OKUMA MCR 系列加工中心 ATC 故障修复
2021-1-6 来源： 中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司 作者：刘云清
摘要：目前，国内众多制造业公司引用大批高端进口数控机床设备，极大促进了我国制造业发展，支撑了我国从低端加工到高端制造的进步。早期进口设备都已处于故障高发期，成为制约设备利用率的难题。阐述 OKUMA MCR 系列龙门加工中心最容易出现的ATC 换刀故障的修复方法，供日常处理 O KUMA 加工中心 ATC 故障时参考。
关键词：数控机床；ATC；维修
0 引言
对于引进国外进口设备的企业，高端进口设备价值非常昂贵，几乎是瓶颈生产设备。设备故障维修的及时性已日渐成为制约公司有效发挥生产效能的矛盾问题，经常因不能及时修复设备故障，造成很大经济损失。为此，提升数控设备维修技术人员水平显得非常重要。
1 、ATC 常见故障原因及修复方法
1.1 ATC 出现故障的一般原因
一般由于状态确认信号开关或执行元件（电磁阀） 出现故障，也可能是紧急停止开关被按下，此时 ATC 运行中会被停止。当机床 PLC 状态信号确认装置出现故障，机床刀具交换装置 ATC 就会停止运行，机床故障诊断系统会显示ATC 中断的报警原因。此外，利用机床 I/O 状态显示画面也可以检查相关状态，确认信号开关输入和执行元件输出是否正常。
诊断信息和机床 I/O 数据的详细资料可参阅 OSP 系统维护手册。
1.2 一般故障的 ATC 故障恢复步骤
（1）当 ATC 运行顺序号为 2～16 步时。①按机床复位按钮；②选择手动模式并按单步退按钮，使 ATC 返回到运行顺序号 1（下文用手动复位 ATC 至顺序号 1 代替）。
（2）当 ATC 运行顺序号为 17 时。这个顺序号定位 ATC 到原始位置，分度主轴和分度附加头。①当附加头分度过程中ATC 停止。按机床复位按钮；按照附加头恢复步骤，恢复机床上的附加头；手动复位 ATC 至顺序号 1；②在操作附加头分度以外的动作造成 ATC 停止时。按机床复位按钮；手动复位 ATC 至顺序号 1。
（3）当 ATC 运行顺序号为 18、19 时。①按机床复位按钮；②选择手动模式，同时按单步退按钮和 ATC 操作面板上的互锁解除按钮，使 ATC 返回到运行顺序号 17；③按单步退按钮或返回循环重启按钮，使 ATC 返回到运行顺序号 1 （下文用手动使ATC 复位至顺序号 1 代替）。
（4）当 ATC 运行顺序号为 20 时。①按机床复位按钮；②选择手动模式。按机床 ATC 换刀臂移进/移出机床主轴的恢复步骤，使换刀臂到主轴移入位置，注意观察主轴定向、加工刀具和
ATC 换刀臂不干涉；③机床复位 ATC 换刀臂后，设定 ATC 运行顺序号到 19。同时按单步退按钮和 ATC 操作面板上的互锁解除按钮，使 ATC 返回到运行顺序号 17；④手动使 ATC 复位至顺
序号 1。
（5）当 ATC 运行顺序号为 21 时。①按机床复位按钮；②选择手动模式并同时按单步退按钮和 ATC 操作面板上的互锁解除按钮，使 ATC 返回到运行顺序号 20；③参照步骤（4），从顺序号 20 复位 ATC。
（6）当 ATC 运行顺序号为 22 时。①按机床复位按钮；②选择手动模式。按照（4）②操作；③机床复位换刀臂后，设定 ATC运行顺序号到 23。同时按单步退按钮和 ATC 操作面板上的互
锁解除按钮，使 ATC 返回到运行顺序号 25；④手动使 ATC 复位至顺序号 1。
（7）当 ATC 运行顺序号为 23、24 时。①按机床复位按钮；②选择手动模式，同时按单步进按钮和 ATC 操作面板上的互锁解除按钮，使 ATC 前进到运行顺序号 25；③手动使 ATC 复位至
顺序号 1。
（8）当 ATC 运行顺序号为 25～28 时。①按机床复位按钮；②手动使 ATC 复位至顺序号 1。
（9）当 ATC 运行顺序号为 29～34 时。①按机床复位按钮；②手动使 ATC 复位至顺序号 1。
（10）当 ATC 运行顺序号为 35 时。这个顺序号是 ATC 定位到初始位置。①当附加头分度过程中 ATC 停止，按照（2）①操作步骤恢复；②在操作附加头分度以外的动作造成 ATC 停止时，按照（2）①操作步骤恢复。
（11）当 ATC 运行顺序号为 36、37 时。①按机床复位按钮；②选择手动模式并同时按单步退按钮和 ATC 操作面板上的互锁解除按钮，使 ATC 返回到运行顺序号 35。③手动使 ATC 复位
至顺序号 1。
（12）当 ATC 运行顺序号为 38 时。①按机床复位按钮；②选择手动模式。按照（4）②操作；③按照机械臂复位步骤复位换刀臂后，设定 ATC 运行顺序号到 37。同时按住单步退按钮和 ATC操作面板上的互锁解除按钮，使 ATC 返回到运行顺序号 17；④手动使 ATC 复位至顺序号 1。
（13）当 ATC 运行顺序号为 39 时。①按机床复位按钮；②选择手动模式，同时按单步退按钮和 ATC 操作面板上的互锁解除按钮，使 ATC 返回到运行顺序号 38；③参照步骤（12），从顺序号 38 机床复位 ATC。
