刀架故障范文

刀架故障范文（精选8篇）

刀架故障 第1篇

关键词：数控车床,电动刀架,刀架故障

随着经济的发展, 人力成本的上升, 数控机床特别是中低档型数控机床已经在制造业中普及应用, 但是数控机床的故障令许多机修人员较为头疼。以数控车床为例, 其电动刀架故障占机床故障比例最多, 网上虽能查到许多关于电动刀架故障的文章, 但都以学校常见故障为例讲解故障的原因及解决方法, 对于生产型企业不太实用。比如说刀架三相电机相序反的问题, 在学校里由于学生上课练习可能会出现相序接反, 对于生产型企业任何运转正常的机器不会有人突然调整相序的。又如, 刀架反向锁紧不够, 许多文章都是讲解如何调整反向锁紧时间, 但是对于一台企业里正在运行的机床, 反向锁紧时间不会有人随便动的, 而且很多系统调整反向锁紧时间是需要调整系统内部参数的, 此非一般人能所为, 因而由于此类原因导致的故障的概率在生产型企业里极少。

四工位电动刀架原理如图1所示。

本文主要以生产一线常见四工位电动刀架故障为例讲解故障的检测及排除。

1 电气类故障

1.1 发信盘故障

数控电动刀架里面一般都有一个霍尔发信盘, 此零件为消耗品, 一般平均寿命3~5年, 当确认是发信盘故障就要更换一次, 价格约四五十元左右。常见故障有某一刀号找不到刀, 或者全部刀号找不到刀, 频繁报告刀具超时或无信号。产生此类故障的原因大致与发信盘或发信盘信号线有关。常见故障及检测方法如下所示。

1.2 全部刀号均找不到刀

打开刀架上盖, 露出刀架发信盘及其接线, 如图2, 如果全部刀号均找不到刀很大可能是发信盘的供电电源有问题, 使用万用表测量发信盘供电的直流24 V电源是否有电, 如果检测电源电压在20 V以上28 V以下为正常, 如果电压低于3 V表明供电电源线有问题, 这时检测电源正极 (+) 与机床床身电压, 如果“+”引脚与机床床身电压24 V左右且“”引脚与机床床身电压也近20 V左右, 说明刀架电源负极 (0 V) 供电线路有故障;如果“+”引脚与机床床身电压3 V以下且“”引脚与机床床身电压也近0 V左右, 说明刀架电源正极 (24 V) 供电线路有故障。这时需检查刀架发信盘供电线路 (或电源) , 因为刀架是来回运动的, 其线路都在坦克链里往复运动, 容易折断, 大连产数控车床在托板后部有个接线盒, 对于使用乳化液的车床来讲此处最容易产生线路故障。所以建议直接在接线盒内将所有线路用烙铁焊接并且用热胶将焊接头密封, 以此来防水, 降低故障发生率。

1.3 某一刀号找不到刀而其他刀号正常

此时发信盘的供电应该是正常的, 直流电压24 V左右。依次检测其他正常工作刀号在工作的时候其相应引脚的电压, 然后用内六角扳手手动旋转至故障刀号, 测量其工作时对应引脚的电压是否与其他刀号工作时的电压相同, 如果相同则证明发信盘无故障, 按线路颜色检查相应线路, 如果电压有明显差异可能是发信盘损坏需更换。

1.4 发信盘的检测

拆下发信盘, 使用开关电源直接供24 V直流电 (注意正负极千万不可接反, 反接可能导致发信盘内部瞬间损坏) , 找一块磁场较强的磁铁, 依次贴合在每个信号感应区, 测量每个刀位信号端的电压变化情况。如果全部刀位信号端电压变化不明显可以把磁铁的极性调整一下再试 (霍尔元件有时分极性, 磁铁极性使用反了会没有效果) , 倘若发信盘正常, 其每个信号端的电压变化应该都在50%左右或更大, 如果发信盘有任意一个或多个信号端的电压变化不明显那就肯定是发信盘坏了必须更换。

1.5 发信盘电路的其他不常见故障

故障表现为不定期的出现刀具乱刀, 但只是偶尔。检查发信盘及连接发信盘的电路信号线无异常, 更换发信盘也不能解决, 遇到这种情况很多人怀疑是线路接触不良, 但是发现有时与环境温度有关系, 特别冷或高温天气时就很明显。这时就要注意部分厂家的数控车床刀架信号电路有时有上拉电阻或下拉电阻及整流二极管, 如图3, 这部分电路的元件如果是烧坏了一般万用表能测出来, 倘若是元件可靠性不好只是偶尔出现问题就无法检测出来。由于其元件价格都较便宜可以考虑直接全部换掉 (总价一般在1元左右, 这类问题作者在机床维修中还遇到真不少) 。

安装发信盘时注意磁铁对准的应是发信盘的箭头或者标示的圆点处, 而不是对准接线螺丝。

1.6 电机故障

刀架电机由于其功率较低所以电流均较小, 其供电线路直径也较为纤细, 在跟随坦克链来回移动的过程中时常出现内部折断接触不良的现象。表现故障为电机过载, 其实是电机缺相导致电机热断路器动作所致, 将热断路器复位检查相应线路即可。

2 机械类故障

2.1 蜗杆轴承故障

刀架电机通过开口联轴器连接其蜗杆, 在蜗杆两端有2个较小的6系轴承, 在使用乳化液冷却、风枪除铁屑的情况下, 轴承容易进水导致轴承润滑条件较差, 且蜗杆在工作时承受轴向力, 对于6系轴承极易损坏, 表现故障为偶尔出现刀架无法解锁, 或反向锁紧力不够, 轴承损坏严重时刀架电机卡壳, 热保护器动作等。对于这一类故障可以使用内六角扳手手动旋转蜗杆, 若感觉转动时有轻微的顿挫感即为轴承故障。生产型企业此类故障一般约1~2年出现一次。拆下蜗杆检查轴承及蜗杆齿面 (蜗杆平均寿命在五年以上) , 若发现轴承及蜗杆均良好则很有可能是下一种情况。

