故障屬于自動裝卸機構故障。JE60S的刀具夾緊機構采用了蝶型彈簧夾緊、液壓油缸松刀的方式。因此首先檢查松刀的液壓機構。采用捅閥作業，發現手動能進行松刀動作，但在松刀同時主軸內部有一連串異常響聲，判斷是電磁換向閥存在故障。更換電磁閥后，機床恢復正常工作。但在正常工作幾次后還是會不定期地出現“松刀未完成” 的警報。檢查PMC信號，發現松刀X7. 3狀態不穩定。為此檢查接近開關，發現其固定螺母有松動現象。重新微調了接近開關的位置，直至信號每次都能穩定輸出后，固定螺母，故障即排除。

3結束語

通過以上實例，發現加工中心ATC故障的內容比較豐富，機械、電氣、液壓每一個環節的問題都能引起ATC故障，導致無法換刀。有時故障現象一樣，報警內容一樣，但引起故障的原因卻不一樣，這就需要維修人員透過現象看本質。發生故障后先“看” 看報警內容，看故障現象，檢查PMC信號，熟練掌握PMC信號的含義，快速準確地找到故障點；其次，要掌握_定的機床實際操作能力，特別是一些手動操作功能，在維修ATC故障時經常需要進行_些手動操作。要清晰地掌握整個刀具交換的過程，每_個環節都不放過，這樣在遇到問題時才能抽絲剝繭，最后找到故障原因。

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