0 引言（yán）

      加工中心（xīn）的一個（gè）很大優勢在於它有ATC 裝置，使加工變得更具（jù）有柔性化。加工中心常（cháng）用的刀庫有鬥笠（lì）式、凸輪式、鏈條式等，其中鬥笠式刀庫（kù）由於（yú）其形狀像個大鬥笠而得名，一般（bān）存儲刀具數量不能太多，10~24 把（bǎ）刀（dāo）具為宜，具有體積小、安裝（zhuāng）方便等特點，在立式加工（gōng）中心中（zhōng）應用較多。

      1 鬥笠式刀庫的動作過程

      鬥笠式刀庫在（zài）換刀時整個刀庫（kù）向主軸平行移動，首先，取下主軸上（shàng）原有刀具，當主軸上的刀具進入刀庫的卡槽時，主軸向（xiàng）上（shàng）移動脫離刀具；其次主軸安裝新刀具，這時刀庫轉動，當目標刀具對正主軸正下方時，主軸下移，使（shǐ）刀（dāo）具進入主軸錐孔內，刀具夾緊後，刀庫（kù）退回原來的位置，換刀結束。刀庫具體動作過程如下：

      1.1 刀庫處於正常狀態，此時刀庫停留在遠離主軸中心的位置。此位（wèi）置一般（bān）安（ān）裝（zhuāng）有（yǒu）信號傳感器（為了方便（biàn）理解，定義為A），傳感（gǎn）器A發送信號輸送到（dào）數（shù）控機床的PLC 中，對刀庫狀（zhuàng）態進行（háng）確認。

      1.2 數控係統對指令（lìng）的目標刀具號和當前（qián）主軸（zhóu）的刀（dāo）具號進（jìn）行分析。如果（guǒ）目標刀（dāo）具號和當前主軸（zhóu）刀具號一（yī）致，直接發出換刀完成信號。如果目標刀具號（hào）和當前主軸刀具號不一致，啟動換刀程序，進入下一步。

      1.3 主軸沿Z 方向移動到安全位置。一般安全位置定義為（wéi）Z 軸的第一參考點位置，同時主軸完成定位動作，並保持定位狀態；主軸定位常常通過（guò）檢測主軸所（suǒ）帶的（de）位置編碼器一轉信（xìn）號來完成。

      1.4 刀庫平行向主（zhǔ）軸位置移動。刀庫刀（dāo）具中心和主軸中心線（xiàn）在一條直線上時為換刀（dāo）位置（zhì），位置到達通過信號傳（chuán）感器（B）反饋信號到（dào）數控係統PLC 進行確認。

      1.5 主（zhǔ）軸向下移動到刀具交換位置。一般刀具交換位置定義為Z軸的第（dì）二參考點，在（zài）此（cǐ）位置將當前主軸上的（de）刀具還回到刀庫中。

      1.6 刀庫抓刀確認後，主（zhǔ）軸吹氣鬆刀。機床在主軸部分安裝（zhuāng）鬆（sōng）刀確認傳感器（C），數控機床PLC 接收到傳感器C發送的（de）反饋信（xìn）號後，確認本步動作執行完成，允許（xǔ）下一（yī）步動作（zuò）開（kāi）始。

      1.7 主軸（zhóu）抬起（qǐ）到Z軸第一參考點（diǎn）位（wèi）置（zhì）。此操作目的是防止刀（dāo）庫轉動時，刀庫和（hé）主軸發生（shēng）幹涉。

      1.8 刀（dāo）庫旋轉使能。數控係統發出（chū）刀庫電機正/ 反轉啟動信號，啟動刀庫電機的轉動，找到指令（lìng）要（yào）求更換的目（mù）標刀具，並使此（cǐ）刀具位（wèi）置的中心與主軸中心（xīn）在（zài）一條直線上。

