数控车床四方刀架常见故障与维修方法

了 ， 只是 电动机 绕 组 是 有 一 层绝 缘 漆 ，所 以 一直 用
发 讯 盘 即 可 ；三是 发 讯 盘 上 的霍 尔开 关 与磁 钢 位 置 不 准 ，或是 磁钢 无 磁 性 ，调 整位 置 或 更换 磁 钢 ；四 是 通 信 线 断 裂 或 刀 位 信 号 接 收 电 路 断 裂 ，检 查 线
刀体 抬 起 来 ，使 上 刀 体 与 下 刀 体 的 齿 盘 脱 开 。 这
道工序。
２ 常见故障诊断与维修 ．
（ ）电动 刀架 不换 刀 此类 故 障首 先 要 判 断 刀 １
架内部机械卡死还是 刀架电动机故障。在换 刀时 ，
若 是 听 到 电 动 机 有 较 闷 的 嗡 嗡 声 ， 则是 电动 机 缺 相 ，检查 电动 机 供 电线 路 ；没有 较 闷的 嗡嗡 声 ，就
绕 组 与 螺钉 长 期 接 触 ，绝缘 漆 破 损 ，使 得 电 动机 绕
组 通 过此 螺 钉 接 地短 路 了。
供 电电压是否正常和电动机三相绕组的阻值是否正
常 。 不正 常 则检 查 供 电 线路 ，若 电 动机 出现 故 障 ，
更换 电动机或拿去维修 。 （ ）电动 刀架某一 个刀号 转不停 ，其余 刀号 ２
１ ． 防护圈 ２上刀体 ． ７铝盖 ． １． ３ 轴承 ８发讯支座 ． １． ４离合销 ３离合盘 ． ９ ． 磁钢 １． ５发靠销 ４止退圈 ５大螺母 ． ． １ｌ、 Ｏ，螺母 ｊ １． ６下刀体 １． １ 发讯盘 １ 轮 ７呙 ６罩座 ． １． ２键 １． ８ 定轴
正 常 此 类故 障 ，一 是 此 刀号 所 对 应 的 霍 尔 元件 损 坏 或 上 拉 电阻 断 裂 ，更 换 反讯 盘 即 可 ；二是 连 接 刀 号 的 线 断裂 ，检查 连 接 线 。 （） 电动 刀架 转 不停 ，所 有 刀号 都 找 不到 这 ３

工 业 技 术
Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ Ｎ Ｏ Ｅ＆Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ ０ Ｌ ０ ０ Ｙ
数 控 车 床 四 方 刀 架 常 见 故 障 与维 修 方 法
郭 飞 鹰 （ 陕西省 理工学 校 陕西 西安 ７ １ ０ ０ ５ ４ ） 摘 要： 数控 车在加 工制遗 行 业应 用越 来越 广 ， 从 而推 动职业教 育“ 数控技 术 ” 专业 的发展 ， 也 痔职业 学校增添 了 一 道 亮丽风景 ， 但是 机
（ １ ） 刀架 底 部 可 能 有铁 销 之 类 的 杂 物影 保 持 刀架 周 围清 洁干 净 。 （ ２ ） 刀架 反 转 锁 死 时 间设 置很 短 ， 没 有
杆、 螺 杆 将 销 盘上 升 到 一定 高度 时 ， 离 合 销 实 中 也 有 可 能 是 两 种 或 多 种 原 因 导 致 问题 响 刀架 精 定 位 ， 及 时 给 予 清除 ， 平 时 要 注意
（ ３ ） 电机 烧 坏 ， 可 用 手 触 摸 感 觉 电 机 温 置 合 适 的 锁 死 时 间 。
度 做 出判 断 。 如 果 是 刀 架 电机 问 题 ， 则 问 题 相 对—３ ７ ９ １ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ４ （ ｂ ） 一 ０ ０ ７ ９ － ０ １
近 年来 ， 随 着 我 国加 工 制 造 业 的 迅 速 要 “ 听 声音 法 ” 进行判断 ， 如 系 统发 出信 号 ，
啪” 吸合的声 音 ， 发展 ， 具 有加 工 高速 、 高效 、 高 精 的 数 控 机 我 们 听 到 有 交 流 接 触 器 “
导教 师， 我 将 这 些 年 我 在 维 修 四 方 刀 架 上 器 ， 这 时 候 我 们 可 以 人 工触 动 使 交 流 接 触 备 几 个 ， 以备不时之用 。 遇 到的 问题 、 故 障 排 除 及 维 修 方 法 作 一 经 器吸合 ， 如 果 此 时 刀架 开 始 旋 转 ， 则 可 证 明 我们就可 以利用 “ 交换法 ” 交换接触 器 ， 再 （ ２ ） 查看 反转 控 制 线 路 及交 流 接 触 器是 验总 结 ， 希 望 能够 对 大 家有 所 帮 助 ， 只 是 个 接 触 器之 后 电路 正 常 ， 如 果 刀架 没 有旋 转 ，

