數控車床刀架常見故障診斷與分析

陳安安，熊 杰

(江西環境工程職業學院，江西 贛州 341000)

數控車床刀架常見故障診斷與分析

陳安安，熊 杰

(江西環境工程職業學院，江西 贛州 341000)

文章介紹了數控車床四工位刀架的基本結構和工作原理，面向數控車床刀架的常見故障現象，對故障原因進行了全面分析，并針對不同的故障原因，提出了具體維修方法。

數控車床；刀架；故障分析

1 數控車床四工位刀架結構與原理

數控車床四工位刀架的基本結構如圖1所示，其工作過程為：刀架抬起——刀架轉位——刀架定位——夾緊刀架。

圖1 數控車床四工位刀架的基本結構

（1）刀架抬起。當數控機裝置發出換刀指令后，電動機1啟動正常，通過套筒連軸器2使蝸桿軸3轉動，從而帶動蝸輪絲杠4轉動。刀架體7的內孔加工有螺紋，與蝸輪絲杠旋合，蝸輪與絲杠為整體結構。蝸輪絲扛內孔與刀架中心軸式間隙配合，在轉位換刀時，中心軸固定不動，蝸輪絲杠繞中心軸旋轉。當蝸輪開始轉動時，由于刀架底座5和刀架體7上的端面齒處在嚙合狀態，且蝸輪絲杠軸向固定，因此刀架體7抬起。

（2）刀架轉位。當刀架體抬至一定距離后，刀架底座5和刀架體7的端面齒脫開，轉位套9用銷釘與蝸輪絲杠4聯接，隨蝸輪絲杠一同轉動，當端面齒完全脫開時轉位套正好轉過160°（如圖1所示），球頭銷8在彈簧力的作用下進入轉位套9的槽中，帶動刀架體轉位。

（3）刀架定位。刀架體7轉動時帶著電刷座10轉動，當轉到程序指定的刀號時，粗定位銷15在彈簧力的作用下進入粗定位盤6的槽中進行粗定位，同時電刷13接觸導體使電動機1翻轉。由于粗定位槽的限制，刀架體7不能轉動，使其在該位置垂直落下，刀架體7和刀架底座5上的端面齒嚙合實現精確定位。

（4）夾緊刀架。電動機繼續反轉，此時蝸輪停止轉動，渦桿軸3自身轉動，當兩端面齒增加到一定夾緊力時，電動機1停止轉動。譯碼裝置由發信體13、14組成，電刷13負責發信號，電刷14負責位置判斷，當刀架定位出現過位或不到位時，可松開螺母12，調好發信體11與電刷14的相對位置。

2 刀架換刀指令不被執行故障

故障現象：換刀指令發出后，刀架無換刀動作。故障分析：正常情況下換刀指令發出后，由PC輸出的信號Y1.1應輸出為1，此信號使接觸器KM4Z吸合，刀架應開始換刀。出現無換刀動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電機三相電壓不平衡或繞組不平衡，或繞組對地短路，三相電源某處松動，引起電機電流過大，使保護的電機QF4跳閘。維修方法：閉電檢查以上器件有無松動，QF4是否跳閘，進而檢查跳閘原因。

3 手動換刀時刀架旋轉不停故障

故障現象：手動換刀時,刀架旋轉不停。故障分析：正常情況下手動換刀按鈕被按下后，當檢索到下一個刀位時，電機應反轉、鎖緊，完成選刀動作。出現旋轉不停的現象，說明刀位信號沒有發出，這種故障的最大可能性是碼盤上的+24V電源沒加上，或磁鐵離磁性開關距離較遠，使信號沒有發出。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。所以維修的重點應放在檢查電源線路上，或調整磁鐵與磁性開關距離。

4 自動換刀時刀架旋轉不停故障

故障現象：程序中執行換刀指令后，刀架旋轉不停。故障分析：正常情況下，執行換刀指令后，刀架應按指令中要求的刀具號把相應的刀具轉動刀位并鎖緊。此故障說明刀架碼盤沒有發出預選的刀位信號，與輸入的刀位信號無法符合，使刀架旋轉不停。維修方法：以選2號刀時刀架旋轉不停為例，應首先測量+24V電源是否正常，在+24V電壓正常的情況下，將+24V電源線與第二號刀的信號線T2M短接，診斷2號刀的輸入地址X6.1是否為1，如果為1，說明磁性開關損壞，如果不為1，說明T2M信號線某處斷線，使信號無法傳遞到系統中。

5 刀架鎖不緊故障

故障現象：換刀后刀架不能正常鎖緊。故障分析：正常情況下，當刀架被鎖緊后，由壓板壓合鎖緊開關，這時機床輸入信號X6.6為1，經T12延時之后電機斷電。出現刀架不能鎖緊，說明在刀架還沒有鎖緊時鎖緊開關已被壓合，即鎖緊信號發出過早，使電機提前斷電，或者鎖緊延時時間過短。維修方法：手動將刀架鎖緊，然后調整開關壓板，直到使X6.6為1時為止，或者適當增加T12鎖緊延時。

6 刀架鎖緊后程序不往下執行故障

故障現象：刀架自動換刀后，不再執行換刀指令后面的指令。故障分析：當正常鎖緊后，鎖緊開關被壓合，X6.6為1，此換刀結束信號發出后程序應繼續往下執行，如果程序不往下執行，說明X6.6信號沒有發出，系統沒有接收到換刀結束信號。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線TCP短接，看X6.6是否為1。如果X6.6為1，說明鎖緊開關損壞；如果不為1，說明刀架鎖緊信號線TCP某處斷開。

7 結語

文章介紹了數控車床四工位刀架的基本結構和工作原理，對數控車床刀架的常見故障進行了故障分析，提出了維修方法。要對數控機床故障及時快速的排除，維修人員首先必須熟練掌握機床結構、工作原理和動作順序，針對故障現象作出準確的判斷；其次要熟練運用廠方提供的診斷參數和PMC梯圖，利用NC系統的狀態顯示功能監測PC的運行狀態，并根據梯圖的鏈鎖關系確定故障點。

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：數控加工與數控維修。