OKUMA MCR 系列加工中心 ATC 故障修復
2021-1-6 來源： 中車戚墅堰機車車輛工藝研究所有限公司 作者：劉云清
摘要：目前，國內(nèi)眾多制造業(yè)公司引用大批高端進口數(shù)控機床設(shè)備，極大促進了我國制造業(yè)發(fā)展，支撐了我國從低端加工到高端制造的進步。早期進口設(shè)備都已處于故障高發(fā)期，成為制約設(shè)備利用率的難題。闡述 OKUMA MCR 系列龍門加工中心最容易出現(xiàn)的ATC 換刀故障的修復方法，供日常處理 O KUMA 加工中心 ATC 故障時參考。
關(guān)鍵詞：數(shù)控機床；ATC；維修
0 引言
對于引進國外進口設(shè)備的企業(yè)，高端進口設(shè)備價值非常昂貴，幾乎是瓶頸生產(chǎn)設(shè)備。設(shè)備故障維修的及時性已日漸成為制約公司有效發(fā)揮生產(chǎn)效能的矛盾問題，經(jīng)常因不能及時修復設(shè)備故障，造成很大經(jīng)濟損失。為此，提升數(shù)控設(shè)備維修技術(shù)人員水平顯得非常重要。
1 、ATC 常見故障原因及修復方法
1.1 ATC 出現(xiàn)故障的一般原因
一般由于狀態(tài)確認信號開關(guān)或執(zhí)行元件（電磁閥） 出現(xiàn)故障，也可能是緊急停止開關(guān)被按下，此時 ATC 運行中會被停止。當機床 PLC 狀態(tài)信號確認裝置出現(xiàn)故障，機床刀具交換裝置 ATC 就會停止運行，機床故障診斷系統(tǒng)會顯示ATC 中斷的報警原因。此外，利用機床 I/O 狀態(tài)顯示畫面也可以檢查相關(guān)狀態(tài)，確認信號開關(guān)輸入和執(zhí)行元件輸出是否正常。
診斷信息和機床 I/O 數(shù)據(jù)的詳細資料可參閱 OSP 系統(tǒng)維護手冊。
1.2 一般故障的 ATC 故障恢復步驟
（1）當 ATC 運行順序號為 2～16 步時。①按機床復位按鈕；②選擇手動模式并按單步退按鈕，使 ATC 返回到運行順序號 1（下文用手動復位 ATC 至順序號 1 代替）。
（2）當 ATC 運行順序號為 17 時。這個順序號定位 ATC 到原始位置，分度主軸和分度附加頭。①當附加頭分度過程中ATC 停止。按機床復位按鈕；按照附加頭恢復步驟，恢復機床上的附加頭；手動復位 ATC 至順序號 1；②在操作附加頭分度以外的動作造成 ATC 停止時。按機床復位按鈕；手動復位 ATC 至順序號 1。
（3）當 ATC 運行順序號為 18、19 時。①按機床復位按鈕；②選擇手動模式，同時按單步退按鈕和 ATC 操作面板上的互鎖解除按鈕，使 ATC 返回到運行順序號 17；③按單步退按鈕或返回循環(huán)重啟按鈕，使 ATC 返回到運行順序號 1 （下文用手動使ATC 復位至順序號 1 代替）。
（4）當 ATC 運行順序號為 20 時。①按機床復位按鈕；②選擇手動模式。按機床 ATC 換刀臂移進/移出機床主軸的恢復步驟，使換刀臂到主軸移入位置，注意觀察主軸定向、加工刀具和
ATC 換刀臂不干涉；③機床復位 ATC 換刀臂后，設(shè)定 ATC 運行順序號到 19。同時按單步退按鈕和 ATC 操作面板上的互鎖解除按鈕，使 ATC 返回到運行順序號 17；④手動使 ATC 復位至順
序號 1。
（5）當 ATC 運行順序號為 21 時。①按機床復位按鈕；②選擇手動模式并同時按單步退按鈕和 ATC 操作面板上的互鎖解除按鈕，使 ATC 返回到運行順序號 20；③參照步驟（4），從順序號 20 復位 ATC。
（6）當 ATC 運行順序號為 22 時。①按機床復位按鈕；②選擇手動模式。按照（4）②操作；③機床復位換刀臂后，設(shè)定 ATC運行順序號到 23。同時按單步退按鈕和 ATC 操作面板上的互
鎖解除按鈕，使 ATC 返回到運行順序號 25；④手動使 ATC 復位至順序號 1。
