数控机床转塔刀架

巧妙检查数控车床转塔刀架的报警 2004年1月17日一、故障现象日本SUPERTURN4型数控车床12工位转塔刀架转到第一把刀的位置瞬间报警，报警号2001，转塔分度应急报警，刀架已略超过第一把刀位置。

二、故障查找该车床数控系统采用FANUC—11TE，其2001号报警表示转塔刀架分度产生奇偶检测误差。

根据电气梯形图，查出与转塔刀架分度奇偶检测报警有关的接近开关为：刀架原点位置检测开关LS16、刀架奇数位置检测开关LS17、刀架偶数位置检测开关LS15、刀架夹紧检测开关LS05。

因此，应着重检查此四个接近开关及微调其感应点位置，确保检测开关正常及感应点位置正确。

首先通过CRT诊断数据画面，检查此四个接近开关输出点信号X11.3（LS17）、X11.4（LS16）、X11.5（LS15）、X11.7（LS05），均能正常通断，说明它们及其线路正常。

其次，针对机床报警时，转塔刀架停在超过第一把刀位置少许的现象，人为挪动刀架原点位置开关LS16的位置，但无论怎样调整，故障依旧。

为了调整好开关位置及其工序的准确性，人为减慢刀架转动速度。

拆下转塔刀盘，断开电机电源，然后按下刀架转位按扭，用手转动电机风叶，使刀架慢慢转动，并依刀位正确位置调整好各接近开关。

当转到第一把刀位置时，刀架自动夹紧，又未报警。

三、故障分析及处理为什么三相电机带动转塔刀架转动会报警，而手动转动刀架不会报警。

分析电气原理图，可以肯定，问题在于刀架电机刹车上。

手动转动刀架到位后，从CRT上能观察到刹车输出点Y0.0有输出。

再检查执行刹车的直流电源及继电器，最后发现刹车继电器有一组常开触点不通。

调换另一组常开触点后故障排除。

此次故障真正原因是刀架电机因无直流制动刹车，刀架转动惯性使其超过原点位置而引起位置检测报警，而转塔刀架电机带动转位时，转动太快，瞬间即报警，以致只看到位置检测报警表面现象而忽略检查其隐蔽在背后的真正原因，极易误导维修人员的判断。

55一、前言A K 31 系列刀架是引进于世界著名的数控转塔刀架生产企业—意大利 Baruffaldi 公司的先进技术，由烟台环球机床附件集团有限公司获得生产许可证而生产制造的。

该系列转塔刀架是普及型及高级系数控车床的核心配套附件，可保证零件通过一次装夹自动完成车削外圆、断面、螺纹和镗孔、切槽、切断等加工工序。

我公司有数十台数控车床配备了该系列数控刀架，数控车床刀架的维修量在数控车床故障维修中占 50%以上，成为数控车床维修中的重要工作。

二、产品结构及传动原理图一 AK31 系列数控转塔刀架结构图1-电机 2-电机齿轮 3-齿轮 4-行星齿轮 5-驱动齿轮 6-滚轮架端齿7-沟槽 8-滚轮架 9-滚轮 10-双联齿盘 11-主轴 12-弹簧 13-插销14-动齿盘 15-定齿盘 16-箱体 17-电磁铁 18-预分度接近开关19-锁紧接近开关 20-蝶形弹簧 21-角度编码器 22-后盖 23-空套齿轮本刀架采用三联齿盘作为分度定位元件。

由电机驱动后，通过一对齿轮和一套行星齿轮系进行分度运动。

工作程序为：主机控制系统发出转位信号后，刀架上的电机制动器松开，电源接通，电机开始工作，通过齿轮 2、3 带动行星齿轮系 4 旋转，这时销齿轮 5 为定齿轮，由于与行星轮 4 啮合的齿轮 5、23 齿数不同，行星轮 4 带动空套齿轮 23旋转，空套齿轮带动滚轮架 8 转过预置角度，使端齿盘后面的断面凸轮松开，端齿盘向后移动脱开端齿啮合，滚轮架 8 受到端齿盘后端面键槽的限制停止转动，这时空套齿轮23 成为定齿轮，行星齿轮 4 通过齿轮 5 带动主轴 11 旋转，实现转位分度，当主轴转到预置位置时，角度编码器 21 发出信号，电磁铁 17 向下将插销 13 压入主轴 11 的凹槽中，主轴 11 停止转动，预分度接近开关 18 给电机发出信号，电机开始发现旋转。

通过齿轮2 与 3，行星齿轮 4 和空套齿轮 23，带动滚轮架 8 反转，滚轮压紧凸轮，使端齿盘向前移动，端齿盘重新啮合，这时锁紧接近开关 19 发出信号，切断电机电源，电机制动器通电刹紧电机，电磁铁断电，插销 13 被弹簧弹回，转位工作结束，主机可以开始工作。