2.2 电机轴承故障

刀架电机在有热断路器的情况下一般很少出现故障, 但是对于缺乏保养特别是使用乳化液冷却、风枪除铁屑的情况, 轴承容易进水导致轴承润滑条件较差, 轴承生锈或损坏, 电机卡壳热断路器动作。但由于刀架电机在刀架外侧且有保护罩, 溅湿概率相对较低故此类故障一般平均2~3年才能出现一次。

2.3 活动销故障

离合转盘下部有一个45度的槽, 活动销顶部有个45度的倒角, 如图4, 当刀架电机反转时就是靠销子内部弹簧顶住销子上端压在槽内, 此时销子随离合转盘一起反向转动完成锁紧动作。刀架内部的活动销由于频繁使用容易导致其内部弹簧弹力下降。表现故障为反向锁紧不到位或者反向不动。检测方法为:在蜗杆轴端插入一个内六角扳手 (注意人手离开此区域) , 执行换刀命令, 看蜗杆是否有反转锁紧动作, 无动作检查蜗杆或电机轴承, 动作正常肯定是刀架锁紧销问题。解决方法:在安装弹簧的孔内加装一颗废旧轴承的钢珠增加2~3 mm左右即可 (只能加1个, 太多容易导致销子卡死) 。

不同品牌的刀架其内部销子稍有区别, 部分品牌是仅使用A销, 大多品牌是A B销同时使用。安装销子时要注意两个销子孔尺寸一样, 但是如果安装反了会导致离合盘相位错开180度, 离合盘太靠上 (锁紧螺母内部键装不进去) 或太靠下 (刀架抬太高, 反转虽然到位但锁不紧) 。所以拆下刀架时如果发现是两个活动销, 一定要做记号避免返工。

生产企业刀架销子的寿命约为2~4年。销子如果磨损导致角度变化太大, 可以考虑使用砂轮少量修磨, 然后适当增加弹簧长度即可。

2.4 蜗轮蜗杆故障

刀架内部的蜗轮蜗杆平均寿命均在5~10年以上, 一般不会损坏, 但是偶见使用劣质蜗杆轴承, 当轴承损坏时, 轴承保持架断裂轴承钢珠卡在蜗轮蜗杆中的情况。表现故障同上面蜗杆轴承损坏故障, 当拆下蜗杆时会发现蜗杆有损坏, 此时应同时检查蜗轮, 一般是同时损坏。

总之, 对于生产型企业来讲, 设备的使用人员基本固定, 人为产生的设置类的故障相对较少, 大多是由于进水、进切屑、保养不到位所产生的故障, 故障产生时其真正的原因和表现出来的形式有时差别很大, 机械故障有时是系统报警, 电气故障有时也会表现为机械锁紧不到位等, 这就需要维修人员在检测时要勤于思考, 把产生此类问题的机械、电气故障类型都考虑到, 根据其出现的概率依次检查及排除。即使刀架一直运转都正常尽量坚持每年清洗保养一次, 更换新的润滑脂, 提高其可靠性, 防患于未然。

参考文献

[1]张华宇.数控机床电气及PLC控制技术[M].电子工业出版社, 2011.

[2]沈军达.数控机床故障诊断及维修[M].机械工业出版社, 2011.

[3]高利军, 吴胜强, 丁广文, 等.数控车床电动刀架故障排查实例分析[J].机床与液压, 2012, 16:106-108, 113.

刀架故障 第2篇

【关键词】数控车床；电动刀架；典型故障；维修

数控车床越来越被广泛的应用于机械加工行业，数控车床的大量使用带来了更大的问题：故障的维修就成了数控车床使用者最关键的问题。数控车床常见的故障有刀架类、主轴类、螺纹加工类、系统显示类、驱动类、通信类等，其中刀架故障占有相当大的比例，常常包括电器方面、机械方面以及液压方面的问题。

一、LDB4系列电动刀架工作原理

操作者向数控机床输入换刀指令，指令传递给微机，微机发出换刀信号，由此控制刀架继电器动作，电动机继电器闭合，刀架电动机18正转，电动机通过蜗杆24、涡轮23、螺杆4将刀架销盘3上升至一定高度时，离合销15进入离合盘5槽中，离合盘带动离合销、离合销带动销盘、销盘带动上刀架体14转位，当上刀体转到所需到位时，霍尔元件发出刀位信号，电动机反转，反靠销16进入反靠盘17槽中，离合销15从离合盘5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。（15T）刀架反转时间到，继电器断开动作，电动机停止。（3/5T）延时继电器动作，切断电源、电动机停转，向微机发出回答信号，加工程序开始。

二、电动刀架发信盘工作原理

（1）发信盘内部结构和工作原理。四工位发信盘共有六个接线端子，两个端子为直流电源端，其余四个端子按顺序分别接四个刀位所对应的霍尔元件的控制端，根据霍尔传感器的输出信号来识别和感知刀具的位置状态。当程序指令刀架更换2号刀具时，刀架电机驱动刀架旋转；当在刀架上的磁钢到达发信盘的2号位置时，霍尔元件就会发出开关信号给CNC系统刀架位置控制接口，确定刀具已到达确定位置并锁住刀架，发信盘的主要器件构成是霍尔器件。（2）霍尔器件结构和检测。刀架发信盘内部核心元件是霍尔器件（Hall-effect devices），它是由电压调整器、霍尔电压发生器、差分放大器、史密特触发器和集电极开路的输出级集成的磁敏传感电路，其输入为磁感应强度，输出是一个数字电压信号。它是一种单磁极工作的磁敏电路，适合于在矩形或者柱形磁体下工作。数控车床电动刀架的发信盘通常采用3020型霍尔开关器件，采用TO-92T封装，标识面为磁极工作面。检测霍尔开关器件时，将器件的1、2引脚分别接到直流稳压电源（可选20 V）的正负极，指针式万用表在电阻档（€?0）上，黑表笔接3引脚，红表笔接2引脚，此时万用表的指针没有明显偏转。当用磁铁贴近霍尔器件标志面时，指针有明显的偏转（若无偏转可将磁铁调换一面再试），磁铁离开指针又恢复原来位置，表明该器件完好，否则该器件已坏。

