數(shù)控車床自動(dòng)刀架常見故障診斷與維修

1、經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床一般都配有自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架，現(xiàn)有的刀架結(jié)構(gòu)主要是插銷式和端齒盤式。由 于刀架使用頻繁，且各種型號(hào)規(guī)格的刀架質(zhì)量參差不齊，所以故障率較高。一旦出現(xiàn)某種 故障現(xiàn)象，則可能是機(jī)械原因，也可能是電氣、控制系統(tǒng)方面的原因。因此，根據(jù)不同的 故障類型，找準(zhǔn)原因，準(zhǔn)確迅速確定故障點(diǎn)，方能及時(shí)排除故障。本文以目前使用較多的 端齒盤式四工位自動(dòng)刀架為例，將可能出現(xiàn)的各種故障現(xiàn)象加以分析，并提出了對(duì)應(yīng)的維 修步驟和方法。1數(shù)控車床刀架工作原理圖1所示為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床常用的四方刀架結(jié)構(gòu)，其刀具轉(zhuǎn)位信號(hào)由加工程序指定。其工作過程為:刀架抬起一刀架轉(zhuǎn)位一刀架定位一夾緊刀架。0.±It何電動(dòng)機(jī)門一聯(lián)軸

2、黠川關(guān)桿軸；蝌輪絲杠必刀剰6陲"租定位惰上丁列架怵川,球頭錯(cuò)*，特為奩門仇電制隠“1,發(fā)侑號(hào)*itor s12.«4,B .M.fefii ； 1 凳粗定唱圖T散按乘民四工位刀渠腐槍(1)刀架抬起當(dāng)數(shù)控機(jī)裝置發(fā)出換刀指令后，電動(dòng)機(jī)1啟動(dòng)正常，通過套筒連軸器2使蝸桿軸3轉(zhuǎn)動(dòng),從而帶動(dòng)蝸輪絲杠 4轉(zhuǎn)動(dòng)。刀架體7的內(nèi)孔加工有螺紋，與蝸輪絲杠旋合，蝸輪與絲杠為整體結(jié)構(gòu)。蝸輪絲扛內(nèi)孔與刀架中心軸式間隙配合，在轉(zhuǎn)位換刀時(shí)，中心軸固定不動(dòng)，蝸 輪絲杠繞中心軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)蝸輪開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于刀架底座5和刀架體7上的端面齒處在嚙合狀態(tài)，且蝸輪絲杠軸向固定，因此刀架體7抬起。(2) 刀架轉(zhuǎn)位當(dāng)?shù)都?/p>

3、體抬至一定距離后，刀架底座 5和刀架體7的端面齒脫開，轉(zhuǎn)位套 9用銷釘與蝸 輪絲杠4聯(lián)接，隨蝸輪絲杠一同轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)端面齒完全脫開時(shí)轉(zhuǎn)位套正好轉(zhuǎn)過 160。(如圖所示)，球頭銷8在彈簧力的作用下進(jìn)入轉(zhuǎn)位套 9的槽中，帶動(dòng)刀架體轉(zhuǎn)位。(3) 刀架定位刀架體7轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶著電刷座10轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)到程序指定的刀號(hào)時(shí)，粗定位銷15在彈簧力的作用下進(jìn)入粗定位盤 6的槽中進(jìn)行粗定位，同時(shí)電刷13接觸導(dǎo)體使電動(dòng)機(jī)1翻轉(zhuǎn)。由于粗定位槽的限制，刀架體7不能轉(zhuǎn)動(dòng)，使其在該位置垂直落下，刀架體7和刀架底座5上的端面齒嚙合實(shí)現(xiàn)精確定位。(4) 夾緊刀架電動(dòng)機(jī)繼續(xù)反轉(zhuǎn)，此時(shí)蝸輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)，渦桿軸3自身轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)兩端面齒增加到一定夾緊

