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摘要：數控機床自動換刀裝置（AutomaticToolChanger，簡稱ATC），是數控加工中心的關鍵環節。由于atc裝置結構復雜，故障診斷及排除的難度較大，出現故障的頻率較高，使之成為數控機床維修人員普遍遇到的難題。為此，文章對ATC裝置結構特點及換刀原理進行分析，并結合生產實際，對ATC裝置常見的故障及處理措施進行歸納，以備機床維修人員作為參考。

關鍵詞：數控加工中心；ATC裝置；常見故障；診斷分析；維修維護

ATC裝置是數控加工中心進行多道工序加工的前提條件，在實際生產過程中，加工中心半數以上的故障與其有關，ATC性能的好壞直接影響著加工成本和加工質量[1]。

1數控中心ATC裝置結構特點及換刀控制分析

1.1結構特點。ATC裝置主要由刀庫、刀具、主軸、拉桿、換刀臂升降液壓缸、換刀臂等部分組成[2]。刀庫的功能是存儲整個數控加工中需要的各種型號道具，并根據系統程序指令，將下一步加工所需刀具準確的運送到換刀位置，同時接收上一步加工過程中所使用的刀具。傳統數控換刀時需要將主軸上的刀具送回刀庫，然后才能從刀庫中取出新刀具，由于這兩個動作分別運行，導致換刀時間較長、加工效率較低。隨著數控技術的不斷發展，數控加工中心采取機械手同時完成還刀、取刀操作，提高了加工效率。ATC裝置的驅動方式主要三種形式：交流異步電動機驅動，換刀成本低、定位準、穩定性好、速度快，通常用于比較頻繁換刀的中小型數控加工中心；伺服驅動，根據T代碼指令執行動作，換刀精度高、成本高、穩定性強；液壓驅動，需要足夠的液壓動力，運動速度及準確性受到環境、油溫、油壓等因素的影響，用于不需要頻繁換刀的大中型數控加工中心。1.2換刀控制。ATC裝置刀庫中的選刀方式主要有四種：刀具編碼方式，對刀具進行編碼并且采用特殊的刀柄結構，換刀時只需根據相應的編碼就能找到刀具，雖然編程代碼簡單，但刀柄結構較為復雜，容易出現問題；刀套編碼方式，對刀座進行編碼，該方式顯著的特點是刀具用完之后必須放回原位，降低了加工效率；順序選刀方式，將刀具按照加工的順序依次放入刀座中，一旦加工順序發生改變，就需要重新裝入刀具，即使是不同的加工工序采用相同順序的刀具，也需要重新裝入。雖然該方式控制比較簡單，但控制效率較低；隨機選刀方式，利用存儲器的數據表結構，在換刀時同步更新刀具、刀座與主軸之間的關系，刀庫換刀與主軸換刀可以同步完成，與前面三種方式相比，該方式加工效率高，滿足現代化的數控加工生產需求[3]。

2數控加工中心ATC裝置常見故障診斷及處理方法

在數控加工過程中，ATC裝置經常出現故障，根據上述的ATC裝置結構及換刀控制原理的分析，對于ATC裝置常見故障診斷、原因分析及處理方法歸納如下。2.1刀套破裂原因分析：裝入刀具時損壞、刀套未定位前有倒刀動作或未回位定位前刀盤旋轉。故障處理：更換刀套、調整刀盤定位接近開關。2.2刀庫無法運轉原因分析：電壓不正常、氣壓低、磁簧開關故障、電線松動。故障處理：檢查電源是否良好；調整氣源壓力；每一個開關是否正常工作、電線是否接好。2.3傳動馬達燒壞原因分析：組件不能運轉、刀具超重、剎車燒壞、電源缺相、電壓不正確。故障處理：檢查刀套滑動部位是否運轉順暢；檢查刀具重量是否超過規定值、檢查剎車器線圈是否損壞；檢查電源是否缺相及電壓等級是否匹配。2.4換刀時出現刀具掉落及拉刀現象原因分析：刀具太重造成刀臂變形、刀臂及刀具的夾刀點的校正不正確、刀具被撞擊變形、刀套內的加緊彈簧已疲勞。故障處理：在換刀之前檢查刀具質量；重新校正；換新刀臂并重新調整；調整并更換彈簧。2.5倒刀時刀掉落原因分析：刀具質量超過限定值、刀套內的彈簧夾力不夠、刀套沒有定位好。故障處理：檢查總質量；調整或更換。2.6刀套準備好后無法正常降落原因分析：刀具過重或過長、汽缸泄露、刀具松動、氣壓低。故障處理：確定刀具重量及長度；檢查汽缸；緊固螺釘；檢查氣壓。2.7換刀時無法回歸原因分析：電線接觸不良、刀臂彎曲。故障處理：用換刀命令來進行換刀動作，檢查電線故障；扳手旋轉，如旋轉后仍然無法回歸，則需要更換刀具。

3結束語

綜上所述，數控加工中心ATC裝置常見故障有很多，只有掌握其控制原理及裝置結構，對已經發生故障及維修方法進行總結歸納，以后遇到類似的故障就能大大提高維修效率，降低對人力物力資源的耗損，對于數控機床的日常維護和應用具有重要的現實意義。

作者:卞仕新 單位:江蘇省寶應中等專業學校

參考文獻：

[1]張永強.立式加工中心ATC裝置常見故障的診斷與分析[J].汽車實用技術，2010(6)：28-29.

[2]晁曉圓.數控加工中心ATC裝置的控制分析與故障排除[J].機床與液壓，2017，45(2)：160-162.

[3]劉煌賢.數控實訓中常見車床撞刀的原因及解決對策[J].南方農機，2017，48(16)：187.