三、典型故障诊断与维修

（1）故障现象：刀架转不到位。故障检查与分析：发讯盘触点与弹簧片触点错位，应检查发讯盘夹紧螺母是否松动。排除措施：重新調整发寻盘与弹簧触点位置，锁紧螺母。（2）故障现象：刀架定位不准。故障检查与分析：电动刀架旋转后不能正常定位，且选择刀号出错。根据检查判断，怀疑是电动刀架的定位检测元件——霍尔开关损坏。拆开电动刀架的端盖，检查霍尔元件开关时，发现该元件的电路板松动。排除措施：重新将松动的电路板按刀号调整好，即将4个霍尔元件开关与感应元件逐一对应，然后锁紧螺母，故障排除。（3）故障现象：电动刀架锁不紧。故障检查与分析：一是发信盘位置没对正：拆开刀架的顶盖，旋动并调整发信盘位置，使刀架的霍尔元件对准磁钢，使刀位停在准确位置。二是系统反锁时间不够：调整系统反锁时间数即可（新刀架反锁时间ｔ＝１.2ｓ即可）。三是锁紧机构故障：拆开刀架，调整机械，并检查定位销是否折断。四是故障现象：刀架不转位（一般系统会提示架位置信号错误）。

故障检查与分析：刀架继电器过载后断开。刀架电动机380V相位错误。由于刀架只能顺时针转动（刀架内部有方向定位机械机构），若三相位接错，刀架电动机一通电就反转，则刀架不能转动。刀架电动机三相电缺相。刀架位置信号所用的24V电源故障。刀架体内中心轴上的推力球轴承被轴向定位盘压死，轴承不能转动，使得刀架电动机不能带动刀架转动。拆下零件检查原因，发现由于刀架转位带来的震动，使得螺钉松动，定位键长时间承受正反方向的切向力，得寸进尺定位键损坏，螺母和定位盘向下移动，给轴承施加较大轴向力，使其转动不得。控制系统内的“系统位置板”故障，刀架到位后，“系统位置板”应能检测到刀架位置信号。 排除措施：检查机床强电线路，拆开刀架，调整推力球轴承向间隙，更换损坏零件，检查24V电源，更换“系统位置板”。

数控机床的故障多种多样，电动刀架的控制涉及机械、低压电器、PLC传感器等多科知识，这给维修带来了困难。维修人员应熟知刀架的机械结构与控制原理以及常用测量工具的使用方法，根据故障现象，剖析原因，确定合理的诊断与检测步骤，以便迅速排除故障。

参 考 文 献

[1]朱仕学．数控系统故障诊断与维修[M]．北京：清华大学出版社，2007

TOE160系列数控刀架故障处理 第3篇

故障1刀位转不停找不到刀位。可能的原因: (1) 预分度电磁铁不受控制或不吸合, 其插销不能粗定位等份槽内, 导致系统检测不到预分度接近开关信号。例如一台长城机床厂生产的CK7810数控车床, 采用FANUC 0TDII数控系统, 当执行换刀指令后, 刀位转不停找不到刀位。打开刀架上方的小盖, 露出预分度电磁铁与电磁铁销, 执行换刀指令时, 待预定位电磁铁销不吸, 用万用表欧姆挡测量电磁铁线圈及控制线路正常, 检查电源电压, 发现给预分度电磁铁供电的整流桥损坏, 更换后故障排除; (2) 编码器故障。编码器输出信号不正常, 导致系统找不到所选的位置, 因而转位不停。例如一台宝鸡机床厂生产的CK7520A数控车床, 采用MITSUBISHI数控系统, 当执行换刀指令后, 刀位转不停找不到刀位。从CRT显示器上调出I/O地址, 发现当执行换刀指令时, X20.0、X20.1、X20.2、与X20.3同时在0与1间变化, 明显是编码器的信号不对。检查了刀架到电器柜间的编码器连线, 发现有一根连线断路, 更换了一根备用线后, 故障排除。

故障2换刀时有时刹不紧, 刹紧接近开关信号时有时无。可能的原因: (1) 制动器失控, 造成电机不能迅速刹紧, 因而刹紧回答信号时有时无。应检查制动器回路和电源是否正常, 恢复制动器的正常控制; (2) 系统发出的刹紧信号不恒定或不及时, 致使刹紧不迅速或不稳定。应参照控制注意事项, 改善制动速度; (3) 电机内部制动摩擦片磨损。应调整垫片厚度, 将摩擦片表面处理平整。

XWD6-130电动刀架故障处理 第4篇

1. 反靠销轴断裂

其断裂部位在台阶处, 对该处采用过渡圆角改进以减小应力集中, 从而改善反靠销进入反靠盘槽的受力状况, 重新设计加工该件替换原反靠销轴即可排除该故障, 延长反靠销轴的使用寿命。

2. 蜗杆两端轴承损坏

该刀架的壳体被当作油池, 采用浸油润滑, 而蜗杆两端轴承藏在壳体上部前后两侧壁内不易被充分润滑。更换两侧带防尘盖并涂有润滑脂的角接触球轴承, 即可排除该故障又能改善其润滑状况, 延长轴承寿命。

3. 刀盘不动

可能原因: (1) 机械卡阻 (蜗杆与蜗轮卡阻、刀架电机与蜗杆间链条卡阻等) ; (2) 刀架电机本身烧坏; (3) 刀架电机正反转用接触器或控制继电器损坏等; (4) 数控系统输入/输出单元的输出点损坏 (输出点无输出、信号一直为“0”) , 属数控系统硬件故障, 现场可采用逐步排除法解决。

