數(shù)控車床刀架常見故障診斷與分析

陳安安，熊 杰

(江西環(huán)境工程職業(yè)學(xué)院，江西 贛州 341000)

數(shù)控車床刀架常見故障診斷與分析

陳安安，熊 杰

(江西環(huán)境工程職業(yè)學(xué)院，江西 贛州 341000)

文章介紹了數(shù)控車床四工位刀架的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，面向數(shù)控車床刀架的常見故障現(xiàn)象，對(duì)故障原因進(jìn)行了全面分析，并針對(duì)不同的故障原因，提出了具體維修方法。

數(shù)控車床；刀架；故障分析

1 數(shù)控車床四工位刀架結(jié)構(gòu)與原理

數(shù)控車床四工位刀架的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，其工作過程為：刀架抬起——刀架轉(zhuǎn)位——刀架定位——夾緊刀架。

圖1 數(shù)控車床四工位刀架的基本結(jié)構(gòu)

（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)都荏w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1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 刀架換刀指令不被執(zhí)行故障

故障現(xiàn)象：換刀指令發(fā)出后，刀架無換刀動(dòng)作。故障分析：正常情況下?lián)Q刀指令發(fā)出后，由PC輸出的信號(hào)Y1.1應(yīng)輸出為1，此信號(hào)使接觸器KM4Z吸合，刀架應(yīng)開始換刀。出現(xiàn)無換刀動(dòng)作故障的主要原因有以下2種：①繼電器KA10或接觸器KM4Z有斷線或有接觸不良的地方；②電機(jī)三相電壓不平衡或繞組不平衡，或繞組對(duì)地短路，三相電源某處松動(dòng)，引起電機(jī)電流過大，使保護(hù)的電機(jī)QF4跳閘。維修方法：閉電檢查以上器件有無松動(dòng)，QF4是否跳閘，進(jìn)而檢查跳閘原因。

3 手動(dòng)換刀時(shí)刀架旋轉(zhuǎn)不停故障

故障現(xiàn)象：手動(dòng)換刀時(shí),刀架旋轉(zhuǎn)不停。故障分析：正常情況下手動(dòng)換刀按鈕被按下后，當(dāng)檢索到下一個(gè)刀位時(shí)，電機(jī)應(yīng)反轉(zhuǎn)、鎖緊，完成選刀動(dòng)作。出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)不停的現(xiàn)象，說明刀位信號(hào)沒有發(fā)出，這種故障的最大可能性是碼盤上的+24V電源沒加上，或磁鐵離磁性開關(guān)距離較遠(yuǎn)，使信號(hào)沒有發(fā)出。維修方法：首先檢查+24V電源供電是否正常，如果+24V電源輸出燈亮，說明+24V電源輸出正常,因此是碼盤電源供電線路某處斷開，+24V電源沒有加到碼盤上。所以維修的重點(diǎn)應(yīng)放在檢查電源線路上，或調(diào)整磁鐵與磁性開關(guān)距離。

4 自動(dòng)換刀時(shí)刀架旋轉(zhuǎn)不停故障

故障現(xiàn)象：程序中執(zhí)行換刀指令后，刀架旋轉(zhuǎn)不停。故障分析：正常情況下，執(zhí)行換刀指令后，刀架應(yīng)按指令中要求的刀具號(hào)把相應(yīng)的刀具轉(zhuǎn)動(dòng)刀位并鎖緊。此故障說明刀架碼盤沒有發(fā)出預(yù)選的刀位信號(hào)，與輸入的刀位信號(hào)無法符合，使刀架旋轉(zhuǎn)不停。維修方法：以選2號(hào)刀時(shí)刀架旋轉(zhuǎn)不停為例，應(yīng)首先測(cè)量+24V電源是否正常，在+24V電壓正常的情況下，將+24V電源線與第二號(hào)刀的信號(hào)線T2M短接，診斷2號(hào)刀的輸入地址X6.1是否為1，如果為1，說明磁性開關(guān)損壞，如果不為1，說明T2M信號(hào)線某處斷線，使信號(hào)無法傳遞到系統(tǒng)中。

5 刀架鎖不緊故障

故障現(xiàn)象：換刀后刀架不能正常鎖緊。故障分析：正常情況下，當(dāng)?shù)都鼙绘i緊后，由壓板壓合鎖緊開關(guān)，這時(shí)機(jī)床輸入信號(hào)X6.6為1，經(jīng)T12延時(shí)之后電機(jī)斷電。出現(xiàn)刀架不能鎖緊，說明在刀架還沒有鎖緊時(shí)鎖緊開關(guān)已被壓合，即鎖緊信號(hào)發(fā)出過早，使電機(jī)提前斷電，或者鎖緊延時(shí)時(shí)間過短。維修方法：手動(dòng)將刀架鎖緊，然后調(diào)整開關(guān)壓板，直到使X6.6為1時(shí)為止，或者適當(dāng)增加T12鎖緊延時(shí)。

6 刀架鎖緊后程序不往下執(zhí)行故障

故障現(xiàn)象：刀架自動(dòng)換刀后，不再執(zhí)行換刀指令后面的指令。故障分析：當(dāng)正常鎖緊后，鎖緊開關(guān)被壓合，X6.6為1，此換刀結(jié)束信號(hào)發(fā)出后程序應(yīng)繼續(xù)往下執(zhí)行，如果程序不往下執(zhí)行，說明X6.6信號(hào)沒有發(fā)出，系統(tǒng)沒有接收到換刀結(jié)束信號(hào)。維修方法：首先檢查+24V電源是否正常，如果電源正常，將+24V電源與刀架鎖緊信號(hào)線TCP短接，看X6.6是否為1。如果X6.6為1，說明鎖緊開關(guān)損壞；如果不為1，說明刀架鎖緊信號(hào)線TCP某處斷開。

7 結(jié)語(yǔ)

文章介紹了數(shù)控車床四工位刀架的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，對(duì)數(shù)控車床刀架的常見故障進(jìn)行了故障分析，提出了維修方法。要對(duì)數(shù)控機(jī)床故障及時(shí)快速的排除，維修人員首先必須熟練掌握機(jī)床結(jié)構(gòu)、工作原理和動(dòng)作順序，針對(duì)故障現(xiàn)象作出準(zhǔn)確的判斷；其次要熟練運(yùn)用廠方提供的診斷參數(shù)和PMC梯圖，利用NC系統(tǒng)的狀態(tài)顯示功能監(jiān)測(cè)PC的運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)梯圖的鏈鎖關(guān)系確定故障點(diǎn)。

Diagnosis and Analysis on Failure Analysis of CNC lathe Tool Rest

CHEN An-an，XIONG Jie
（Environmental Engineering Vocational College in Jiangxi Province，Ganzhou，Jiangxi 341000，China）

The article introduces the basic structure and working principle ofthe numerical control lathe 4 Labour tool rest，gives a comprehensive analysis on the common failures of CNC lathe tool restand presents the cause of the problem，and puts forward the specificmaintenancemethods fordifferent failures.

CNC lathe；rest；failure analysis

TG519.1

A

2095-980X(2016)08-0015-02

2016-07-06

陳安安，技師，主要研究方向：數(shù)控加工與數(shù)控維修。