（7）當 ATC 運行順序號為 23、24 時。①按機床復位按鈕；②選擇手動模式，同時按單步進按鈕和 ATC 操作面板上的互鎖解除按鈕，使 ATC 前進到運行順序號 25；③手動使 ATC 復位至
順序號 1。
（8）當 ATC 運行順序號為 25～28 時。①按機床復位按鈕；②手動使 ATC 復位至順序號 1。
（9）當 ATC 運行順序號為 29～34 時。①按機床復位按鈕；②手動使 ATC 復位至順序號 1。
（10）當 ATC 運行順序號為 35 時。這個順序號是 ATC 定位到初始位置。①當附加頭分度過程中 ATC 停止，按照（2）①操作步驟恢復；②在操作附加頭分度以外的動作造成 ATC 停止時，按照（2）①操作步驟恢復。
（11）當 ATC 運行順序號為 36、37 時。①按機床復位按鈕；②選擇手動模式并同時按單步退按鈕和 ATC 操作面板上的互鎖解除按鈕，使 ATC 返回到運行順序號 35。③手動使 ATC 復位
至順序號 1。
（12）當 ATC 運行順序號為 38 時。①按機床復位按鈕；②選擇手動模式。按照（4）②操作；③按照機械臂復位步驟復位換刀臂后，設(shè)定 ATC 運行順序號到 37。同時按住單步退按鈕和 ATC操作面板上的互鎖解除按鈕，使 ATC 返回到運行順序號 17；④手動使 ATC 復位至順序號 1。
（13）當 ATC 運行順序號為 39 時。①按機床復位按鈕；②選擇手動模式，同時按單步退按鈕和 ATC 操作面板上的互鎖解除按鈕，使 ATC 返回到運行順序號 38；③參照步驟（12），從順序號 38 機床復位 ATC。
（14）當 ATC 運行順序號為 39 時。①按機床復位按鈕；②選擇手動模式，同時按單步退按鈕和 ATC 操作面板上的互鎖解除按鈕，使 ATC 返回到運行順序號 38；③參照步驟（12），從順序號 38 機床復位 ATC。
（15）當 ATC 運行順序號為 40 時。①按機床復位按鈕；②選擇手動模式。按照（4）②操作；③按照機械臂機床復位步驟機床復位換刀臂后，設(shè)定 ATC 運行順序號到 41。同時按住單步退按鈕和 ATC 操作面板上的互鎖解除按鈕，使 ATC 返回到運行順序號 43；④手動使 ATC 復位至順序號 1。
（16）當 ATC 運行順序號為 41、42 時。①按機床復位按鈕；②選擇手動模式，同時按單步進按鈕和 ATC 操作面板上的互鎖解除按鈕，使 ATC 前進到運行順序號 43；③手動使 ATC 復位至順序號 1。
（17）當 ATC 運行順序號為 43～48 時。①按機床復位按鈕；②選擇手動模式，按單步進按鈕或返回循環(huán)重啟按鈕，使 ATC前進到運行順序號 1。以上是一般情況下該設(shè)備常見 ATC 故障修復的方法和具體操作步驟。若按照上述方法和步驟仍然不能處理該設(shè)備 ATC故障，則一般是硬件出現(xiàn)故障。需要進一步分析故障原因，結(jié)合其他一些故障修復辦法和手段處理。
下面就這種情況，介紹一些設(shè)備特有的診斷和修復方法。
2、 ATC 異常故障的解決方法
2.1 改變 ATC 順序號和檢查
AAC 順序號計數(shù)器方法
（1）選擇參數(shù)設(shè)定模式。從畫面切換窗口選擇機床系統(tǒng)參數(shù)ATC。
（2）如改變 ATC 運行順序號，把光標鍵移動到 ATC 順序號欄上。按功能鍵[F1]設(shè)定需要的順序號。如需檢查附加頭順序計數(shù)器（在 OKUMA 機床中 AT-B 軸和 AT-C 軸使用同一套計數(shù)器），則需從原界面窗口切換選擇機床（附加頭）系統(tǒng)參數(shù)。
2.2 附加頭強制機床復位的步驟和方法
在附加頭沒有結(jié)束運行，機床復位旋轉(zhuǎn)頭時，按下面步驟使機床可重新復位附加頭。
（1）選擇手動或分度手動模式。
（2）在機床用戶參數(shù) 13 號系統(tǒng)檢查模式中修改設(shè)定數(shù)據(jù)為“61”。系統(tǒng)屏幕會同時顯示提示信息：“2713 警告 B 軸互鎖解除 61”。