4. 刀盘某刀位连续回转不停

在执行某指令时刀盘连续回转不停, 一般是某刀位对应的霍尔元件损坏所致, 用万用表可容易测出损坏的霍尔元件, 更换后即可排除故障。如机床只要上电刀盘就连续回转不停, 原因一般是数控系统输入/输出单元的输出点损坏 (输出点信号一直为“1”) , 属数控系统硬件故障。

5. 刀盘换刀时不到位或过位

一般是锁紧磁钢盘的螺栓松动造成磁钢位置在圆周方向相对霍尔元件位置不当所致 (顺时针超前或逆时针滞后) , 可在刀架锁紧状态下用内六方扳手先松开磁钢盘、再转过适当角度、调整磁钢与霍尔元件的相对位置再紧固螺栓后即可排除该故障。

6. 刀架电机反转锁紧时间不当所致

刀架电机反转锁紧时间过长会使电机温升过高而烧坏电机, 需改梯图缩短刀架锁紧时间;刀架电机反转锁紧时间过短会使刀盘锁不紧 (有时用手都能晃动) , 需改梯图延长刀架锁紧时间。W11.09-43

作者通联:高浩国胜利油田胜机石油装备有限公司山东东营市东营区西四路906号257067

E-mail:slgaohg@163.com[编辑叶允菁]

数控车床电动刀架故障的深度剖析 第5篇

电动刀架是数控车床非常重要的部件,一旦出现故障将使整台数控机床不能正常工作,甚至会出现机床或人身伤害事故。数控车床用户在使用中会碰到故障,大部分用户是不能正确地诊断并排除故障,在没有掌握电动刀架的结构与工作原理情况下对刀架进行拆卸极容易造成故障的扩大化,甚至会造成不可修复的故障。现以HNC-21TD系统及LDB4系列刀架为例,深度剖析电动刀架故障的诊断与排除方法。

1 数控车床电动刀架的机械结构

1.1 数控车床电动刀架的工作原理

当系统发出换刀指令后,刀架电机正转,通过蜗杆、蜗轮、螺杆上的离合盘联动销转动一个角度,在弹簧的推力下离合销进入离合盘的槽中,在螺杆的传动作用下,刀架销盘上升一定高度,端齿与反靠盘分离,然后离合盘带动离合销,再带动刀架销盘,销盘带动上刀架体转动。当上刀架体转到指令的刀位时,霍尔元件发出到位信号,电机反转,反靠销进入反靠盘的槽中,离合销从离合器盘中的槽中爬出,完成粗定位,同时刀架销盘下降与端齿啮合完成精定位,刀架锁紧后电机停转,完成换刀过程。

1.2 数控车床电动刀架常见机械故障诊断与排除

1)离合盘联动销断

这种故障主要是在换刀过程中产生强烈撞刀所致。故障现象是上刀架体不能正常转动,被切断的离合盘联动销一段留在离合中,另一段留在螺杆中,要仔细看才会发现。处理方法是拆开刀架,把被切断的销拿出来,找厂家买两个安装上就解决了,还可根据销孔的尺寸,自己配作两个销也行。

2)离合销与反靠销之间的弹簧弹力不足

刀架的频繁换刀,日久之后,弹簧的弹力不足,使离合销不能靠紧离合盘,致使换刀不能顺利换刀。处理方法是将刀架拆下,换上相同规格的弹簧即可。

2 数控机床电动刀架电气控制

刀架的电气控制原理图分为三相异步电动机的正反转控制电路及刀位信号检测电路两部分。刀架电动机正反转的电路原理图如图2所示。

当数控系统发出换刀指令时,由PLC的Y0.6输出电机正转的信号,使中间继电器KA1得电,常开触头闭合;接触器KM1得电,主触头闭合,刀架电动机正转。当数控系统检测到目标刀号时,停止正转,并由PLC的Y0.7输出反转信号,中间继电器KA2得电,常开触头闭合,接触器KM2得电,主触头闭合,刀架反转,反转的时间由数控系统的刀架控制参数进行设定(约1500ms左右)。当刀架反转时间到,刀架被锁紧,换刀过程结束。电路中的KA1与KA2,KM1与KM2实现了电气互锁,避免刀架电动机在正、反转切换过程中产生短路。

2.1 数控车床电动刀架电气控制故障诊断与排除

1)刀架电动机主电路电源相序接错的故障诊断与排除

故障现象是,发出换刀指令时,中间继电器KA1与接触器KM1动作,但是上刀架体不转动,出现换刀超时报警信息,连续换刀操作几次后,刀架电动机的外壳发热。故障的特点是数控PLC能发出刀架正转信号(Y0.6接通),控制KM1动作,而数控系统未检测到目标刀号,PLC不发出刀架反转的信号(Y0.6未接通),接触器KM2不动作。故障原因是刀架的三相交流异步电动机相序接错。根据电动刀架换刀的原理,先是刀架正转选刀,等刀架到位后,动机反转锁紧刀架。因电源相序的接错,换刀开始时应正转的电机,变成了反转,刀架被锁得更紧了,看不到刀架转动。新购买的数控车床初次上电、机床搬迁重新接电及电源变压器供电相序改变等均可能发生此类故障。排除方法是将刀架电动机主电路的三条相线任意对换两条即可。

2)刀架电动机过载保护热继器故障诊断与排除

刀架电动机过载保护热继器在电机被卡死或电源相序接错时可能会发生动作而不能自动复位,使电机断电。故障现象是系统发出换刀指令时,继电器KA1与接触器KM1动作,但是电动刀架不转动,出现换刀超时报警信息,刀架电动机外壳不发热。故障的诊断方法是在接触器KM1动作时测量刀架电机是否得电。故障原因是热继电器不复位或损坏。故障排除方法是对热继电器进行手动复位或更换热继电器。

3)中间继电器故障的诊断与排除

数控机床控制刀架用的中间继电器是24V的直流继电器。加工过程要频繁地换刀,时间长了,继电器触头会产生磨损或变形,造成接触不良。故障现象是中间继电器的线圈得电,指示灯LED也亮,但刀架电动机不得电。故障诊断方法是在的线圈得电时测量动合触头是否接通。故障排除方法是换另一对动合触头或更换中间继电器。

