检修实例4: JCS-018A方式加工中心机械手失灵故障排除
故障现象：手臂旋转速度快慢不均匀，汽液转换器失油频率加快 ，机械手旋转不到位，手臂升降不动作，或手臂复位不灵。调整 SC-15节流阀配合手动调整，只能维持短时间正常运行，且排气 声音逐渐混浊，不象正常动作时清晰，最后到不能换刀。 故障分析： 1.手臂旋转75°抓主轴和刀套上的刀具，必须到位抓牢，才能下 降脱刀。动作到位后旋转180°换刀位置上升分别插刀，手臂再 复位、刀套上。75°、180°旋转，其动力传递是压缩空气源推 动气液转换器转换成液压油由电控程序指令控制。
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检修实例5：刀库互锁M03不能执行的故障排除 故障分析：现场观察刀库的动作过程，发现该刀库运动存在明显的冲击 ，在刀库到达后位时，存在振动现象。通过系统诊断功能，可以明显发 现刀库的“后位”信号有多次通断的情况。而程序中的“换刀完成”信 号(M06执行完成)为刀库的“后位到达”信号，当刀库后退时在第一次发 出到位信号后，系统就认为换刀已经完成，并开始执行S**M03指令。但 M03执行过程中(或执行完成后)，由于振动，刀库后位信号再次消失，引 起了主轴的互锁，从而出现了主轴停止转动而Z轴继续向下的现象。 故障处理：通过调节气动回路，使得刀库振动消除，并适当减少无触点 开关的检测距离，避免出现后位信号的多次通断现象。在以上调节不能 解决时，可以通过增加PLC程序中的延时或加工程序中的延时解决。
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刀库换刀装置常见故障诊断
在教师、工厂工程人员、数控机床的维修人员、数控机床的
安装调试人员的参与下，学生结合上网查询、图书馆查资料等手
段，总结刀库换刀装置常见故障诊断。 刀库及换刀机械手结构复杂，且在工作中又频繁运动，所以
故障率较高。目前数控机床50%以上故障都与它们有关。
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检修实例3:机械手无法从主轴和刀库中取出刀具的故障排除 主轴系统不松刀的原因可能有以下几点：
（1）刀具尾部拉钉的长度不够，致使液压缸虽已运动到位。
（2）拉杆尾部空心螺钉位置起了变化。 （3）顶杆出了问题（如变形或磨损）而使刀具无法“松开”。
（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。拆下“松刀”液压缸，检查 发现这一故障系制造装配时，空心螺钉的伸出量调整得太小。
故障处理：调整空心螺钉的“伸出量”，保证在主轴“松刀”液压缸行程到
位后，刀柄在主轴锥孔中的压出量为0.4～0.5mm。经以上调整后，故障排 除
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主编：韩鸿鸾
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模块四 自动换刀装置装调与维修
任务三 刀库换刀装置的装调与维修
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1 2 3 4 5
任务引入
任务目标 任务实施 知识内容 任务拓展 任务巩固 数控机床机械系统装调与维修一体化教程
6
1.刀具交换时，掉刀的原因主要是由于（ D ）引起的。
A.电动机的永久磁体脱落 C.刀具质量过小（一般小于5kg） B.松锁刀弹簧压合过紧 D.机械手转位不准或换刀位置飘移
2.在刀具交换过程中主轴里刀具拔不出，发生原因可能为（ D ）。
A.克服刀具夹紧的液压力小于弹簧力 C.用于控制刀具放松的电磁换向阀不得电 B.液压缸活塞行程不够 D.以上原因都有可能
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（5）刀库的链带不能调得太松，否则会有“飞刀”的危险。 （6）经常检查刀库的回零位置是否正确，机床主轴回换刀点的位置 是否到位。 （7）要注意保持刀具刀柄和刀套的清洁，严防异物进入。 （8）开机时，应先使刀库和换刀机械手空运行，检查各部分工作是 否正常。 （9）平衡垂直运动部件的重量。通常平衡的方法主要有三种。 第一种是当垂直运动部件的重量较轻时，可采用直接加粗传动丝杠 ，加大电机扭矩的方法。 第二种是使用平衡重锤， 第三种是液压平衡法。
现代数控机床中，除数控车床外，具有自动换刀装置的数控机 床，如铣削中心、车铣中心等，一般采用刀库换刀。
刀库
数控机床机械系统装调与维修一体化教程 床身
任务目标
1
掌握刀库换刀装置的拆装工艺
2
能对刀库换刀装置进行拆装与保养
3
会排除刀库换刀装置由机械原因引起的故障
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任务实施
，了解刀库换刀装置的装
配过程。
换刀液压缸
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一、同步换刀机构（QM系列）的拆装
同步换刀机构（QM系列）的拆卸过程
同步换刀机构（QM系列）的结构
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装配注意事项
：在刀库换刀装置的拆装过程有什么失误？您是怎样解决的？
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标升降、高低情况，发觉左右配对的气液转换器的左边呈上限右边就呈