4、力時(shí)，電動(dòng)機(jī)1停止轉(zhuǎn)動(dòng)。譯碼裝置由發(fā)信體13、14組成，電刷13負(fù)責(zé)發(fā)信號(hào)，電刷14負(fù)責(zé)位置判斷，當(dāng)?shù)都芏ㄎ怀霈F(xiàn)過位或不到位時(shí)，可松開螺母12，調(diào)好發(fā)信體11與電刷14的相對(duì)位置。2刀架常見故障及其診斷維修2.1刀架不能啟動(dòng)(1) 機(jī)械方面的原因 刀架預(yù)緊力過大。當(dāng)用六角扳手插入蝸桿端部旋轉(zhuǎn)時(shí)不易轉(zhuǎn)動(dòng)，而用力時(shí)，可以轉(zhuǎn)動(dòng)， 但下次夾緊后刀架仍不能啟動(dòng)。此種現(xiàn)象出現(xiàn)，可確定刀架不能啟動(dòng)的原因是預(yù)緊力過大， 可通過調(diào)小刀架電機(jī)夾緊電流排除之。 刀架內(nèi)部機(jī)械卡死。當(dāng)從蝸桿端部轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿時(shí)，順時(shí)針方向轉(zhuǎn)不動(dòng)，其原因是機(jī)械卡 死。首先，檢查夾緊裝置反靠定位銷是否在反靠棘輪槽內(nèi)，若在，則需將反靠棘輪與螺桿

5、連接銷孔回轉(zhuǎn)一個(gè)角度重新打孔連接；其次，檢查主軸螺母是否鎖死，如螺母鎖死，應(yīng)重 新調(diào)整；再次，由于潤(rùn)滑不良造成旋轉(zhuǎn)件研死，此時(shí)，應(yīng)拆開，觀察實(shí)際情況，加以潤(rùn)滑 處理。(2) 電氣方面的原因 電源不通、電機(jī)不轉(zhuǎn)。檢查溶芯是否完好、電源開關(guān)是否良好接通、開關(guān)位置是否正 確。當(dāng)用萬(wàn)用表測(cè)量電容時(shí)，電壓值是否在規(guī)定范圍內(nèi)，可通過更換保險(xiǎn)、調(diào)整開關(guān)位置、 使接通部位接觸良好等相應(yīng)措施來(lái)排除。除此以外，電源不通的原因還可考慮刀架至控制 器斷線、刀架內(nèi)部斷線、電刷式霍爾元件位置變化導(dǎo)致不能正常通斷等情況。 變頻器的正轉(zhuǎn)輸入端子和反轉(zhuǎn)輸入端子斷線。 手動(dòng)換刀正常、機(jī)控不換刀，應(yīng)重點(diǎn)檢查微機(jī)與刀架控制器引線、微

6、機(jī)1/ 0接口及刀架到位回答信號(hào)。 梯形圖中正轉(zhuǎn)輸出信號(hào) Y0.0和反轉(zhuǎn)輸出信號(hào) Y0.1在輸入有信號(hào)的情況下，輸出為低 電平，導(dǎo)致對(duì)應(yīng)的繼電器無(wú)輸出。2.2刀架某一位刀號(hào)轉(zhuǎn)不停，其余刀位可以轉(zhuǎn)動(dòng)故障原因分析及維修方法： 此位刀的霍爾元件損壞：確認(rèn)是哪個(gè)刀位使刀架轉(zhuǎn)不停，在系統(tǒng)上輸人指令轉(zhuǎn)動(dòng)該刀位，用萬(wàn)用表量該刀位信號(hào)觸點(diǎn)對(duì)24V觸點(diǎn)是否有電壓變化，若無(wú)變化，可判定為該位刀霍爾元件損壞，更換發(fā)信盤或霍爾元件。 此刀位信號(hào)線斷路，造成系統(tǒng)無(wú)法檢測(cè)到位信號(hào)：檢查該刀位信號(hào)與系統(tǒng)的連線是否 存在斷路，正確連接即可。 系統(tǒng)的刀位信號(hào)接收電路有問題：當(dāng)確定該刀位霍爾元件沒問題，以及該刀位信號(hào)與系統(tǒng)的連線