2.2 刀位号检测电路故障的诊断与排除

LDB4系列刀架的刀位号检测传感器使用霍尔元件。将4个霍尔元件封装在一个环形的塑料盘中,称为刀架发信盘。如图1所示,发信盘安装在刀架底座的中轴上,永久磁钢是安装在磁钢座中,换刀时随刀架一起转动。刀架发信盘内部将4个霍尔元件的1脚(+24V)连在一起,把3脚(GND0也连在一起,然后将电源线+24V、GND、T1、T2、T3及T4引到接线端子。对应标上+、-、1、2、3及4,引出线颜色对应为红、黄、白、橙、蓝及绿。工作原理是:接通电源后,当永久磁钢靠近霍尔元件时,霍尔元件的输出端(2号脚)输出为低电平0V;当永久磁钢离开霍尔元件时,霍尔元件的输出端(2号脚)输出为高电平24V;数控系统根据指令的刀号与四个霍尔元件输出的低电平是否相同来判断电动刀架是否到位。下面剖析常见故障的诊断与排除方法。

1)不管换哪一号刀,系统发出换刀指令,刀架一直正转,直到换刀超时报警才停止,找不到相应的刀号,刀架无反转锁紧动作。

故障原因是发信盘中的4个霍尔元件均没有信号到达数控系统。故障诊断方法:第一步检查发信盘的24V电源是否接通或极性是否接反,极性接反很容易烧坏霍尔元件。如果电源正确,第二步检查永久磁钢与霍尔元件的相对位置是否合适,过高、过低或水平距离太大也不能产生信号。第三步检查磁钢的磁性及极性。磁性太小也不能产生信号,用螺丝柸靠近磁钢试一下,吸力大磁性就好。磁钢的极性接反也不能产生信号,将磁钢正对霍尔元件的一面换成另一面进行试验。故障排除方法是,经过第一到第三步的检查还不能排除故障的话,确定是4个霍尔元件烧坏了,应更换同型号的发信盘,要正确接线。

2)数控系统显示的刀号与刀架上实际刀号不对应。

故障原因是发信盘中T1,T2,T3,T4的输出线错乱造成的,比如将T1与T2的输出线错误连接,则会造成系统换2号刀时,刀架会停在1号刀的位置,系统换1号刀时,刀架会停在2号的位置。故障诊断方法是检查刀架实际的刀号与系统中PLC的X输入的刀号是否一至。故障排除方法是重新按发信盘说明正确接线。

3)只有换某一号刀(如2号刀)时,刀架一直正转,直到换刀超时报警才停止,而换其它刀正常。

故障原因是发信盘中的某个(如2号刀)霍尔元件没有发出信号。故障诊断方法是将发信盘中2号刀与1号刀(前提是换1号刀是正常的)的连接线对调进行测试,如果系统换2号刀时,刀架准确停在1号的位置,而换1号刀时,刀架一直正转,直到换刀超时报警才停止,则说明发信盘中2号霍尔元件损坏;对调后如果系统换1号刀时,刀架准确停在2号的位置,而换2号刀时,刀架一直正转,直到换刀超时报警才停止,则说明2号霍尔元件到数控系统的连线断开或数控系统的接口损坏。故障排除方法是接通2号霍尔元件到系统的连线。

查看数控系统PLC的刀位,可通过面板的故障诊断PLC输入输出状态进行观察与诊断。HNC-21T系统中,T1、T2、T3、T4对应的PLC输入分别为:X3.2、X3.3、X3.4、X3.5,当某一号刀到位时(如T1到位),则对应的PLC输入(如X3.2)会显示红色点或“1”,其余刀号对应的输入不显示红色点或显示为“0”。

3 数控车床电动刀架控制参数故障诊断与排除

数控系统的参数是数控机床非常重要的组成部分,参数设置不合理会造成机床不能发挥最大的性能甚至不能正常工作。数控车床电动刀架主要的参数有:

1)工位数,一般为4工位。

2)换刀时间(ms):是指换刀必须在本参数设置的时间内完成,否则会出现换刀超时报警。本参数的设置一般是在刀架正常转动两圈所用时间。

3)刀架反转延时时间(ms):是指当系统检测到目标刀号到刀架开始反转的时间。本参数设置不能过大,否则会使刀架反转的角度过大。

4)刀架反转锁紧时间(ms):是指刀架从反转开始到反转停止的时间。本参数的设置要合适,过小会使刀架锁不紧,过大会容易烧坏刀架电动机,要与刀架反转延时时间配合设置。

案例:故障现象是刀架正转选刀、反转锁紧动作正常,但是刀架锁不紧,用手去摇刀架感觉明显的松动。故障的原因是刀架反转延时时间过大,刀架反转锁紧时间过短。故障方法应适应地减小刀架反转延时间,同时适当增大刀架反转锁紧时间。

摘要：电动刀架是数控车床非常重要的部件,电动刀架出现故障将使整个数控车床无法正常工作。深度剖析数控车床电动刀架的故障现象及诊断的方法,能高效快捷地排除故障。

关键词：数控车床,电动刀架,故障诊断

参考文献

[1]郑小年,金健,周向东.华中数控系统故障诊断与维护手册[M],北京:机械工业出版社,2010.

[2]世纪星数控装置连接说明[Z].武汉华中数控股份有限公司,2010.