数控车四方刀架故障分析摘要：在数控机床上，刀架故障是频发故障之一，从刀架运行原理入手，逐步分析，找出故障，排出故障。

关键词：刀架故障故障原因故障排除一、问题：我校二OOO年购进了五台经济型数控车，型号是：CJK6032，机械十档变速，前置四方刀架。

如今已经运行了十五年，现已进入故障高发期，其中，刀架故障频发。

主要故障现象有：刀架不转，刀架转不停，换刀时刀位转不到位及刀架自锁故障。

要找出故障，排出故障，必须了解四方刀架的运行原理。

二、四方刀架运行原理分析这是普通的四工位刀架，由机床PLC来进行控制。

换刀过程是通过PLC对控制刀架的所有I/O信号进行逻辑处理及计算，实现刀架的顺序控制。

另外为了保证换刀能够正确进行，系统一般还要设置一些相应的系统参数来对换刀过程进行调整。

下面我们分析PLC控制下的换刀过程。

我们首先了解刀架控制的电气部分，刀架电气控制部分如下图所示，图a是刀架控制的强电部分，主要是控制刀架电机的正转和反转；图b是刀架控制的交流控制回路，主要是控制两个交流接触器的导通和关闭来实现a中的强电控制；图c部分是刀架控制的继电器控制回路及PLC的输入及输出回路，整个过程的控制最终是由这个模块来完成的。

图一刀架控制电气设计下面我们来分析一下换刀过程，刀架换刀有两种模式，一种是手动换刀，一种是通过T指令进行自动换刀。

我们以手动状态为例，介绍一下换刀过程及常见故障。

1、首先我们将机床调至手动状态，通过刀位选择按键进行目的刀位选择，比如说通过检测刀位选择信号（X30.6）的状态，如果按下刀位选择按键，X30.6的状态应该会改变一次，计数器的数值会发生改变，系统选择的目的刀具也会发生相应的改变。