下限，反之亦然，且公用的排气口有较大的油液排出，分析气液转换器 、尼龙管道均属密闭安装，所以此故障原因应在执行器件液压缸上。
4.拆卸机械手液压缸，解体检查，发现活塞支承环O形圈均有直线性磨
损，已不能密封。 故障处理：更换液压缸缸筒与O形圈，重装调整后故障消失。
要正确。
2. 每半年检查加工中心换刀缸润滑油，不足时需要及时添加。 3. 每季度检查加工中心刀臂式换刀机构齿轮箱油量，不足时需
要添加齿轮箱油。
4. 每季度在刀臂式刀库传动部分须及时加润滑油脂。 5.刀套上的调整螺钉松动或弹簧太松，将使刀套不能夹紧刀具。
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二、选择题
4.（√）换刀时发生掉刀的原因之一可能是刀具超过规定重量。
5.（√）加工中心上使用的刀具有重量限制。 6.（×）每一年检查加工中心换刀缸润滑油，不足时需要及时添加。
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2.机械手与刀库的维护操作
机械手与刀库的维护操作
气枪所用的气源必须经过“压缩空气净化器”将水分
过滤后才能使用，严禁吹出的气体中带有水，以免导致刀
库零部件生锈，影响机械精度。
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三、常见故障诊断与排除
检修实例1:刀库无法旋转的故障排除 故障现象：自动换刀时，刀链运转不到位，刀库就停止运转了，机床 自动报警。
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检修实例3:机械手无法从主轴和刀库中取出刀具的故障排除 故障现象：某卧式加工中心机械手，换刀过程中，动作中断，报警指 示灯显示器发出2012号报警，显示内容为“ARM EXPENDING TROUBLE” （机械手伸出故障）。 故障分析：机械手不能伸出，以致无法完成从主轴和刀库中拔刀故障 的原因可能如下。 （1）“松刀”感应开关失灵。在换刀过程中，各动作的完成信号 均由感应开关发出，只有上一动作完成后才能下一步动作。第3步为 “主轴松刀”，如果感应开关未发信号，则机械手“拔刀”就不会动 作。检查两感应开关，信号正常。
传动轴
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电机轴 动力轴
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过渡轴与摇臂
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检测轴
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在教师的带领下，让 学生参观刀库换刀装置的
装配车间，并让技术工人
给学生介绍装配工艺，学 生通过与技术工人的交流
二、机械手与刀库的维护
1.机械手与刀库的维护项目 （1）严禁把超重，超长，非标准的刀具装入刀库，防止在机械手换刀 时掉刀或刀具与工件、夹具等发生碰撞。 （2）采取顺序选刀方式的机床必须注意刀具放置在刀库上的顺序是否 正确。 （3）用手动方式往刀库上装刀时，要确保放置到位，牢固，同时还要 检查刀座上锁紧装置是否可靠。 （4）刀库容量较大时，重而长的刀具在刀库上应均匀分布，避免集中 于一段。
3.造成卸刀时弹簧套没有随螺帽自动脱离主轴内孔的原因是（D ）。
A.弹簧套或主轴内孔表面有异物。在安装前，表面没有清理干净 B.安装时螺帽拧得太紧
C.弹簧套已损坏或者主轴内孔表面已损坏
D.弹簧夹头使用方法不对。
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三、判断题（正确的划“√”，错误的划“×”）
1.（√）换刀时发生掉刀的原因之一是系统动作不协调。 2.（√）刀库出现换刀混乱的原因之一是电池电压太低。 3.（√）换刀时发生掉刀的可能原因之一是时间太短。
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检修实例4: JCS-018A方式加工中心机械手失灵故障排除
2.因刀套上下和手臂上下是独立的气源推动，排气也是独立的消声排气
口，所以不受手臂旋转力传递的影响，但旋转不到位时，手臂升降是不
可能的。 3.观察75°、180°手臂旋转，或不旋转时油缸伸缩对应气液转换各油
故障分析：
1.检查电气控制系统，没有发现什么异常， 2.刀库链或减速器内有异物卡住；正常
3.刀库链上的刀具太重；正常
4.润滑不良。正常 5.发现伺服电动机内部有许多切削液，致使线圈短路。
故障处理：更换密封圈和伺服电动机后，故障排除。
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检修实例2:机械手不能缩爪故障排除 故障现象：某配套FANUC 11系统的BX-110P加工中心，JOG方式时， 机械手在取送刀具时，不能缩爪。机床在JOG状态下加工工件时， 机械手将刀具从主刀库中取出送入送刀盒中，不能缩爪，但却不报 警；将方式选择到ATC状态，手动操作都正常。 故障分析：经查看梯型图，原来是限位开关LS916并没有压合；调 整限位开关位置后，机床恢复正常。但过一段时间后，再次出现此 故障，检查LS916并没松动，经查发现液压缸拉杆顶端锁紧螺母的 紧定螺钉松动，使液压缸伸缩的行程发生了变化。 故障排除：调整了锁紧螺母并拧紧紧定螺钉后，此故障排除。