加工中心是一种带有刀库和主动换刀设备的数控机床，可使工件在装夹后，主动连续完结铣削、钻削、镗削、铰孔、攻螺纹、凹槽等多工序的加工，与其他机床比较，加工中心大大缩短了工件装夹、丈量和机床调整的时刻。缩短工件的周转、搬运和存放时刻，使机床的切削时刻利用率高于一般机床的 3~4倍；具有较好的加工一致性，并且能扫除工艺进程中人为干扰要素，从而提高了加工精度和加工功率，缩短出产周期[1]；此外，加工中心有主动换刀设备，因而处理了刀具问题并具有高度主动化的多工序办理功用。立式加工中心主要由根底部件、主轴部件、进给机构、数控体系、主动换刀体系及辅助设备几部分组成。
主轴部件又是由主轴箱、主轴电动机、主轴和轴承等零件组成，主轴的启动、准停和变速等动作由数控体系控制，并经过装在主轴上的刀具参加切削运动。数控体系是由数控设备、PLC、伺服驱动设备及操作面板组成，它是完结加工进程的控制中心。
主动换刀设备是由刀库、机械手等部件组成，当需求换刀时，数控体系宣布指令，由机械手或其它夹持设备将刀具从刀库取出装入主轴孔中。此台加工中心刀库为斗笠式，装有 12 把刀，在运用时，当输入“M06T**”的换刀指令时，刀库一向在旋转，处于选刀状况无法停止，导致其无法换刀。因加工中心的一个很大优势在于它有主动换刀设备，使加工变得更具有柔性化，如若加工中心的换刀进程呈现毛病，虽然可手动换刀，但也大大降低了加工功率，也就失去了加工中心的真正含义。
要发挥数控机床的益，就要确保它的开动率，这就对机床提出了稳定性和可靠性的要求，即当机床呈现毛病后，要赶快确诊出毛病原因并提出合理的处理方案加以修正。假如用人来比喻的话，便是平常要注意保养，避免生病；生病后，要及时就医，确诊出病因，对症下药，赶快康复[2]。
现代化设备需求现代化和科学化的办理，数控机床的综合性和复杂性决议了数控机床的毛病修正及问题的处理有本身的办法和特色，把握好这些办法，可以确保数控机床稳定可靠地运转。
1 、换刀体系毛病原因剖析
本台立式加工中心的正常换刀进程如下所述：在机床体系接到“M06 T**”的指令后，主轴回到换刀点的方位进行准停，之后刀库向右移动到主轴处将其上的刀具取下，当主轴上面的刀具进入刀库卡槽时，主轴向上移动脱离刀库，随后刀库旋转至对应刀号，将指令中所指定的刀具对准主轴正下方，主轴下移，使刀具进入主轴锥孔内，刀具夹紧后，刀库退回到本来方位，换刀进程完毕。
由上述得知，换刀的要害点是主轴有必要准停，即其一是 Z 向方位有必要在换刀点方位，一般将 Z 向零点设为 Z 向换刀点，如若零点方位改动，则换刀点方位改动，无法换刀；其二是主轴端面键有必要与 X 向平行，如若方位有偏差，也无法换刀。其它如刀库能否正常旋转选刀、气压是否足够等均为换刀的必备条件。所以毛病的原因应剖析如下几个方面：
在刀库能正常旋转选刀、气压足够的情况下，应剖析：
(1)手动方法下能否换刀；
(2)刀库是否可以正常移动；
(3)能否正常选刀；
(4)主轴准停后，Z 向的方位是否在之前设定好的换刀点的方位；
(5)体系中设置的换刀点的方位是否改动；
(6)主轴准停后，端面键是否与 X 轴平行。
2 、具体排查措施
(1)在“手动”方法下，按下换刀按钮，机床能够正常手动换刀。主轴内部的换刀缸没有问题。
(2)按下机床右侧的控制刀库气压缸的换向阀按钮，刀库可以正常地左右移动到位。说明此组体系不存在问题。
(3)在 MDI 状况下，输入 M06 T01，体系在接收到换刀信号后，刀库旋转，只要安装在 1 号刀位上的圆形小凸块挨近(距离为 0.3 mm 左右)无触点开关(挨近开关)，数控体系就默认为 1 号刀，并以此为计数基准，“马氏机构”转过几回，当时便是几号刀。在没有刀具的情况下调查整个换刀进程是否能完结，成果在选刀环节刀库一向旋转。假如记忆初始方位的小凸块掉落或刀库的挨近开关存在问题，体系便无法判断出指令中的刀具号，所以呈现的问题便是体系一向处于选刀状况。经仔细检查，是刀库的挨近开关掉落(如图 1 所示)。
图 1 掉落的挨近开关
(4)将控制面板上的“主轴定向”键按下，发现主轴的两个凸出键并没有与 X 轴方向平行，也便是主轴在定向后没有转到位。主轴准停的原理是本机床采用霍尔元件检测定向，引起主轴准停方位不准的原因可能是主轴准停设备电气体系参数变化、定位不牢靠或主轴径向跳动超差。首先检查外部硬件，并没有发现固定螺钉松动或定位键被损坏，即引起主轴准停错误的原因极有可能是电气体系参数发作了变化。经过查阅此台机床参数设置说明书可知控制机床主轴定位的参数为主轴伺服驱动器的 PA-39 号参数，参数的值上升越多主轴向反方向偏转的角度越大[3]。
(5)将铣刀柄装入主轴锥孔，Z 轴移动至换到平面，机械坐标显现值为 Z-104.6，手动将刀库缓慢挨近主轴，发现换刀点偏高(如图 2 所示)，即换刀点方位发作了变化。换刀点方位与机床零点有关，此值在参数中设置，一经设置，在不从头设置的情况下便不会再改动。由于机床每次开机需进行回零的操作，当机床零点方位由于种种原因发作改动时，当时的换刀点便会和原设好的换刀点有误差。关于不需回零的机床刀库而言，即使机床的零点方位发作改动，也不会影响换刀点的方位，只是当机床的 MOS 电池不起作用、数据丢掉的情况下才需求调整零点的方位，进而从头调整换刀点的方位。这台机床每次开机后需进行回零操作，所以问题显然是机床零点方位的变化导致换刀点方位发作了改动。
图 2 换刀点方位偏高
依据以上排查成果及毛病原因，拟定出如下处理方案：
首先调节主轴定向，将主轴伺服驱动器 PA-39参数改为 1 800 后，主轴定向到位；其次在手动方法下，将刀库移动至挨近换刀方位，调查主轴方位在哪个点可正常换刀，经过测试换刀点在 Z-120.6 时适宜，将机床的零点限位挡块向下移动 16 mm，使主轴在 Z-104.6 mm 时可以抵达换刀方位，经过调试主轴可以抵达换到方位；zui后将掉落的挨近开关安装好(如图 3 所示)。
图 3 修正后的挨近开关
修理成果：换刀进程可顺利完结(如图 4 所示)。
图4 修正后可正常换刀
3、 完毕语
数控加工中心的换刀体系是一个典型的机、电、液、气一体化控制体系，只有对该体系动作进程和控制原理进行深入剖析，才能确保加工中心的正常运用和保护。在遇到毛病时，首先应仔细调查毛病现象，经过现象剖析原理并归纳其本质原因及特别情况，zui终提出合理的处理方案。经过上述对换刀体系无法正常换刀的一般原因剖析及针对具体毛病如刀库一向处于选刀状况和主轴不在换刀点等进行的特别确诊及修理处理，zui终使刀库可以正常运用，也为相关机床修理保护人员供给了更多处理加工中心刀库毛病的思路与办法。
