當前位置：
主軸部件又是由（yóu）主軸箱、主（zhǔ）軸電動機、主軸和軸（zhóu）承等零件組成，主軸的啟動、準停和變速等動作由數控係統控製，並通過裝在（zài）主軸上的刀具參（cān）與（yǔ）切削運動。數控係統是（shì）由數（shù）控裝置、PLC、伺（sì）服驅動裝置及操作麵板組成，它是完成（chéng）加工過程的控製中（zhōng）心。
自動換刀裝（zhuāng）置是（shì）由（yóu）刀庫、機械手等部件組成，當需要（yào）換刀時，數控係統發出指令，由機械手或其（qí）它夾持裝置將刀具從（cóng）刀庫取出裝入主軸孔中。此（cǐ）台加工中（zhōng）心刀庫為鬥笠式，裝有 12 把刀（dāo），在使用時，當輸入（rù）“M06T**”的換刀指令時，刀（dāo）庫一直在旋轉，處於選刀狀態無法（fǎ）停止，導致其無法換刀。因（yīn）加工中心的一個很大優勢在於它有自動換刀裝置，使加工變得更具（jù）有柔性化，如若加工中心的換刀過程出現故障，雖然可手動（dòng）換（huàn）刀，但也大大降低了加工效率，也就失去了加工中心的真正意義。
要發（fā）揮數控機床的高效益（yì），就要**它（tā）的開動率，這（zhè）就對機床提出了穩定（dìng）性和可靠性的要（yào）求，即當機床出（chū）現故障（zhàng）後，要盡快診斷出故障原因並提出合理（lǐ）的解決（jué）方案加以修複（fù）。如果用人來比喻的話，就是平（píng）時要（yào）注意保養，避免生病；生病後，要及時就醫，診斷出病（bìng）因，對症下藥，盡（jìn）快康複[2]。
現代化設備需要現代化和科學化的管理，數控（kòng）機床的綜合性和複雜性（xìng）決定了數控機床的故障修複及問題的解決有自身的方法和特點，掌握好這些方法，可以**數控機床穩定可靠地運行（háng）。
1 、換刀係統故障原因分析
本台立式加工中心的正常（cháng）換刀過程如下所述：在機床係統（tǒng）接到“M06 T**”的指令後，主軸回到（dào）換刀點（diǎn）的位置進行（háng）準停，之後刀庫向右移動到主軸處（chù）將（jiāng）其上的刀具取下，當主軸上麵的刀具進入刀庫卡槽時，主軸向上移（yí）動（dòng）脫（tuō）離刀庫，隨後刀庫旋轉至對應刀號，將（jiāng）指令中所指定的刀具對準主軸正下方，主軸下移，使刀具進入（rù）主軸錐孔內，刀具夾緊後，刀庫退回到原來位置，換刀過程結束。
由上述得知，換刀（dāo）的關鍵點是主軸必須準停，即其一是 Z 向位置必須在換刀點位置，一般將 Z 向零點設為 Z 向換刀點，如若零點位（wèi）置改變，則換刀點（diǎn）位（wèi）置改變，無法換刀；其二是主軸端麵鍵必須與 X 向平行，如若位置有偏差（chà），也無法換刀（dāo）。其它如刀庫能否正常旋（xuán）轉選刀、氣壓是（shì）否足（zú）夠等均為換刀的必備條件（jiàn）。所以故障的原（yuán）因應分析如下幾個方麵：
在刀庫能正常旋轉選刀、氣（qì）壓足夠的情況下，應分（fèn）析：
（1）手動方式下能否換刀；
（2）刀庫是否可以正常（cháng）移動；
（3）能否正常選刀；
（4）主軸準停（tíng）後，Z 向的位置（zhì）是否在之前設定好的換刀點（diǎn）的（de）位（wèi）置；
（5）係統中設置的換刀點的（de）位置是否改（gǎi）變；
（6）主軸準停後，端麵鍵是否與 X 軸（zhóu）平行。
2 、具體排查措施
（1）在“手動”方式下，按下換（huàn）刀按（àn）鈕，機（jī）床能夠（gòu）正常手動換刀。主軸內部的換刀缸沒有問題。
（2）按下機床右側的控製刀庫氣壓缸的換向閥按鈕，刀庫可以正（zhèng）常地左右移動到位。說明此組係統不存在問題（tí）。
（3）在 MDI 狀態下（xià），輸入 M06 T01，係統在接收到換刀信號後，刀庫旋轉，隻要安裝在 1 號刀位上的圓形小凸塊靠近（距離為（wéi） 0.3 mm 左右）無觸點開關（接近開關），數控係統就默認為 1 號刀，並以此為計數基準（zhǔn），“馬氏機構”轉過幾次，當前就是（shì）幾號刀。在沒有（yǒu）刀具的情況下觀察整個換刀過程是否能完成，結果（guǒ）在選刀環節刀庫一直（zhí）旋轉。如果記憶初始位置的小凸（tū）塊（kuài）脫落或刀庫的接近開關存在問題，係統便無法判斷出指令中的刀具號，所以出現的問題（tí）就是係統一直（zhí）處於（yú）選刀狀態。經仔（zǎi）細檢查，是刀庫的（de）接近（jìn）開關脫落（如圖 1 所（suǒ）示（shì））。