自动回转刀架典型故障的分析与排除 第6篇

数控车床是目前国内外使用量最大, 最广的一种数控机床, 约占数控机床总数的25%, 在数控机床中占有非常重要的位置, 几十年来一直受到世界各国的普遍重视并得到了迅速的发展。

自动回转刀架是数控车床的关键部件之一, 它用来安装各种切削加工刀具, 直接影响数控车床的切削性能和工作效率。自动回转刀架是普遍采用的换刀方式, 常用方刀架和转塔式回转刀架, 一般采用4-12工位自动回转刀架。

二、自动回转刀架的基本结构原理

1. 结构组成与动作循环

典型的数控转塔刀架一般有动力源 (电极或油缸, 液压马达) 、机械传动机构、预分度机构、定位机构、锁紧机构、检测装置、接口电路、刀具安装台 (刀盘) 、动力刀座等组成。数控转塔刀架的动作循环为:

T指令 (换刀指令) 刀盘放松 (抬起) 转位刀位检测预分度精确定位刀具锁紧结束, 答复信号。

2. 回转刀架的基本结构原理

当数控系统发出换刀指令后, 通过接口电路使电机正转, 经传动装置2、驱动蜗杆蜗轮机构1、蜗轮带动丝杆螺母机构8, 将刀盘松开并抬起, 直至两定位多齿盘4、5脱离啮合状态, 然后由插销带动刀盘转位, 数控装置发出的换刀指令使霍尔开关10中的某一个选通, 当磁性板11与被选通的霍尔开关对齐后, 霍尔开关反馈信号使电机反转, 插销7向预分度盘上的分度槽6反靠实现预分度, 刀盘停止转动, 电机继续反转, 通过丝杆机构8使刀盘移到多齿盘4、5重新啮合, 实现精确定位。多齿盘啮合精确定位后, 电机应能停止反转。例如, 四位自动回转刀架回转电机反转1.5s后, 由数控装置自动停止, 防止电机不停反转而过载毁坏。

1.涡轮蜗杆机构2.传动轴3.挡屑板4.下齿盘5.上齿盘6.预分度槽7.插销8.丝杠螺

母9.反靠槽10.霍尔开关11.磁铁板

三、自动回转刀架故障分析与排除

对于刀架, 要使其正常工作, 均涉及到机械、电气、控制系统等多方面的稳定、可靠工作。刀架一旦出现某种故障现象, 则可能是机械原因, 也有可能是电气、控制系统方面的原因。因此, 应根据不同故障类型, 找准原因, 准确迅速确定故障点, 方能及时排除故障。

故障现象一:刀架不能启动

1. 机械方面的原因

(1) 刀架预紧力过大。

(2) 刀架内部机械卡死。当从蜗杆端部转动蜗杆时, 顺时针方向转不动, 其原因是机械卡死。首先, 检查夹紧装置反靠定位销是否在反靠棘轮槽内, 若在, 则需将反靠棘轮与螺杆连接销孔回转一个角度重新打孔连接;其次, 检查主轴螺母是否锁死, 如螺母锁死, 应重新调整;再次, 由于润滑不良造成旋转件研死, 此时, 应拆开, 观察实际情况, 加以润滑处理。

2. 电器方面的原因

(1) 电源不通、电机不转。检查溶芯是否完好、电源开关是否良好接通、开关位置是否正确。当用万用表测量电容时, 电压值是否在规定范围内, 可通过更换保险、调整开关位置、使接通部位接触良好等相应措施来排除。除此以外, 电源不通的原因还可考虑刀架至控制器断线、刀架内部断线、电刷式霍尔元件位置变化导致不能正常通断等情况。

(2) 电源通, 电机反转。可确定为电机相序接反。通过检查线路, 变换相序排除。

(3) 手动换刀正常、机控不换刀。此时应重点检查微机与刀架控制器引线、微机I/O接口及刀架到位回答信号。

故障现象二:刀架连续运转、到位不停

由于刀架能够连续运转, 所以, 机械方面出现故障的可能性较小, 主要从电气方面检查。

1.检查刀架到位信号是否发出, 若没有到位信号, 则是发讯盘故障。

此时可检查:发讯盘弹性触头是否磨坏、发讯盘地线是否断路或接触不良或漏接, 是否需要更换弹性片触头或重修, 针对其线路中的继电器接触情况、到位开关接触情况、线路连接情况相应地进行线路故障排除。

2.当仅出现某号刀不能定位时, 则一般是由于该号刀位线断路所至。

故障现象三:刀架越位过冲或转不到位

刀架越位过冲故障的机械原因可能性较大。主要是后靠装置不起征作用。

1.检查后靠定位销是否灵活, 弹簧是否疲劳。此时应修复定位销使其灵活或更换弹簧。

2.检查后靠棘轮与蜗杆连接是否断开, 若断开, 需更换连接销。若仍出现过冲现象, 则可能是由于刀具太长过重, 应更换弹性模量稍大的定位销弹簧。

3. 出现刀架运转不到位 (有时中途位置

突然停留) , 主要是由于发讯盘触点与弹性片触点错位, 即刀位信号胶木盘位置固定偏移所至。此时, 应重新调整发讯盘与弹性片触头位置并固定牢靠。

4. 若仍不能排除故障, 则可能是发讯盘夹紧螺母松动, 造成位置移动。

故障现象四:刀架不能正常夹紧

出现该故障时应当:

1.检查夹紧开关位置是否固定不当, 并调整至正常位置。

2.用万用表检查其相应线路继电器是否能正常工作, 触点接触是否可靠。若仍不能排除, 则应考虑刀架内部机械配合是否松动。有时会出现由于内齿盘上有碎屑造成夹紧不牢而使定位不准, 此时, 应调整其机械装配并清洁内齿盘。

其它故障现象

除以上故障外, 有时还出现:无法机控选刀、夹紧后无回答信号、启动或松开手控按纽刀架返原来位置等故障现象。出现这些故障的主要原因是电路中继电器接触不良、胶木盘位置不正、电源相序不对所致, 可分别读其加以调整、修复, 使故障排除。

结语

在数控机床使用过程中, 难免会出现各种故障, 在日常故障中, 我们常见的是刀架类、主轴类、螺纹加工类、系统显示类、驱动类、通信类等故障。而刀架故障在其中占有很大比例。维修数控机床结构和控制电路比较复杂。掌握一些数控设备维修技术可以快速判断故障所在, 缩短维修时间, 以降低维修成本。

摘要：数控车床是目前使用量最大, 最广泛的数控机床, 在机械制造中占有非常重要的位置, 其自动回转刀架是数控车床的关键部件之一, 直接影响数控车床的切削性能和工作效率, 掌握数控车床自动回转刀架的结构及常见故障的分析与排除十分重要。

关键词：数控车床,自动回转刀架,故障

参考文献

[1]郑小年.数控机床故障诊断与维修[M].武汉:华中科技大学出版社.2005.