数控转塔刀架的技术现状及发展趋势 近年来，我国数控车床行业在国民经济保持快速发展和继续实施扩大内需的方针形势下取得了很大成绩，呈现出快速发展和进步的良好态势。

作为数控车床的核心功能部件之一，数控刀架虽然取得了较大进步，但与国外的水平相比，仍有一定的差距，成为制约主机发展的瓶颈因素之一。

烟台环球机床附件集团有限公司作为刀架专业化生产厂，作为国内机床附件行业的领头兵，在数控刀架生产开发方面有了较大突破，特别是及时跟踪国外先进技术，不断开发推出新品，满足主机配套发展的需要等方面有了长足发展。

本文介绍了数控转塔刀架基本组成结构，换刀动作及控制原理，数控转塔刀架技术的发展、演变以及目前国外最新技术发展状况和发展趋势，结合本公司从数控刀架技术引进到自主开发生产的历程，特别是近两年开发的伺服电机驱动刀架和采用模块化设计带铣削功能的动力刀架，标志着国内数控刀架向高速化、复合化方向发展，迈出坚实的一步，填补了国内空白。

重点介绍了卧式数控车床、立式数控车床所用的刀架的结构、性能、特点、控制原理；刀盘及刀夹的选择；重点配套厂家。

根据多年销售服务积累的经验，主机电器控制应注意的事项，为提高刀架的可靠性提供保障。

为提高刀架精度和可靠性而采取的技术措施。

通过本文希望有助于主机厂领导、设计人员、销售人员选型和应用，有助于主机的发展。

一、数控刀架基本结构，国外技术的发展演变及最新发展趋势：1、基本结构数控刀架作为数控车床的动作执行部件，其基本结构包括：1．1驱动装置：主要有电机、液压马达、齿轮、齿条。

1．2分度装置：通过机械液压传动结构到所需工位间的转动。

结构主要分为间歇分度结构和连续分度机构。

快速换刀一般选用双向旋转的连续分度机构。

1．3预定位装置：到达所需的工位后，停止分度运动，以便于齿盘正确啮合。

伺服电机驱动刀架，利用伺服电机编码器作为预定位。

1．4松开、刹紧装置：齿盘副的松开刹紧。

为了完成快速刹紧和得到大的刹紧力，松开和刹紧一般选用液压和机械等来实现松开和刹紧。

数控车床转塔刀架常见故障与维修浅析[摘要] 随着数控技术的不断发展，经济型数控车床已经得到了广泛的应用，数控转塔刀架故障频发也是用户头痛的一大问题，就关于此类数控刀架故障和维修谈谈。

[关键词] 刀架简介 发讯盘 联轴器 故障与维修[中图分类号] G642[文献标识码] A随着我国职业教育事业的不断蓬勃发展。

实训教学越来越被重视。

目前，职业类学校中数控车床被广泛用于实训教学中，且一般设备数量都比较多。

学生在操作练习中难免会发生撞刀等事故，以及长时间使用后会产生各种刀架故障。

刀架产生故障后就不能正常使用了，如果要等厂家或专业维修人员前来维修，那将要等较长的时间及花较昂贵的维修费用，对学生的正常实训会产生较大的影响。

如果一些小故障我们带班老师能自己动手解决的话将大大缩短维修等待时间，减小对学生实训的影响。

一、数控转塔刀架简介转塔刀架一般为四工位电动刀架，它是以脉冲电波的形式接受指令的，刀架内部有一端带涡轮的蜗杆刀架和底座接触面上各有一个端面齿轮和两个限位块正常情况下两个端面齿轮时咬合的底座上面装有马达并有连轴蜗杆当接收到换刀指令时马达正传蜗杆带动涡轮同时刀架蜗杆转动使刀架上升端面齿轮分离当刀架升高到一定程度时刀架连同刀架蜗杆一起旋转旋转90°后遇到限位块阻挡由于马达受阻力量达到一定时开始反转自然刀架下降于底座端面 齿轮咬合限位块锁死完成换刀。

即松开—换刀—定位—锁紧四个动作完成一次换刀指令。

二、刀架发讯盘工作原理发信盘内部根据刀架工位数设有四个或六个霍尔元件，并与固定在刀架上的磁铜共同作用来检测刀具的位置。

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。

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-effectdevices ），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。

哈挺T42-L型超精密数控车床转塔刀架哈挺T42-L型超精密数控车床转塔刀架的结构、原理，对刀架故障进行诊断，提出维修方法并成功修复刀塔液压缸大量漏油故障。

一、引言哈挺T42-L数控车床是1998年从美国进口的超精密车床，能进行较长工件的精密加工，是工厂的关键设备。

设备结构十分复杂，数控刀塔是设备的精密组件之一，有12个刀位，刀盘上还带有动力头，可车、铣两用。

由于刀塔内部密封件损坏，液压油从刀塔液压缸中大量漏出，每两天要加一桶液压油。

经咨询哈挺中国服务中心，答复说：国内不能提供该种刀塔的维修技术服务，需运回美国修理，费用一万多美元，时间需6个月以上。

由于哈挺公司的维修费用过高、维修周期长，工厂决定自主排除故障。

二、下42-L数控转塔刀架的结构与工作原理T42-L数控转塔刀架（图1）该转塔刀架包括12刀位刀盘、刀盘主轴、刀盘传动机构、液压缸、带绝对编码器的交流伺服电机（驱动刀盘）、刀盘锁紧或松开接近开关、动力头及驱动电机。