（14）当 ATC 运行顺序号为 39 时。①按机床复位按钮；②选择手动模式，同时按单步退按钮和 ATC 操作面板上的互锁解除按钮，使 ATC 返回到运行顺序号 38；③参照步骤（12），从顺序号 38 机床复位 ATC。
（15）当 ATC 运行顺序号为 40 时。①按机床复位按钮；②选择手动模式。按照（4）②操作；③按照机械臂机床复位步骤机床复位换刀臂后，设定 ATC 运行顺序号到 41。同时按住单步退按钮和 ATC 操作面板上的互锁解除按钮，使 ATC 返回到运行顺序号 43；④手动使 ATC 复位至顺序号 1。
（16）当 ATC 运行顺序号为 41、42 时。①按机床复位按钮；②选择手动模式，同时按单步进按钮和 ATC 操作面板上的互锁解除按钮，使 ATC 前进到运行顺序号 43；③手动使 ATC 复位至顺序号 1。
（17）当 ATC 运行顺序号为 43～48 时。①按机床复位按钮；②选择手动模式，按单步进按钮或返回循环重启按钮，使 ATC前进到运行顺序号 1。以上是一般情况下该设备常见 ATC 故障修复的方法和具体操作步骤。若按照上述方法和步骤仍然不能处理该设备 ATC故障，则一般是硬件出现故障。需要进一步分析故障原因，结合其他一些故障修复办法和手段处理。
下面就这种情况，介绍一些设备特有的诊断和修复方法。
2、 ATC 异常故障的解决方法
2.1 改变 ATC 顺序号和检查
AAC 顺序号计数器方法
（1）选择参数设定模式。从画面切换窗口选择机床系统参数ATC。
（2）如改变 ATC 运行顺序号，把光标键移动到 ATC 顺序号栏上。按功能键[F1]设定需要的顺序号。如需检查附加头顺序计数器（在 OKUMA 机床中 AT-B 轴和 AT-C 轴使用同一套计数器），则需从原界面窗口切换选择机床（附加头）系统参数。
2.2 附加头强制机床复位的步骤和方法
在附加头没有结束运行，机床复位旋转头时，按下面步骤使机床可重新复位附加头。
（1）选择手动或分度手动模式。
（2）在机床用户参数 13 号系统检查模式中修改设定数据为“61”。系统屏幕会同时显示提示信息：“2713 警告 B 轴互锁解除 61”。
（3）从操作面板上选择脉冲手轮。用脉冲手轮的轴选择开关选取主轴。使用手轮强制转动附加头到 0 位置。在转动附加头时要特别注意查看附加头松开 PLC 信号输出应为 ON。
（4）按主轴刀具夹紧按钮。检查确认附加头 PLC 控制松开状态（信号 ON）输出变为附加头夹紧（状态信号 ON）输出。在附加头夹紧信号 ON 确认后，检查附加头顺序号变成“0”。
（5）确定附加头位置正常后（正常位置数据在后面的机械轴参数中介绍），把[机械系统检查模式]中设定的数值变成“0”。
2.3 换刀臂强制机床复位的步骤和方法
在机床复位换刀臂移/移出轴时，如果 ATC 未能完成相关动作，需按照下述步骤恢复机床相应的轴控制位置。
（1）选择手动模式或 MDI 模式。
（2）在机床用户参数 13 系统检查模式中，把系统检查模式中设定数值修改为“72”。系统屏幕弹出提示信息：“2713 警告 B轴互锁解除 72”。
（3）选择手轮模式，移动速度可以使用脉冲手轮倍率选择开关来控制。用脉冲手轮移动机械手旋转至需要的位置。
（4）确认换刀臂位置正常后（正常位置数据在后面的机械轴参数中介绍），把系统检查模式中设定为“0”。
2.4 机床相关参数检查
（1）选择参数设定模式。从画面切换窗口选择和查看机械轴参数。
（2） 查看附加头实际编码器位置显示画面的步骤。选择手动、自动或 MDI 模式。通过切换系统功能画面窗口选择 PLC 项。只有在提供 B/C 轴附加头时才显示“AT-B”。
（3）显示换刀机械臂移入/移出的轴和旋转轴编码器位置的数据。选择手动操作模式。切换系统功能画面窗口，选择查看机床机械轴的具体数值数据。
2.5 机床诊断功能介绍
（1）诊断信息显示画面。
（2）选择手动、自动或 MDI 模式。从画面切换窗口选择机床诊断。关于诊断信息的详细资料，参见 OSP 系统维护手册。
（3）PLC 信号的检视。选择手动、自动或 MDI 模式。从画面切换窗口选择机床“PLC 数据显示”或“PLC 数据检索”画面。查找设备输入/输出故障的信息和故障硬件位置。
关于 PLC 信息的详细资料，参见 OSP 系统维护手册。
3 、结语
较之 0SP-P100、OSP-P200、OSP-P300 等后期系统，介绍OSP-E100M 系统的加工中心 ATC 故障维修，同样具有借鉴意义。考虑到目前该数控系统的设备已经进入故障高发期，即使原厂家懂得 OSP-E100 系统的维修人员也不多见，这类故障的维修变得非常困难，故选择十多年前的老系统作为案例。
数控设备类型繁多，每次机械手换刀机构 ATC 故障产生原因也不一定相同，解决问题方法也不同。
本文只是整理出一些解决问题的基本方法和思路，供处理同类数控设备故障参考。目前我国数控机床正迅速向各工业部门渗透，特别是进口高端数控机床在企业中的重要性更是尤其突出，对于掌握高端数控机床维修技术的人才需求更加凸显。
作为一名数控设备维修技术人员，必须坚持举一反三，不断加强学习，掌握新知识与技能，在解决问题过程中努力探索新的维修诊断方法和手段。
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