2、选择目的刀具完成以后，下面就是将机床刀架的当前刀位转换到目的刀位。

我们按下刀位转换按键X30.7以后。

这时系统PLC输出一个刀架正转信号Y0.6，KA6吸合；KM5吸合，这时刀架电机开始正向旋转，刀架开始正转。

数控车床电动四工位刀架常见故障分析和维修
1. 刀架不能正常旋转
故障原因：刀架轴承损坏、电机损坏、传动系统故障。

解决方法：
1）更换刀架轴承；
2）更换损坏的电机；
3）检查传动系统的零件并更换故障部件。

2. 刀具夹紧不力或无法夹紧
故障原因：刀具夹紧机构损坏、夹紧弹簧老化、扭矩减小。

解决方法：
1）更换损坏的夹紧机构；
2）更换夹紧弹簧并调整弹簧力；
3）检查传动系统的扭力传递部件并更换故障部件。

3. 刀架精度降低
故障原因：刀架导轨磨损、轴承磨损。

解决方法：
1）更换磨损的刀架导轨；
2）更换磨损的轴承。

4. 刀具切削音量变大
故障原因：刀具震动、夹头松动、刀具变形。

解决方法：
1）夹紧刀具，并检查夹紧力是否合适；
2）更换可能变形的刀具。

总的来说，数控车床电动四工位刀架的故障主要包括刀架不能
正常旋转、刀具夹紧不力或无法夹紧、刀架精度降低和刀具切削音
量变大等。

解决这些故障需要根据具体情况采取相应的维修方法，
如更换损坏的零件、调整刀具夹紧力度、检查传动系统的零部件等。

同时，也需要定期对数控车床进行保养和维护，以提高其可靠性和
使用寿命。

障，恢复生产是我们 的期望。要做到这一点 ，我们必须 离）带动刀架体 １旋转 ，在刀架体旋转 的过程 中，由于
要总结经验 ，吃透原理 ，以便工作起来得心应手 。
弹簧 ３ｌ的作用使得粗定位销 １３始终保持与刀架座 ２３接
在对几次数控车床四工位刀架维修后 ，笔者总结常 触 ，且粗定位销 ｌ３只能沿 一个方 向公 转 ，粗 定位销在
刀架连续旋转找不见多由电路问题所致在实践中有以下几种可能磁性减弱表面吸附灰尘过多与灰尘混合形成一层隔膜使磁性减弱解决这种故障比较容易拆下磁铁架表面擦拭干净装上即好刀架在长时间工作后由于反复正反转有可能使螺纹压圈松动导致霍尔元件骨架实际为刀架定位槽与霍尔元件位置不匹配解决这种故障也比较容易松开螺纹压圈管脚断裂对于管脚没有封装的霍尔元件管脚断裂时有发生要求在刀架拆卸或保养要小心翼翼轻拿轻放避免利器碰撞管脚厂家针对以上问题已推出有封装的霍尔元件组件问题的解决已大有改观某刀号信号导线断裂仔细测量刀位信号导线刀架体磁铁架磁铁霍尔元件外罩0导线刀架轴螺纹压圈4霍尔元件骨架推力球轴承粗定位销螺杆下粗定位销0蜗轮刀架电动机中滑板4床鞍传动键联接螺钉刀架座轴承压盖蜗杆0轴承螺母弹簧上粗定位销刀架工作原理粗定位压盖刀架电动机有两个动作正转和反转其动作控制由霍尔元件来完成通过导线连接该导线为一个输入端一个输出端四个刀位信号动机得到信号后正转带动蜗杆转动并带动蜗轮冷加工设备与维修基于提高主轴回转精度的车床动力传动结构改进山东理工大学机械工程学院004主轴是机床的核心零件机床主轴的精度和特性可以用来评价机床本身的精度一般说来主轴的回转精度是衡量一台数控机床技术参数的一个关键指标安装工件或者刀具处的径向圆跳动量和端面圆跳动量有时也会涉及到主轴倾角运动的变化量回转精度通常是在无载荷的情况下通过手动或者低速机动主轴进行测量的在车床的主轴轴系中由于主轴一般用于安装工是工件的相对位置基准和运动基准其回转精度直接影响所加工零件的表面粗糙度和圆柱度等指标所以改善和控制主轴的回转精度使其确保工件的加工质是数控车床生产和改造的重要课题我公司自主研制生产的ak37型卧式车床问题会很快解决对于故障刀架卡死肯定由机械问题所致现在刀架处润滑不良由于加工中大量切削液飞溅气腐蚀使刀架内部各部分不能正常工作例如下推力球轴承磨损严重轴承滚珠滚道磨损或出现麻点需更换轴承弹簧失效或断裂影响粗定位或卡死需更换表面腐蚀或断裂滑销表面腐蚀影响螺上下导向使刀架卡死滑销断裂就不言而喻了以上对车床四工位刀架结构及原理进行了分析举了常见故障及处理方法除此之外日常保养对于刀架来说也很重要要做到每班将刀架清理干净定期给各滑动部分加润滑油以保证刀架寿命月份已研制生产了三代一直以来都能够满足公司的生产要求但近年来随着客户对加工工件精度要求的提高问题日渐显露针对该型号车床加工精度的提高问题列入攻关日