[2]田宏宇.数控机床与数控技术[M].北京:希望电子出版社.2006.

数控车床的电动刀架故障诊断与维修 第7篇

数控车床共有刀架类、系统类、进给类等故障类型, 电动刀架是数控车床中极为关键的一个配置, 有助于推动车床有效运行。一旦电动刀架发生故障问题, 就会严重的损坏掉工件, 更有甚者会导致卡盘和刀架相撞引起无法预料的事故。当前, 电动刀架故障问题时有发生, 给数控车床带来了极大的影响, 所以对电动刀架故障及时诊断与维修已刻不容缓。

数控车床共有刀架类、系统类、进给类等故障类型, 电动刀架是数控车床中极为关键的一个配置, 有助于推动车床有效运行。一旦电动刀架发生故障问题, 就会严重的损坏掉工件, 更有甚者会导致卡盘和刀架相撞引起无法预料的事故。当前, 电动刀架故障问题时有发生, 给数控车床带来了极大的影响, 所以对电动刀架故障及时诊断与维修已刻不容缓。

1 数控车床电动刀架的工作原理

以LDB4电动刀架为例。该系列电动刀架属于四工位刀架, 具有电动机、蜗轮与螺杆结构、丝杠与螺母结构等组成部分, 此电动刀架处于正转状态时, 在蜗轮与蜗杆结构基础上由电动机把驱动传给丝杠, 将螺母与转动的刀架进行键槽联结, 也就是要求螺母和转动的刀架间一直保持上下滑动, 不得出现相对转动现象, 以齿面啮合来实现螺母与电机底座的定位机构, 螺母不得在此对啮合齿还未脱开前转动, 转动的刀架同样不得有任何的转动, 初始过程中, 往往会因为丝杠处于顺时针旋转, 造成与螺母相对转动的刀架朝上移动, 等到啮合齿实际脱开, 充分发挥销钉与止推槽的功能优势, 遵循规范的流程:丝杠转动--螺母转动--刀架转动--进行换刀, 当达到实际规定的工位时, 采用霍尔元件定位系统输送已经到位的信号进数控装置系统中, 转动工作就此结束, 采用霍尔元件定位系统与辅助定位销钉来明确具体的位置;随着止推槽与销钉作用的产生, 螺母和刀架这两个系统禁止有反转迹象, 所以螺母系统会顺丝杠持续下移, 一直移动到两对啮合齿再次进行啮合时才结束下移, 如此一来, 换刀全程就算完成。

2 数控车床的电动刀架故障诊断与维修

换刀时, 电动刀架不转动

刀架机械卡死

一旦发生了刀架机械卡死现象, 将直接导致刀架电机难以顺利运转, 进而提示过载报警信号。在对该故障处理时, 应适当的分离刀架和电动机, 通过扳手盘动蜗杆, 若实际转动异常, 就表示机械已经处于卡死状态, 应根据规范的拆卸流程将刀架拆开, 对其内部中轴、所有销钉、联轴器等部件进行检查, 看这些部件有没有出现变形, 因为一般情况下导致刀架机械卡死的原因多是因为碰撞而造成的。

刀架电机电源缺相或相序错

当车床经过大修或者更换刀架后会出现刀架电机电源

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相序错的情况, 这个时候应及时的将电源切断, 对电机相序进行一番合理调整。若电机转动不了且没有任何的响声, 这就表示电源或绕组中存在两相断路情况, 应先对电源的电压情况进行检查, 若查出三相电压均处于平衡状态, 就说明电动机自身出现了故障问题, 此时应查看电动机三相绕组产生的电阻大小, 收集已经断线的绕组。如果电动机静止在那但却发出嗡嗡的声响, 这就表示电源或绕组存在一相断路情况, 导致缺相现象发生的主要原因是电机供电回路内的开关及接触器的触头接触不良, 出现了松脱或者被烧坏, 对于此情况, 必须修复好已经遭到损坏的动、静触头, 使其接触正常;通常采用虚焊的方式对电动机绕组连线进行焊接, 进而带来接触异常, 在对电动机绕组连接线进行认真检查后将其焊牢。

刀架电机无电源接入

采用MDI方式更换刀架和检测电机上的电源输入端是否存在电压时, 应注意存于电柜内中间位置处的继电器KA4与接触器KM1有无动作, 若检查出KA4线圈不存在得电现象, 此时就应查看PLC输出信号Y0.3有没有出现断线问题;相反, 如果检查出KA4线圈存在得电, 应查看KM1有无吸合, 之所以会产生KM1吸合一般是因为输给电机的三相电电线断线, 如果KM1无任何动作, 就表示由于继电器KA4损坏、KA4触点接触异常、触点上部的电源线断裂而引起。

刀架换刀时找不到想要的刀位

刀架的换刀过程其实就是数控系统对电动刀架的正转进行控制, 实际正转时, 出现了一个小磁块一直保持不动, 四个工位的霍尔元件随着刀架而旋转, 其中一个霍尔元件在慢慢靠近小磁块时, 产生了对应的高电平或者低电平信号, 在具体所需工位的霍尔元件越来越靠近小磁块后, 将此信号传递回数控系统中, 这个时候数控系统就会结束正转控制, 进而形成延时的反转信号, 对刀架缩紧进行控制。如果对应的霍尔元件发生了故障问题或者信号回传通道存在故障问题, 那么将很难把对应的刀位信号反馈回数控系统中, 进而引起刀位故障现象。在处理此类故障时, 应首先对霍尔元件进行检查, 以获悉其有无故障问题, 另外查看信号通道的畅通性。

