数控车床刀架故障诊断与维修

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1、数控车床电动刀架故障诊断与维修侯晓方(陕西国防工业职业技术学院，西安，710300)摘要：结合电动刀架的工作原理，对数控机床刀架部分在使用中出现的故障现象进行系统分析，针对不同的故障原因，提出相应的诊断和维修方法。关键词：数控；刀架；故障；维修MalfunctionDiagnosisandMaintenanceofToolCarrieronCNCMachineToolAbstract：ThemalfunctionswereanalyzedbyworkingsoftheelcetrictoolcarrieronCNCmachinetool.Accordingtothec

2、ausesoffailure,thewaysofmalfunctiondiagnosisandmaintenancewereadvised.Keywords:CNC；Toolcarrier；Malfunction；Maintenance0引言随着电子技术、自动化技术的不断发展，数控技术的应用也越来越广泛。数控机床也在我国批量生产、大量引进和推广应用，它们给机械制造业的发展创造了条件，并带来很大的经济效益。数控机床与普通机床比较起来，价格昂贵，一般都是企业生产的关键设备。数控机床结构及控制复杂，任何部分的故障与失效，都会使机床停机，从而造成生产停顿，若在出现故障后不能及

3、时维修排除故障，就会造成较大的经济损失。数控机床的故障有系统类、驱动类、刀架类、主轴类、进给类等等。电动刀架作为数控车床的重要配置，在机床运行工作中起着至关重要的作用，一旦出现故障很可能造成工件报废，甚至造成卡盘与刀架碰撞的事故，而且刀架故障在数控车床故障中占有很大的比例。基于此，本文以大连机床厂生产的CKA6136车床、常州新墅机床数控设备公司的LDB4电动刀架为例，结合日常维修经验介绍电动刀架的常见故障的诊断与维修方法。1电动刀架的工作原理1.1电动刀架机械结构与换刀动作1.上盖2.发讯盘3.小螺母4.磁钢座5.大螺母6.止退圈7.离合盘8.离合销9.反靠销10.

4、销盘11.上刀体12.联接座13.下刀体14.中轴15.蜗轮16.外端齿盘17.反靠盘18.内端齿盘19.螺杆21.磁钢图1LDB4电动刀架机械结构电动刀架采用蜗轮蜗杆传动，由销盘、内端齿盘、外端齿盘组合成的三端齿定位机构实现定位和锁紧，上刀体转位时无需抬起，从而排除了冷却液以及切屑对刀架转位时的侵扰。具体的换刀动作及控制过程为：CNC发出换刀信号，控制继电器KM1动作，刀架电机正转，通过蜗杆23带动蜗轮15，蜗轮通过键连接带动螺杆19旋转，内端齿盘18随之上升，当上升到一定高度时，离合销8进入离合盘7的槽内，同时反靠销9从反靠盘17的槽中脱离，此时离合盘带动离合销，

5、离合销带动销盘10，销盘带动上刀体11转位，当上刀体转到所需刀位时，发讯盘2上霍尔元件与磁钢座4上的磁钢21对正，霍尔元件发出刀具到位信号，电机反转，反靠销进入反靠盘的槽中，离合销从离合盘槽中爬出，刀架完成粗定位。同时销盘下降端齿啮合，完成精定位，刀架锁紧。反转时间到，继电器动作，电机停止，并向CNC发出应答信号，加工程序开始。由上分析可知刀架动作顺序为换刀信号――电机正转――上刀体转位――刀位信号――电机反转――粗定位――精定位加紧――电机停转――回答信号――加工顺序进行。1.2电动刀架电气控制原理220V图2刀架电机控制主电路图3刀架电机控制电路图2中刀架电机三相

6、电U、V、W经带过载保护的空气开关QM接入，由交流接触器KM1、KM2实现正反转，FV为灭弧装置。控制电路如图3～图4，其原理为：CNC发出换刀指令，PLC信号Y0.3输出高电平（24V），中间继电器KA4通电，其常开触点闭合，KM1线圈通电，KM1常开触点闭合，三相交流电接通，电机正转带动刀架正转进行选刀。刀具T1～T4到位信号由四个霍尔元件发出，分别由PLC的输入信号X4.6、X4.7、X5.0和X5.1输入，当目标刀号到位，相应的输入为高电平，经过PLC程序逻辑处理后，使得Y0.3输出低电平，Y0.4输出高电平，中间继电器KA4线圈断电，KA5线圈得电，此时KM

7、1断电，KM2得电，电机反转，实现刀架的定位和夹紧，Y0.4输出低电平，电机停转，换刀完成。图4刀架PLC输入输出控制2电动刀架常见故障诊断与维修2.1电动刀架换刀时不动作造成这种故障现象的原因和诊断维修方法：①刀架机械卡死刀架机械卡死会造成刀架电机堵转而出现过载报警，而且。排除机械卡死故障时，可以将刀架与电机脱开，用扳手盘动蜗杆，如果不能正常转动，则说明是机械卡死。此时可以按正确的拆卸顺序拆开刀架进一步检查中轴、各种销钉、联轴器等有无变形。因为刀架机械卡死常常由碰撞变形引起。②刀架电机电源缺相或相序错刀架电机电源相序错一般出现在机床大修或更换新刀架