7、也沒問題的情況下更換主板。2.3刀架鎖不緊故障原因分析及維修方法： 發(fā)信盤位置沒對(duì)正：拆開刀架的頂蓋，旋動(dòng)并調(diào)整發(fā)信盤位置，使刀架的霍爾元件對(duì) 準(zhǔn)磁鋼，使刀位停在準(zhǔn)確位置。 系統(tǒng)反鎖時(shí)間不夠長(zhǎng)：調(diào)整系統(tǒng)反鎖時(shí)間參數(shù)即可(新刀架反鎖時(shí)間t=1.2s即可)。 機(jī)械鎖緊機(jī)構(gòu)故障：拆開刀架，調(diào)整機(jī)械，并檢查定位銷是否折斷。2.4刀架連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、到位不停故障原因分析及維修方法： 由于刀架能夠連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn) 所以，機(jī)械方面出現(xiàn)故障的可能性較小，主要從電氣方面檢 查； 檢查刀架到位信號(hào)是否發(fā)出，若沒有到位信號(hào)，則是發(fā)訊盤故障； 可檢查：發(fā)訊盤彈性觸頭是否磨壞、發(fā)訊盤地線是否斷路或接觸不良或漏接。此時(shí)需 要更換彈性片

8、觸頭或重修，針對(duì)其線路中的繼電器接觸情況、到位開關(guān)接觸情況、線路連 接情況相應(yīng)地進(jìn)行線路故障排除。2.5刀架越位過沖或轉(zhuǎn)不到位(1)刀架越位過沖此故障的機(jī)械原因可能性較大，主要是后靠裝置不起征作用。 首先檢查后靠定位銷是否靈活，彈簧是否疲勞。此時(shí)應(yīng)修復(fù)定位銷使其靈活或更換彈 其次，檢查后靠棘輪與蝸桿連接是否斷開，若斷開，需更換連接銷； 若仍出現(xiàn)過沖現(xiàn)象，則可能是由于刀具太長(zhǎng)過重，應(yīng)更換彈性模量稍大的定位銷彈簧。(2)刀架運(yùn)轉(zhuǎn)不到位(有時(shí)中途位置突然停留)此故障主要是由于發(fā)訊盤觸點(diǎn)與彈性片觸點(diǎn)錯(cuò)位，即刀位信號(hào)膠木盤位置固定偏移所至。 首先重新調(diào)整發(fā)訊盤與彈性片觸頭位置并定牢靠； 若仍不能排除故障

9、，則可能是發(fā)訊盤夾緊螺母松動(dòng)，造成位置移動(dòng)。2.6輸入刀號(hào)能轉(zhuǎn)動(dòng)刀架，直接按換刀鍵刀架不能轉(zhuǎn)動(dòng)故障原因分析及維修方法： 霍爾元件偏離磁塊，置于磁塊前面，手動(dòng)鍵換刀時(shí)，刀架剛一轉(zhuǎn)動(dòng)就檢測(cè)到刀架到位信號(hào)，然后馬上反轉(zhuǎn)刀架。此時(shí)，應(yīng)檢查刀架發(fā)信盤上的霍爾元件是否偏離位置，調(diào)整 發(fā)信盤位置使霍爾元件對(duì)正磁塊。 手動(dòng)換刀鍵失靈，此時(shí)可直接更換手動(dòng)換刀鍵。2 . 7刀具的刀號(hào)與車床系統(tǒng)中顯示的刀號(hào)不是同一把刀故障原因分析及維修方法： 這種情況一般發(fā)生在刀架被維修以后，因?yàn)榫S修而導(dǎo)致的新問題。一種可能是磁塊位 置不對(duì)；另外一種可能是刀架內(nèi)電路的連接問題。 部分刀架的磁塊是在刀架的上蓋中，此時(shí)修理后上蓋的位置不能隨便安裝，一般在修理前為后面的安裝作好記號(hào)，當(dāng)然也可以在維修后更換上蓋位置尋找其正確的位置。 刀架電路問題一般不能通過簡(jiǎn)單的變換磁塊位置來(lái)解決故障，現(xiàn)在只能變換接線頭位 置，作為維修者在維修前一定要注意刀架內(nèi)各接線頭的正確位置，有的維修者認(rèn)為看到刀 架內(nèi)印有說(shuō)明，搞清楚標(biāo)明的各線色接線順序，其實(shí)這還是不夠的，除了順序還要注意接 頭接在哪個(gè)線樁上才好，一般在知道各線順序的情況下，將對(duì)應(yīng)的兩個(gè)線頭用扣線等手段 作好標(biāo)號(hào)。熟悉上面介紹的原因分析、檢查方法及解決措施，有