      1.9 主軸沿下移到（dào）Z 軸的第二參考點位置，進行抓刀動作。

      1.10 主軸刀具加緊。加緊傳感器（D）發（fā）出確認信號。

      1.11 刀庫向遠離主（zhǔ）軸中心位置側平移，直到PLC 接收到傳感器A 發出的反饋確（què）認信號（hào）。

      1.12 主軸（zhóu）定位解除，換刀操作完成（chéng）。

      刀（dāo）庫僅有以（yǐ）上四個傳感（gǎn）器是不夠的，為了保證數控（kòng）機床的安全，保證刀（dāo）庫的換刀順利（lì）完成，在鬥笠式刀庫中一般還安（ān）裝刀庫轉動（dòng）到位確認傳感器（E），保證刀庫轉動停止時，刀具中心線位置和主軸中心（xīn）線在一條直線上。

      2 鬥笠式刀庫換刀過程常見故障分析

      數控機床刀庫部分故障率相對較高，根（gēn）據以往的工作經驗，對鬥笠式刀庫在換刀過程中（zhōng）常見故（gù）障現象及原因總結以下幾條：

      例1 故障現象：數控係統發出換刀指令，刀庫不動作。

      例2 故障現（xiàn）象（xiàng）：刀庫移動到主軸中心位置，但不進行接下的動作。

      原因分析：①檢查刀庫到主軸側的確認（rèn）信號傳（chuán）感器B、E 是否良好？發送（sòng）到數控係統PLC 中的信號狀態（tài）是否正常？此故障現象多由於傳感器不良造成；②如果（guǒ）傳感器狀態（tài）及（jí）信（xìn）號都正常，請檢查主軸刀具是否加緊（jǐn）？③檢查主軸定（dìng）位是否完成？④確認第一參考點返回是否完成？

      例3 故障現象：刀庫從主軸取完刀，不旋（xuán）轉到目標刀位。

      原因分析：一（yī）般刀（dāo）庫的旋（xuán）轉電機為三相異步電動機帶動，如果發生以上故障，要（yào）進（jìn）行以下檢查（chá）：①參照機床的電（diàn）氣圖紙，利用萬用表（biǎo）等檢測工具（jù）檢查電機的啟動電路是否正常？②檢（jiǎn）查刀庫部（bù）分（fèn）的電源是否正常？交流接觸器與開關是否正常？一般（bān）刀庫主電路部分的動力電源為3 相交流380V電壓，交流接觸器線（xiàn）圈控製部分的電源（yuán）為交流（liú）110V或直（zhí）流24V，檢查此部分的電路並保證電路正常；③如果在保證以上部分都正常的情況下，檢（jiǎn）查刀庫驅動電機是否正常？④如（rú）果以上故障都排除，請考慮刀庫機（jī）械部分是否有幹涉的地方？刀庫旋轉驅動電機和刀（dāo）庫（kù）的連接是否脫離？

      例4 故障現象：主軸抓刀（dāo）後，刀庫不移回初始位置。

      原因分析：①檢（jiǎn）查氣（qì）源壓力是否在要求範圍？②檢查刀（dāo）庫驅動電機控製回路是否正常？刀庫控製電機正、反轉實現刀庫的左、右平移，如果反轉控（kòng）製部（bù）分故障，容易出現以上（shàng）故障；③檢查刀庫控製電（diàn）機；③檢查主軸刀具抓緊情況，主（zhǔ）軸刀具抓緊通過加（jiā）緊傳感器D 發出回（huí）饋信號到數控係（xì）統，如果數控係統接受不到（dào）傳感器（qì）D 發送的加緊確認信號，刀庫不執行下麵的動作；④檢（jiǎn）查刀庫部分是否存在機（jī）械幹（gàn）涉現象。

      加工中心采用鬥笠式刀庫（kù）換刀，一般刀（dāo）庫的平移過程通過汽缸動作來實現，所以在（zài）刀庫（kù）動作過程中，保證氣壓的充足與穩定非常重要，操作（zuò）者開機前首先要檢查機床的壓縮空氣壓力，保證壓力穩定在要求範圍內。對於刀庫出現的其他電氣（qì）問題，維修人員參照機床的電氣圖冊，通過分析（xī）鬥笠式（shì）刀庫的動作過程，一定能找出原因，解決問題，保證設（shè）備的正常運轉。