加工中心不执行换刀故障诊断

在通常情况下，数控加工中心自动换刀功能出现故障的原因主要有：某个输入或输出信号不对，出现短路、断路，位置检测不到位，刀库乱刀，数刀计数器出错，继电器损坏；由于与之有联系的液压、气压系统，机械卡死、松脱等的影响。但是有那么一些故障很少遇见，特别在资料不祥无提示，故障点隐蔽，报警信息少，甚至无报警情况下，需要仔细认真的去观察分析。以下介绍几例供参考。
1、 输入数据不规范造成停机
机床配置：北京机电研究院制造的VMC1000C立式加工中心，数控系统为
FANUC 0i-MA，带一刀套编码选刀方式的自动刀库。
故障现象：机床开始加工出现报警“OVERTRAVL -Y”，即Y轴负向超程启动循环加工后，未换刀便执行起刀点的语句，未按照正常路径走刀，Y轴负向已经硬限位。
分析处理：
（1）查看系统参数号1320和1321（存储式行程检测）是正确的，说明软限位未改变。有关行程的参数也无异常。
（2）有乱走刀、不换刀现象，怀疑位置环有问题。执行另一段G56与故障段G58基本相同的加工程序（即工件坐标系不同），发现机床加工一切正常。位置环损坏、机床参数发生改变或丢失的可能性排除。
（3）怀疑机床数据处理中断或时序控制错误等，按下急停按钮，关断机床电源，重新启动机床，运行有问题的程序，情况依旧。
（4）对照G56和G58的X、Y、A坐标值完全相同，唯有Z坐标有不同。是否G58不能够使用了呢？决定将该程序段中的G58改成G54，在G54上设定G58的坐标值，再执行修改的程序，机床运行正常。
（5）由此判定，或是G58功能支持软件的宏程序发生错误，或是G58确认的坐标值没有被系统所认可（即NC给机床‘MT’的执行数据不同于设置的数据），而是记忆成为另外的数据，因为一旦运行程序其走刀的方向和位置都不对，显然后者是可能性较大。于是，将G58的X、Y、Z和A的坐标值重新设置为“0”，按“REST”复位，再重新输入原来的坐标值，机床恢复了正常。
由此看出，该故障是由于不规范的输入数据，使面板给NC的数据发生错误引起的。采取清除数据、重新输入的方法，故障得以排除。
2、 系统参数受到干扰
机床配置：宁江机床（集团）股份有限公司生产的THM6350卧式加工中心。
数控系统为：FANUC 0i-MA，配有随机选刀方式的链式自动刀库（32把）和机械手。
故障现象：在自动加工方式下，每当执行换刀语句（M06）时，突然跳到下面的插补语句，未换刀而直接以原来的刀具加工。同时，后面刀库中刀具仍然在预选过程中。无任何报警信息。
分析处理：
（1）怀疑到NC加工语句的正确性，仔细检查没有发现任何问题。
（2）在通常情况下，不能换刀或者不能执行换刀语句的问题是很常见的，
此例中，后面的自动刀库中刀具仍然在预选过程中，而且已经在利用原来的刀具加工。为了确保人身和设备的安全，必须即时停机。为了进一步查找原因，在MDI方式下单独执行换刀语句（如：“T2 ；M06；”），刀具能够交换。由此确定不是执行机构本身的问题。
（3）是否系统操作不规范、电源电压波动大或其它外界干扰因素，导致系统偶然出现紊乱？重新启动运行，故障依旧。
（4）在MDI方式下，执行换刀和插补语句连贯时（如：“T2；M06；G01X200.0Y150.0;M30；”）试运行的现象与自动方式下完全一样。决定进一步查看PMCPRM参数画面中的定时器（TIMER）、计数器（COUNTR）、数据表（DATA）、保持继电器（KEEPRL），厂家没有完整的提供标准参数和具体对照含义，本工段有一完全相同的该型加工中心，将两设备置到相同的模式下，以正常的参数作为参考标准一一排除，发现KEEPRL中K03#1=1；而正常的K03#1=0。该类数据通常作为定义或支持某个功能的实现。在确保能即时停机的情况下，修改该位为“0”，试运行。机床恢复正常。
系统中设置的各个参数在不规范操作、车间电源电压不稳和加工环境恶劣等影响下，很容易发生改变，甚至丢失。本例中问题出在参数发生了改变。
3、 元器件老化，造成感应不灵敏
机床配置：由STARRF?SMASCHINEG AG进口的HX-151型立式加工中
心，数控系统为：Allen-Bradley series 10 NC。自动刀库采用刀套编码方式选刀。
故障现象：刀库不能正常换刀，单独执行换刀也不行，一段时间停机待查。刀库换刀的主要动作是：旋转选刀、左运动、上运动、下运动、右运动。报警信息为：“无法执行下去”。
分析处理：
（1）报警信息提示不明确。初步认为换刀过程中某条件未得到满足，逐一查找刀库门开关、刀库电机、计数开关、传动位置准备、按钮、驱动等等，以及液压与气动部分，均无结果。24V电源也正常。
（2）测试各个动作的逻辑顺序，均正常，但却总是执行到中间某一个环节停顿下来。仔细观察发现，每到了不能执行的那一步，plc的动作输入信号灯迅速闪亮一下。于是怀疑PMC块的内部PCB板有故障，虚焊或者接触松动导致电流信号不稳。更换新的备件再试，故障依旧。
（3）经一段时间后，发现输入部分的主轴准停信号灯相当的微弱，有微小的闪动状态，亮度比周围的暗淡一些，偶尔甚至熄灭。联想到，通常换刀与主轴准停功能有联系，经查发现主轴准停接近开关已经松动，感应也不灵敏，时好时坏，更换调整后机床换刀功能恢复正常。
其实，本例故障的原因是一般的问题，因厂家资料上未提及这一点而花费了大量时间；同时因主轴准停位置已到位，而电流信号的微弱不易觉察，给诊断增加了难度。因此，在诊断中要充分利用发散思维，多观察，多分析，不要一味地依赖于厂家资料。