电动刀架使用每把刀都转不停

首先, 因磁钢异常而引起的问题;主要问题有:磁钢缺乏较强的磁性、磁钢磁极安装反了、磁钢和霍尔元件的高度位置缺乏准确性。根据具体故障进行处理, 提高磁钢的磁性、正确安装磁钢磁极, 如果刀架抬起过程中, 磁钢具有较高的位置, 那么应适当降低调整磁钢的位置, 以确保磁块与霍尔元件位置对正。其次, 因霍尔元件整体损坏而引起的问题;检查对应刀位没有断路现象时, 如果对应刀位线产生高电平, 那么就证明霍尔元件无异常, 不然就要更换对应刀位线上的所有霍尔元件。通常情况下, 整体霍尔元件同时发生损坏的几率微乎其微。另外, 因发讯盘电源异常而引起的问题;由于发讯盘中的霍尔元件未获取到合理的电源, 抑制了刀具刀位应答信号的发出, 这就需要对发讯盘接入电源加以细致检查。对于系统24V出线端, 应通过万用表进行检查, 以准确获悉输出电压有无异常或实际是否存在输出电压, 如果查到没有输出电压, 就表明系统存在电源故障, 及时进行电源的维修;如果电压是正常的, 再对刀架上的+24V、0 V和系统的接线有无断路现象进行检查;获悉24 V与0 V间存不存在断路, 若发讯盘的工作环境十分的潮湿, 将会造成线路快速老化或者断线, 如此一来, 电源将难以构成回路。

3结语

综上所述, 电动刀架的控制与机械、PLC、传感器等诸多学科领域的知识均有不可分割的关系, 加大了维修的难度。对于维修工作者, 应充分掌握刀架的控制原理和相关检测设备的使用步骤, 结合具体的故障问题, 找出具体的原因, 不断强化诊断与检测, 从而将故障全面清除。

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刀架故障 第8篇

数控车床的电动刀架由于在加工过程中使用频繁,同时承受很大的切削力,因此,电动刀架故障是数控车床常见的故障现象之一,它直接影响零件的加工精度和表面质量,是数控车床不可忽视的重要组成部分。

本文综合数控车床常用的“常州”和“宏达”四工位电动刀架,通过具体的实例剖析电动刀架“锁不紧”的原因和故障排除方法。

1 故障现象与解决方法

1.1 案例一

1.1.1 故障现象

一台由云南机床厂生产,采用广州数控GSK928TEa系统,配置常州四工位电动刀架的经济型数控车床,在加工过程中发现:1、3号刀位换刀后刀台没有被锁紧,其它两个刀位换刀后正常。

1.1.2 故障分析与排除

首先拧下蜗杆左侧闷头螺栓,用手指接触蜗杆轴头,在手动方式下连续换刀,发现每个刀位都有反向锁刀的的动作。然后,笔者将刀位换到1号位置,用6 mm内六方扳手逆时针旋转蜗杆一周后刀台被锁紧。

造成刀台不能锁紧的原因有很多,例如:刀架内部机械磨损,间隙过大;内部连接部件松动;反向逆时针锁紧时间过短。

首先打开机床参数,输入用户密码,进入参数页面,如图1所示,选择“S-辅助参数”找到“P324”参数,将刀架逆转锁紧时间由原来的1000 ms增大到1100 ms。再次连续换刀,检查各刀位锁紧情况,发现故障已排除。

1.2 案例二

1.2.1 故障现象

同样是由云南机床厂生产的,采用GSK928TEa系统,配置常州四工位电动刀架的经济型数控车床,在加工过程中发现:四个刀位均锁不紧。

1.2.2 故障分析与排除

首先增大刀架逆转锁紧时间,故障依然存在。然后拧下蜗杆左侧闷头螺栓,用6 mm内六方扳手逆时针锁紧蜗轮蜗杆机构,故障还是没有被排除。

笔者将刀架拆开,一边用柴油清洗各部分零件,一边检查各零部件是否损坏或连接是否牢固。最终发现上刀体底面锁紧螺钉松动,如图2(a)所示,螺钉锁紧后重新安装,故障排除。

1.3 案例三

1.3.1 故障现象

一台由大连机床厂生产,采用GSK928TEa系统,配置常州四工位电动刀架的经济型数控车床,在加工过程中发现四个刀位锁不紧。

1.3.2 故障分析与排除

首先增大刀架逆转锁紧时间,刀位依然无法锁紧。然后用6 mm内六方扳手逆时针锁紧蜗轮蜗杆机构,无论笔者转多少周,蜗杆一直在空转,有时感觉快要锁紧了,但是稍微用力,这种快要锁紧的感觉又过去了。

通过询问操作工人使用和日常保养情况得知:这台车床最早出现过某一个刀位锁不紧的现象,过了一段时间发现两个刀位无法锁紧,到现在四个刀位都锁不紧,无法使用了才报修。刀架也很少保养过,从来也没有加注过润滑油,也不知道如何加注。

经过初步判断故障原因是由于内部锁紧机构失效造成的。笔者在拆下刀架与机床中拖板螺栓后发现,从缝隙处流出了许多带有黄色金属粉末的液体。通过仔细观察发现,黄色金属粉末是黄铜粉末,而液体是乳化液。

拆下刀架中心轴后发现蜗轮已磨损,这就是导致刀台锁不紧的原因。蜗轮更换后故障排除,如图3所示。

2 结语

通过以上三个典型的故障不难看出,电动刀架的日常维护和保养往往被操作人员忽视,以致于故障由小到大,最终造成机床设备无法使用。如果定期对刀架保养,清理刀架周围油污,及时通过注油孔或卸下刀架上盖向刀架内部加注润滑油,使刀架内部润滑充分,也可使内部产生的油污通过缝隙排出,从而降低故障率。

摘要：数控车床四工位电工刀架“锁不紧”现象,是数控车床在运行中的常见故障,文中从该故障的多种外在表现着手,分析故障出现的内在原因,并给出解决方案。