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[摘 要]数控机床自动换刀装置是数控机床的重要执行部件，其运行的可靠性直接影响机床的加工质量和效率。为确呆保其稳定正常运行，提高其运行的可靠性，并能快速排除故障，是确保数控机床正常使用的主要手段之一。本文通过对数控设备自动换刀装置的原理和结构分析，提出常见故障的诊断和维修方法。
[关键词]数控机床；自动换刀装置；故障；维修
中图分类号：U226.8+1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）37-0014-01
0前言
数控机床自动换刀系统是数控机床的重要组成部分，其运行的可靠性直接影响机床的加工质量和效率。由于自动换刀系统特殊的结构形式和特定的工作环境，造成自动换刀系统故障频繁，严重影响数控机床的正常运行和加工效率。通过研究数控机床自动换刀系统的结构和工作原理，快速准确判断故障原因，提高维修效率。
1自动换刀系统的组成
1.1刀库。在自动换刀系统中，数控机床取、送刀具都是在刀库中某一固定刀位实现的，刀库一般采用电动机或液压系统为刀库传动提供动力。刀库中的刀具定位机构是用来保证使需要更换的每一把刀具或刀套都能准确地停在换刀位置上的。根据刀库容量和取刀方式，可以将刀库设计成各种形式，常用的刀库形式有盘式刀库、链式刀库等。
1.1.1盘式刀库：结构简单，应用较多，但其刀具环形排列，空间利用率低，受刀盘尺寸限制，刀库容量较小，通常容量15-32把刀。也有将刀具在刀盘中采用双环或多环排列，以增加空间利用率，存放更多刀具。
1.1.2 链式刀库：结构紧凑，灵活性好，刀库容量较大，选刀和取刀动作简单，适用于刀库容量较大的场合，且多为轴向取刀。一般当刀库数量为30-120把时，多采用链式刀库。
1.2 机械手。在自动换刀系统中，用来实现刀库与机床主轴之间传递和装卸刀具的装置称为机械手，刀具的交换方式通常分为采用机械手进行刀具交换和由刀库与机床主轴的相对运动无机械手的刀具交换。采用机械手进行刀具交换的方式在加工中心中应用最为普遍。
1.3控制程序
1.3.1宏程序：数控程序中含有变量的程序称为宏程序。数控宏程序分为A类和B类宏程序，其中A类宏程序比较老，编写起来也比较费时费力，B类宏程序类似于C语言的编程，编写方便。不论是A类还B类宏程序，它们运行的效果都是一样的。
1.3.2 PLC程序：FANUC公司将其主要用于机床控制的可编程逻辑控制器称为可编程机床逻辑控制器PMC（Programmable Machine Controller）。程序通过FANUC编程软件LADDER-III编写。跟其它品牌PLC一样，有通用指令和自己开发用于機床的特殊指令。
2自动换刀系统的控制原理
NC 和 PMC（PLC）：数控系统中M06是其通用的换刀代码。机床在接收相应的换刀指令，列如：M06 T02后，经系统译码，（T指令的判别可以在宏程序中编写，也可以在PMC中编写）判别指令的正确与否，不正确，报出相应的报警信息代码，正确则执行指令。在FANUC系统中调用相应O9000以后的宏程序，实现坐标定位，主轴定向，数据记忆，数据输出。同时也调用PMC的换刀程序，在经过一系列复杂动作和数据更新后，将换刀动作完成。
3典型故障及其处理
3.1刀库乱刀故障：当程序执行T34时，刀库侧却停留在35号刀位上。执行T35时，刀库侧停留在36号刀位上，始终是错位一个刀号。
故障分析：像这种有规律的刀号错乱，数控系统没有报警，换刀和加工程序也能正常执行。可以确认是数据库存储的数据跟实际刀库数据不符造成。根据刀库的PLC程序原理，可以找到相应的数据寄存器，更改与实际相符的数值进去，就可以消除故障。
故障处理：机床C0的current是当前刀库刀号位置， D3是当前主轴刀号。照实际刀库刀号输入C0中的current，把主轴刀号输入D3，重新执行换刀程序，换刀正常。
3.2换刀点错误：机床在执行自动换刀的过程中出现异响。仔细观察后发现，声音来自刀送入刀库时产生的异响。
故障分析：异响的原因是因为刀库与刀具的位置偏差，产生的碰撞引起的。像这样的情况，需要更改换刀点位置。
故障处理：我们首先要判断是那几根轴位置偏差，还要记录下当前坐标。然后找到机床的换刀宏程序，并找到相应语句，更改相应数值。
4 结束语
通过研究数控机床换刀系统的基本原理和工作过程，以及对系统故障的分析和排除，提出常见故障的诊断和维修方法，做到快速准确判断故障原因，提高维修效率。
参考文献：