（3）從操作面板上選擇脈沖手輪。用脈沖手輪的軸選擇開關(guān)選取主軸。使用手輪強制轉(zhuǎn)動附加頭到 0 位置。在轉(zhuǎn)動附加頭時要特別注意查看附加頭松開 PLC 信號輸出應為 ON。
（4）按主軸刀具夾緊按鈕。檢查確認附加頭 PLC 控制松開狀態(tài)（信號 ON）輸出變?yōu)楦郊宇^夾緊（狀態(tài)信號 ON）輸出。在附加頭夾緊信號 ON 確認后，檢查附加頭順序號變成“0”。
（5）確定附加頭位置正常后（正常位置數(shù)據(jù)在后面的機械軸參數(shù)中介紹），把[機械系統(tǒng)檢查模式]中設(shè)定的數(shù)值變成“0”。
2.3 換刀臂強制機床復位的步驟和方法
在機床復位換刀臂移/移出軸時，如果 ATC 未能完成相關(guān)動作，需按照下述步驟恢復機床相應的軸控制位置。
（1）選擇手動模式或 MDI 模式。
（2）在機床用戶參數(shù) 13 系統(tǒng)檢查模式中，把系統(tǒng)檢查模式中設(shè)定數(shù)值修改為“72”。系統(tǒng)屏幕彈出提示信息：“2713 警告 B軸互鎖解除 72”。
（3）選擇手輪模式，移動速度可以使用脈沖手輪倍率選擇開關(guān)來控制。用脈沖手輪移動機械手旋轉(zhuǎn)至需要的位置。
（4）確認換刀臂位置正常后（正常位置數(shù)據(jù)在后面的機械軸參數(shù)中介紹），把系統(tǒng)檢查模式中設(shè)定為“0”。
2.4 機床相關(guān)參數(shù)檢查
（1）選擇參數(shù)設(shè)定模式。從畫面切換窗口選擇和查看機械軸參數(shù)。
（2） 查看附加頭實際編碼器位置顯示畫面的步驟。選擇手動、自動或 MDI 模式。通過切換系統(tǒng)功能畫面窗口選擇 PLC 項。只有在提供 B/C 軸附加頭時才顯示“AT-B”。
（3）顯示換刀機械臂移入/移出的軸和旋轉(zhuǎn)軸編碼器位置的數(shù)據(jù)。選擇手動操作模式。切換系統(tǒng)功能畫面窗口，選擇查看機床機械軸的具體數(shù)值數(shù)據(jù)。
2.5 機床診斷功能介紹
（1）診斷信息顯示畫面。
（2）選擇手動、自動或 MDI 模式。從畫面切換窗口選擇機床診斷。關(guān)于診斷信息的詳細資料，參見 OSP 系統(tǒng)維護手冊。
（3）PLC 信號的檢視。選擇手動、自動或 MDI 模式。從畫面切換窗口選擇機床“PLC 數(shù)據(jù)顯示”或“PLC 數(shù)據(jù)檢索”畫面。查找設(shè)備輸入/輸出故障的信息和故障硬件位置。
關(guān)于 PLC 信息的詳細資料，參見 OSP 系統(tǒng)維護手冊。
3 、結(jié)語
較之 0SP-P100、OSP-P200、OSP-P300 等后期系統(tǒng)，介紹OSP-E100M 系統(tǒng)的加工中心 ATC 故障維修，同樣具有借鑒意義。考慮到目前該數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)備已經(jīng)進入故障高發(fā)期，即使原廠家懂得 OSP-E100 系統(tǒng)的維修人員也不多見，這類故障的維修變得非常困難，故選擇十多年前的老系統(tǒng)作為案例。
數(shù)控設(shè)備類型繁多，每次機械手換刀機構(gòu) ATC 故障產(chǎn)生原因也不一定相同，解決問題方法也不同。
本文只是整理出一些解決問題的基本方法和思路，供處理同類數(shù)控設(shè)備故障參考。目前我國數(shù)控機床正迅速向各工業(yè)部門滲透，特別是進口高端數(shù)控機床在企業(yè)中的重要性更是尤其突出，對于掌握高端數(shù)控機床維修技術(shù)的人才需求更加凸顯。
作為一名數(shù)控設(shè)備維修技術(shù)人員，必須堅持舉一反三，不斷加強學習，掌握新知識與技能，在解決問題過程中努力探索新的維修診斷方法和手段。
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