刀盘和动力头的左侧照片见图2。

在刀架体内，刀盘驱动伺服电机轴上的皮带轮通过同步带驱动一个与蜗杆同轴的皮带轮，蜗杆带动蜗轮转动，转动的蜗轮通过啮合的齿实现刀盘转动。

刀架工作过程（以手动为例）：转动操作面板上的位置开关(station)到指定刀位（1~12），然后按开始开关（TERRET IN-DEX1），若刀架在指定刀位，则无任何动作；刀架不在指定刀位，则顺序完成以下过程：①控制刀盘顶出的电磁阀打开，液压油推动活塞使刀盘被顶出，数齿与定齿机构脱离。

②接近开关指示灯灭，给系统发“刀盘松开”信号。

③带绝对编码器的交流伺服电机，按最短距离顺时针或逆时针旋转到指定刀位。

④电磁阀动作，液压控制换向，液压油反向推动活塞使刀盘缩回，数齿与定齿机构啮合。

⑤接近开关指示灯亮，给系统发“刀盘锁紧”信号。

三、诊断与修复1．诊断从刀架结构看，刀架体内有推动刀盘运动的液压缸，有多个O形密封圈，漏油可能是液压缸的O形密封圈损坏造成的。

数控机床刀架结构（一）
数控机床刀架分为转塔刀架和直排刀架两大类。

(1)转塔式刀架
转塔式刀架有立式数控转塔刀架和卧式数控转塔刀架，每种刀架按性能不同又可分为简易和全功能两种。

简易刀架和全功能数控刀架的区别是：前者只能沿一个方向（一般为逆时针方向）转位，而后者可按最短距离就近选刀位，其中卧式全功能数控转塔刀架可自动选择正反转。

转塔式刀架一般采用电气或液压驱动完成自动换刀，卧式液压全功能数控转塔刀架由大转矩液压马达驱动，液压刹紧，端齿盘作精定位，采用计数盘和接近开关或双片平行共扼凸轮进行分度。

其特点是结构简单、动作平稳可靠、分度精度高、可双向回转、就近选刀和进行重负荷切削等优点。

我们是青岛输送机、潍坊输送机、烟台输送机领导者！。

第一章绪论现代工业发展其实就是制造工艺的发展，而这其中一个非常重要的因素就是制造工具——机床的发展。

现代机床的发展都趋向于自动化、复合化以及高速化。

而作为制造业主力军的数控机床来说，它的发展更是日新月异。

自从20世纪60年代世界上第一台数控机床问世以来，随着计算机技术、微电子技术、现代控制技术、传感检测技术、信息处理技术、网络通信技术和机械制造技术等各相关领域的发展，数控技术已成为现代先进制造系统(FMS，CIMS等)中不可缺少的基础技术。

由于机床数控系统技术复杂，种类繁多。

现在数控机床的“使用难、维修难”问题，已经是影响数控机床有效利用的首要问题。

当前，数控机床发展迅猛，一方面向高速、高效、高精度方面发展，同时，在制造行业中广泛存在原有设备的数控改造和系统升级问题。

作为关键附件，高性能的刀塔对于提高机床整体运行的可靠性、稳定性和效率有着重要意义，数控刀塔是由数控系统来控制的，因此，在刀塔本身性能提高的情况下，如何实现控制任务就显得十分重要了。

国内数控车床转塔刀架的设计和生产都是依赖先进国家的，而且产品的性能方面跟国外还有一定的差距，期待开发设计一种性能最优，最有实用价值的转塔刀架，来适应市场，替代进口产品低价位的数控车床用转塔刀架，占领国内市场，并达到国际领先水平，为国产机床工业的发展作出贡献。

数控车床今后将向中高当发展，中档采用普及型数控刀架配套，高档采用动力型刀架，兼有液压刀架、伺服刀架、立式刀架等品种，预计近年来对数控刀架需求量将大大增加，随着数控车床的发展，数控刀架开始向快速换刀、电液组合驱动和伺服驱动方向发展，因此对刀塔的设计以及它本身性能的研究就显得十分重要。

自从20世纪60年代世界上第一台数控机床问世以来，随着计算机技术、微电子技术、现代控制技术、传感检测技术、信息处理技术、网络通信技术和机械制造技术等各相关领域的发展，数控技术已成为现代先进制造系统(FMS，CIMS等)中不可缺少的基础技术。