SINUMERIK810D系统机械手故障排除与解决方法

温树堂

摘 要：SINUMERIK是西门子为其数控系统注册的品牌，90年代末西门子推出SINUMERIK 810D系统。SINUMERIK810D系统的特点是在数字化控制的领域中，第一次将CNC和驱动控制集成在一块主板上，快速的循环处理能力，使其在模块加工中独显威力。它比以往的数控系统更加容易使用，更加简单易懂，它的硬件结构更加清晰、小巧、智能化，显示界面好更加清晰饱满，功能更加先进，反应速度更快。它以其高质量、高性能，得到了广大用户的认可，就其系统本身而言完全经受得了连续长时间的工作考验，当然故障还是难免的，总结我在使用过程中的故障主要存在于轴向功能上，下面就以轴向功能故障做一个简单地分析并提供一些解决方案，希望能给使用或喜欢使用SINUMERIK 810D系统的同行们带来点思路和帮助，也恳请大家提出宝贵意见。

关键词：数控加工中心；凸轮式机械手；刀库；机床维护；企业效益

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.042

1 数控加工中心简介与故障描述

数控加工中心是由机械设备与数控系统组成的适用于加工复杂零件的自动化机床。它是一种功能较全的数控加工机床。它把铣削、镗削、钻削、攻螺纹和切削螺纹等功能集中在一台设备上，使其具有多种工艺手段。加工中心设置有刀库，刀库中存放着不同数量的各种刀具，在加工过程中由程序自动选用和更换。由于机床机械手使用频率较高的原因出现故障的概率也大大增加，在机床启动过程中，系统会对机床软硬件进行检测，但是开机后会显示“700048”，机床报警无法工作。查阅说明书查阅是机械手伸出故障，重启机床后故障还是没有解除，完全无法正常工作。

2 机床故障分析与处理过程

数控加工中心是以凸轮作为驱动机构的凸轮式机械手， 它具有结构简单，动作平稳，相位准确、工作节奏快、成本低等独特优点。首先尝试进行机械手的手动换刀，输入相關换刀指令后，系统没有反应，换刀失败，系统又再次报警。查阅说明书得知，数控加工中心是由于执行下一步“从刀库出刀”失败，所以换刀动作中断。

（1）凸轮式机械手不能从机床的刀库中完成出刀动作的原因有很多，例如液压缸、油压、传感器、电磁阀、主轴系统等常见故障，一般来讲都是从这些简单且容易检测的指标开始入手排除故障。检查步骤如下：

1）液压缸因液压系统压力不够或漏油而无法运动或位置松动，检查机床刀库液压缸并无异常，各动作到位；然后再检查主轴系统的松刀液压缸也并无异常，经检测油压值也在正常范围内，且没有发现漏油痕迹。

2）机械手的传感器感应开关是否为0，在执行换刀指令时，换刀信号均由传感器发出，如果传感器开发出的信号为0，则机床的机械手是没有反应的，检查两感应开关，信号正常，开关的位置也没有松动。

3）轴功能的电磁阀是否失灵，在执行换刀动作时电磁阀是靠接通液压缸来完成的。如果电磁阀失效，则液压缸是没办法进油，刀具就无法运动，后经检查机床的电磁阀动作正常。

4）主轴系统出现故障，不能执行换刀动作。①判断刀柄尾部的拉钉的长度是否适中，并检查主轴液压缸是否运动到位，是否能将刀具顶“松”；②检查拉杆尾部空心螺钉位置是否松动并发生了变形而使液压缸行程满足不了“松刀”的要求；③检查顶杆的设计是否合理，使用过程中是否已出现变形或磨损现象，从而影响到刀库的使用寿命和机床的加工质量和粗糙度；④主轴在装配调整过程中，由于刀具移动量调得太小，致使在操作使用过程中一些综合因素导致不能满足“松刀”条件。

（2）通过以上的分析与故障的检修与排查，基本上能够确定是由于制造装配过程中出现一些变形与偏差而出现的故障，故解决故障的方法是拆下“松刀”液压缸，检查发现空心螺钉的“伸出量”调整得太小，使得“松刀”液压缸行程不到位，而刀具在主轴锥孔中“压出”不够，刀具无法取出，调整空心螺钉的“伸出量”，保证在主轴“松刀”液压缸行程到位后，刀柄在主轴锥孔中的压出量为 0.4～0.5mm。经以上调整后，报警解除，数控加工中心正常运行。

3 如何减少数控加工中心机械手的故障率

机械手结构相对复杂，在机床运行中使用频率较高，机床上有一半以上的故障都与之有关。如何减少故障率，提高使用寿命，增强企业效益，是摆在我们面前的一道难题，因此机械手日常维护与保养就显得十分重要。本人结合使用过程中的一些经验与常识，提出以下几点建议。

（1）为防止在机械手换刀时发生碰撞，禁止将超重、超长的刀具装进刀库；

（2）经常手动松拉刀，清洁主轴的锥孔。

（3）注意保持刀具刀柄和刀套的清洁。

（4）检查机械手锁刀舌是否正常。

（5）经常检查刀库回零位置是否正确，检查机床主轴回零点位置是否到位，发现问题要及时调整，否则不能完成换刀动作。

（6）检查刀库各个部件是否正常，关键零件是否损坏。

（7）检查换刀机构凸轮箱油量是否充足，使用150-220#液压油。

4 结论

在实际工作中，了解和熟悉SINUMERIK 系统丰富的操作功能外，日常的维护和细致的工作态度也是至关重要，这样对外围故障的判断和排除也是有着事半功倍的作用。由于SINUMERIK 810D系统应用较广，功能强大，只有掌握好系统应用与机床的操作才能深入研究其功能，才能做好系统调试维修工作，充分发挥出数控加工中心的价值。

参考文献：

[1]王洪波.数控机床电气维修技术——SINUMERIK 810D/840D系统[M].电子工业出版社.

[2]王洪波.图解SINUMERIK 810D/840D系统调试与维修技巧[M].电子工业出版社.

[3] 陈先锋.数控技术应用工程师[M].人民邮电出版社.