圖 1 脫落（luò）的接近開關
（4）將控製麵板上的“主（zhǔ）軸定向”鍵按（àn）下，發現主軸（zhóu）的兩個凸出鍵並沒有與（yǔ） X 軸方向平行，也就是主（zhǔ）軸在定向後沒有（yǒu）轉到位。主軸準停（tíng）的（de）原理是本機床采用霍爾元件檢測定向，引起主軸（zhóu）準停位置不準（zhǔn）的原因（yīn）可能是（shì）主軸準停裝置（zhì）電氣係統參數變化（huà）、定位（wèi）不牢靠或主軸徑向跳動超差。首先檢查外部硬件，並沒有發現固定螺釘鬆動或定位鍵被損壞，即引起主軸準（zhǔn）停錯誤的原因極有可能（néng）是電氣係統參數發生了變化。通過查閱此台機床參數設置說明（míng）書（shū）可知控製機床主軸定位的參數為主軸伺服驅（qū）動器（qì）的 PA-39 號（hào）參數，參數的值上升越多主軸向反方向偏轉的角度越大[3]。
（5）將（jiāng）銑刀柄裝入主軸錐（zhuī）孔，Z 軸移動至換到平麵，機械坐標顯示（shì）值（zhí）為（wéi） Z-104.6，手（shǒu）動將刀庫緩慢靠近主軸，發現換刀點偏高（gāo）（如圖 2 所示），即換刀點位置發（fā）生了變化。換刀點位置（zhì）與機床零點有關，此（cǐ）值在參（cān）數（shù）中設置，一經設置，在不重新設（shè）置（zhì）的情況下便不會（huì）再改變。由於（yú）機床每次開機需進行回（huí）零的操（cāo）作，當機床（chuáng）零點位置由於種（zhǒng）種原因發生改變時，當前的換刀點便會（huì）和（hé）原設好的換刀點有誤差。對於不需回（huí）零的機床刀（dāo）庫而言，即使機床的零點位置發生改變，也不會影響換刀點的位置，隻是當機床的（de） MOS 電池（chí）不起作用、數據丟失的情況下才需要調整零點的位置，進而重新調整換刀點的位置（zhì）。這台機床每次開機後需（xū）進行回零操（cāo）作，所以問題顯然是機床零點位置的變化導（dǎo）致換刀點位置發生了改變。
圖 2 換刀點位置偏高
根據以上排查結果及故障原（yuán）因，製定出如下（xià）解決方案：
首（shǒu）先調節主軸定向（xiàng），將主軸伺服驅動（dòng）器 PA-39參數改（gǎi）為 1 800 後，主軸定向（xiàng）到位；其次在手動方式下，將（jiāng）刀庫移（yí）動（dòng）至接（jiē）近換刀位（wèi）置，觀察主軸位置在哪個（gè）點可正常（cháng）換刀，經過測試換（huàn）刀（dāo）點在 Z-120.6 時合適，將機（jī）床的零（líng）點限位擋塊（kuài）向下移動（dòng） 16 mm，使主軸在 Z-104.6 mm 時可以到達換（huàn）刀位置，經過調試主軸可以（yǐ）到達換到（dào）位置；較後將脫落的接近開關安裝好（如圖 3 所示）。
圖 3 修複後的接近開（kāi）關
維修（xiū）結（jié）果：換刀過程可順（shùn）利（lì）完成（如圖（tú） 4 所示）。
圖4 修複後可正常換刀
3、 結束語
數控（kòng）加工中心的換刀係統是一個典型的機、電、液、氣一（yī）體化控（kòng）製係統（tǒng），隻有對該係統（tǒng）動作過程和控（kòng）製原理進行深入分析，才能（néng）**加工（gōng）中心（xīn）的正常使用和（hé）維護。在遇到故障時，首（shǒu）先應仔細觀察（chá）故障現象，通過現象分析原理並歸納其本質原因及特殊情況，較終提出合理的解決方案。經過上述對換刀係統無法正常換（huàn）刀的一般原因分（fèn）析及針對具體故障如刀庫一直處於選刀（dāo）狀態和主軸不在換刀點等進行的特殊診斷及維修處理（lǐ），較終使刀庫可以正常使用，也為相關機床維修維護人員（yuán）提供（gòng）了更多解決加工中心刀庫故障的思路與方法。
