LD4型電動刀架的故障診斷及維修

杜 晉，朱亞東，張承陽

（揚(yáng)州職業(yè)大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225009）

LD4型電動刀架是4工位簡易型電動刀架，目前，廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床及實(shí)驗(yàn)裝置中。隨著其數(shù)量的不斷增多，對該系列電動刀架的故障診斷和維修就顯得尤為重要了。

1 LD4型刀架的工作原理

刀架的機(jī)械部分，如圖1所示，其是由：上下刀架體、定位盤、離合器、蝸桿蝸輪、主軸等組成的。其運(yùn)動過程大體可分為以下三步。

（1）數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出換刀指令，中間繼電器KA1得電動作使正轉(zhuǎn)交流接觸器KM1得電動作，刀架電機(jī)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)使上刀架體抬升一定高度。

（2）離合轉(zhuǎn)盤帶動上刀架體旋轉(zhuǎn)至指定刀位（由霍爾元器件檢測刀位信號）。

（3）當(dāng)?shù)竭_(dá)指定位置后，KA1釋放，KA2得電動作使反轉(zhuǎn)交流接觸器KM2得電動作，電機(jī)反轉(zhuǎn)，在活動銷反靠作用下，使上刀架體下降直至與牙盤嚙合、鎖緊，至此，整個換刀過程完成。

LD4型刀架采用蝸桿蝸輪傳動，該傳動機(jī)構(gòu)特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)緊湊，傳動比高，振動沖擊小，因而，該型號刀架具有體積小、重復(fù)定位精度高、可靠性高的特點(diǎn)。

圖1 LD4型刀架機(jī)械結(jié)構(gòu)圖

在數(shù)控機(jī)床中，LD4型電動刀架通常由CNC控制其運(yùn)動。如某實(shí)驗(yàn)裝置采用的SIEMENS 802S系統(tǒng)，其通過內(nèi)置PLC對刀架進(jìn)行控制。常見控制方式有兩種：一是手動（JOG）方式，即按刀架工位順次選刀；另一種為手動數(shù)據(jù)輸入（MDA）方式，即根據(jù)編制程序指令一次完成換刀動作。4工位分別由4個霍爾元件反饋其刀位信號，其電氣控制原理圖和I/O接口電路圖如圖2、圖3所示。

圖2 電動刀架電氣控制原理圖

圖3 I/O接口電路圖

2 LD4型刀架故障診斷及維修

2.1 軸承調(diào)整潤滑故障

（1）故障現(xiàn)象：在刀架運(yùn)轉(zhuǎn)時，振動及噪音較大。

（2）故障排除：根據(jù)現(xiàn)場情況，分析認(rèn)為電氣控制及檢測裝置并未發(fā)生故障，應(yīng)為機(jī)械故障。打開刀架蝸桿軸承端蓋，調(diào)整蝸桿軸承并加油潤滑，如圖4所示，故障排除。

圖4 軸承調(diào)整潤滑部位

圖5 霍爾元件信號線纜脫焊部位

2.2 霍爾元件信號線纜脫焊部位故障

（1）故障現(xiàn)象：刀架不能正常定位。

（2）故障排除：根據(jù)故障現(xiàn)象，判斷應(yīng)該是檢測裝置上出現(xiàn)故障。打開刀架罩殼，檢查霍爾元件引腳及信號電纜，發(fā)現(xiàn)信號線接頭已經(jīng)脫落，如圖5所示，重新將信號線接頭焊接好，故障排除。

2.3 刀架工位不在正確位置及刀架手動復(fù)位故障

（1）故障現(xiàn)象：在手動換刀過程中，刀架上刀架體旋轉(zhuǎn)時，未轉(zhuǎn)到指定刀位，鎖緊。

（2）故障排除：根據(jù)故障現(xiàn)象，分析認(rèn)為發(fā)生的故障原因可能是在刀架運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，手動換刀操作失誤造成。通過檢查參數(shù)，定義換刀監(jiān)控時間參數(shù)14510[21]為5 s，定義上刀架體卡緊時間參數(shù)14510[22]為1.2 s，屬正常。拆分電機(jī)與刀架體，逆時針轉(zhuǎn)動與蝸桿相連的聯(lián)軸器，如圖6、圖7所示，手動使上刀架體順時針旋轉(zhuǎn)，直至定位銷到位后發(fā)出“塔”地響聲，表明刀架旋轉(zhuǎn)到位，再順時針旋轉(zhuǎn)聯(lián)軸器使上刀架體反向鎖緊。安裝電機(jī)后，調(diào)試，故障消失。

圖6 刀架工位不在正確位置

圖7 刀架手動復(fù)位

3 結(jié)束語

電動刀架作為數(shù)控機(jī)床或數(shù)控實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置的一個重要組成部分，在數(shù)控機(jī)床切削加工或?qū)嶒?yàn)實(shí)訓(xùn)過程中，起著重要的作用，刀架的故障往往能夠引起整臺機(jī)床的故障停機(jī)。如何準(zhǔn)確、有效地排除故障，除了要求具有一定的理論知識，更重要的是注意觀察實(shí)踐中發(fā)生的故障實(shí)例，以積累故障診斷、維修的經(jīng)驗(yàn)。

[1]熊 軍.數(shù)控機(jī)床原理與結(jié)構(gòu)[M].北京：人民郵電出版社，2007.

[2]夏燕蘭.數(shù)控機(jī)床電氣控制[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.