[1]闻邦椿《机械设计手册》（第5版）2010年1月 机械工业出版社
[2]林艳华《机械制造技术基础》2010年3月 化学工业出版社
[3]刘蔡保 数控机床故障诊断与维修 化学工业出版社2012年
[关键词]数控机床；自动换刀装置；故障；维修
中图分类号：U226.8+1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）37-0014-01
0前言
数控机床自动换刀系统是数控机床的重要组成部分，其运行的可靠性直接影响机床的加工质量和效率。由于自动换刀系统特殊的结构形式和特定的工作环境，造成自动换刀系统故障频繁，严重影响数控机床的正常运行和加工效率。通过研究数控机床自动换刀系统的结构和工作原理，快速准确判断故障原因，提高维修效率。
1自动换刀系统的组成
1.1刀库。在自动换刀系统中，数控机床取、送刀具都是在刀库中某一固定刀位实现的，刀库一般采用电动机或液压系统为刀库传动提供动力。刀库中的刀具定位机构是用来保证使需要更换的每一把刀具或刀套都能准确地停在换刀位置上的。根据刀库容量和取刀方式，可以将刀库设计成各种形式，常用的刀库形式有盘式刀库、链式刀库等。
1.1.1盘式刀库：结构简单，应用较多，但其刀具环形排列，空间利用率低，受刀盘尺寸限制，刀库容量较小，通常容量15-32把刀。也有将刀具在刀盘中采用双环或多环排列，以增加空间利用率，存放更多刀具。
1.1.2 链式刀库：结构紧凑，灵活性好，刀库容量较大，选刀和取刀动作简单，适用于刀库容量较大的场合，且多为轴向取刀。一般当刀库数量为30-120把时，多采用链式刀库。
1.2 机械手。在自动换刀系统中，用来实现刀库与机床主轴之间传递和装卸刀具的装置称为机械手，刀具的交换方式通常分为采用机械手进行刀具交换和由刀库与机床主轴的相对运动无机械手的刀具交换。采用机械手进行刀具交换的方式在加工中心中应用最为普遍。
1.3控制程序
1.3.1宏程序：数控程序中含有变量的程序称为宏程序。数控宏程序分为A类和B类宏程序，其中A类宏程序比较老，编写起来也比较费时费力，B类宏程序类似于C语言的编程，编写方便。不论是A类还B类宏程序，它们运行的效果都是一样的。
1.3.2 PLC程序：FANUC公司将其主要用于机床控制的可编程逻辑控制器称为可编程机床逻辑控制器PMC（Programmable Machine Controller）。程序通过FANUC编程软件LADDER-III编写。跟其它品牌PLC一样，有通用指令和自己开发用于機床的特殊指令。
2自动换刀系统的控制原理
NC 和 PMC（PLC）：数控系统中M06是其通用的换刀代码。机床在接收相应的换刀指令，列如：M06 T02后，经系统译码，（T指令的判别可以在宏程序中编写，也可以在PMC中编写）判别指令的正确与否，不正确，报出相应的报警信息代码，正确则执行指令。在FANUC系统中调用相应O9000以后的宏程序，实现坐标定位，主轴定向，数据记忆，数据输出。同时也调用PMC的换刀程序，在经过一系列复杂动作和数据更新后，将换刀动作完成。
3典型故障及其处理
3.1刀库乱刀故障：当程序执行T34时，刀库侧却停留在35号刀位上。执行T35时，刀库侧停留在36号刀位上，始终是错位一个刀号。
故障分析：像这种有规律的刀号错乱，数控系统没有报警，换刀和加工程序也能正常执行。可以确认是数据库存储的数据跟实际刀库数据不符造成。根据刀库的PLC程序原理，可以找到相应的数据寄存器，更改与实际相符的数值进去，就可以消除故障。
故障处理：机床C0的current是当前刀库刀号位置， D3是当前主轴刀号。照实际刀库刀号输入C0中的current，把主轴刀号输入D3，重新执行换刀程序，换刀正常。
3.2换刀点错误：机床在执行自动换刀的过程中出现异响。仔细观察后发现，声音来自刀送入刀库时产生的异响。
故障分析：异响的原因是因为刀库与刀具的位置偏差，产生的碰撞引起的。像这样的情况，需要更改换刀点位置。
故障处理：我们首先要判断是那几根轴位置偏差，还要记录下当前坐标。然后找到机床的换刀宏程序，并找到相应语句，更改相应数值。
4 结束语
通过研究数控机床换刀系统的基本原理和工作过程，以及对系统故障的分析和排除，提出常见故障的诊断和维修方法，做到快速准确判断故障原因，提高维修效率。
参考文献：
[1]闻邦椿《机械设计手册》（第5版）2010年1月 机械工业出版社
[2]林艳华《机械制造技术基础》2010年3月 化学工业出版社
[3]刘蔡保 数控机床故障诊断与维修 化学工业出版社2012年