传统 机 床在 使用 了一 段时 间后就 会 产生 工 时 不 析 最后 才 动 手 的 方 法 去 维
障情 况 ， 以便更 准确地 判 断故障 发生 原 因。 但 是 ， 果 刀架发 生 了碰 撞事 故后 ， 如 就不 宜重 演
尔开关状 态是否完好 。 故障原 因再 逻辑能 解释 在 动作去 判断 故障所 在 ， 并着 手进 行维修 ， 那 通 了， 找到就 可 以打开 刀架 体盖 进行修 理 。 经 肯定会 损坏机床 的。 因此 必然对维修 人 员有 比 检查发现 固定发讯盘 的锁紧螺 母已松动 ， 在经 较高 的要求 ： 要熟悉机械 传动的一般 原理和 既
过振动后 装有霍尔开 关的发讯盘 也 已经移位 ， 使得 反转信 号提 前发 出。 是采 取措 施 ， 于 重新 调整 发讯盘 的位 置使 霍尔开 关 的位置 和感应 元件对 应 ， 旋 紧锁 紧螺母 。 并 原结 构螺 母上 无 故障排除 ， 并保证 以后不 易松动 。 其 它故 障如 ： 刀架旋 转不 停 ； 刀架 定位 不 准； 所选 刀号 定位 时越 位 … …都 应 该通 过先 典 型的机 构性 能 ， 又要掌 握基 本的数 控原 理 。
由于刀架 体底 面的端 面 定位 齿和 刀架坐 的下 端面 定位齿 尚处于 啮合状 态。 刀架螺母 无法转 动和 螺母 连在 一起 的 刀架只 能沿心 轴垂 直上 升 ， 刀架体 下端面 定位 齿逐 步脱 离 。 等 当刀架 上升到 一定高度端 面定位 齿完全脱 离时 ， 此时 由于转 位销的作用 使刀架 和丝杆连接 ， 刀架体 就随 丝杆一 起转 动 。 当转 动到所 须 的位 置时 ， 刀架定位检 测元件—＿；应 的霍儿开关 检测到 ｌ ： 目
ＥＣＨＮＯＬ０ＧＹ ＮＦＯＲＭ ＡＴｌ ｌ ＯＮ

数控车床四工位刀架的工作调试与典型故障维修摘要自动换刀装置是数控车床、加工中心的重要组成部分，它大大缩短了非切削时间，提高了加工效率。

它的形式多种多样，目前常用的有可转位刀架、更换主轴头换刀和带刀库的自动换刀系统几种，其中以可转位刀架应用的更为普及，可转位刀架为一种常见的中高档数控车床刀具储存装置，而四工位电动刀架是可转位刀架中最为常用的。

本文对四工位刀架进行工作原理分析，并应用继电-接触控制系统控制电路部分进行设计调试，对以上部分用PLC进行实现，针对在实际工作中遇到的刀架常见的问题和维修经验，总结出刀架常见的故障和维修排除方法，对四工位刀架的故障排查提供帮助。

关键词电动刀架；电路调试；PLC控制；四工位；故障排除数控车床是集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体的机电一体化产品，是提高制造业的产品质量和劳动生产率必不可少的重要手段，数控车床带有自动换刀装置，自动换刀装置的功能就是储备一定数量的刀具并完成刀具的自动交换。

数控车床上使用的回转刀架换刀是一种常见的自动换刀装置。

1 车床四工位电动回转刀架的工作原理数控车床上使用的回转刀架一般是立式的，具有四工位（装有四把刀具）或六工位，由数控机床发出的脉冲指令进行回转和换刀。

对于使用回转刀架的数控机床，在加工过程中，回转刀架不但可以存储刀具，而且在切削时要连同刀具一起承受切削力，在加工过程中要完成刀具交换转位、定位夹紧等动作。

1.发信盘；2.推力轴承；3.螺杆螺母副；4.端面齿盘；5.反靠圆盘；6.三相异步电机；7.联轴器；8.蜗杆副；9.反靠销；10.圆柱销；11.上盖圆盘；12.上刀体四工位电动刀架一般由电动机、机械换刀机构、发讯盘等组成如图1所示，自动回转刀架换刀具体的换刀动作如下：数控系统输出换刀信号——PLC控制信号输出（控制电路中继电器-接触器动作）——刀架电机正向寻刀开始——刀架抬起（螺杆将销盘上升到一定高度）——刀架正转（离合销进入离合盘槽，离合盘槽带动销盘，销盘带动上刀体转位）——检测元件检测到刀位信号——刀架电机开始反转并锁紧——刀架电机断电——加工顺序进行。

.经济型数控车床一般都配有自动展转刀架，现有的刀架构造主假如插销式和端齿盘式。

因为刀架使用屡次，且各样型号规格的刀架质量错落不齐，所以故障率较高。

一旦出现某种故障现象，则可能是机械原由，也可能是电气、控制系统方面的原由。

所以，依据不一样的故障种类，找准原由，正确快速确立故障点，方能实时清除故障。

本文以当前使用许多的端齿盘式四工位自动刀架为例，将可能出现的各样故障现象加以剖析，并提出了对应的维修步骤和方法。

1数控车床刀架工作原理图 1 所示为经济型数控车床常用的四方刀架构造，其刀具转位信号由加工程序指定。

其工作过程为：刀架抬起一刀架转位一刀架定位一夹紧刀架。

(1)刀架抬起当数控机装置发出换刀指令后，电动机 1 启动正常，经过套筒连轴器 2 使蜗杆轴 3 转动，进而带动蜗轮丝杠 4 转动。

刀架体7 的内孔加工有螺纹，与蜗轮丝杠旋合，蜗轮与丝杠为.整体构造。

蜗轮丝扛内孔与刀架中心轴式空隙配合，在转位换刀时，中心轴固定不动，蜗轮丝杠绕中心轴旋转。

当蜗轮开始转动时，因为刀架底座 5 和刀架体7 上的端面齿处在啮合状态，且蜗轮丝杠轴向固定，所以刀架体7 抬起。

(2) 刀架转位当刀架体抬至必定距离后，刀架底座 5 和刀架体7 的端面齿脱开，转位套9 用销钉与蜗轮丝杠 4 联接，随蜗轮丝杠一起转动，当端面齿完整脱开时转位套正好转过160 。

(如图所示) ，球头销8 在弹簧力的作用下进入转位套9 的槽中，带动刀架体转位。

(3) 刀架定位刀架体 7 转动时带着电刷座10 转动，当转到程序指定的刀号时，粗定位销15 在弹簧力的作用下进入粗定位盘 6 的槽中进行粗定位，同时电刷13 接触导体使电动机 1 翻转。

由于粗定位槽的限制，刀架体7 不可以转动，使其在该地点垂直落下，刀架体7 和刀架底座5上的端面齿啮合实现精准定位。

(4) 夹紧刀架电动机持续反转，此时蜗轮停止转动，涡杆轴 3 自己转动，当两头面齿增添到必定夹紧力时，电动机 1 停止转动。

数控车床刀架故障分析及排除探讨前言数控车床是现代工业中的一种重要设备，其操作和维护对于生产效率和产品质量有着至关重要的作用。

刀架是数控车床中的一个重要组件，负责夹紧切削工具以进行加工。

然而，在使用数控车床过程中，刀架也会因为各种原因出现故障。

本文将对数控车床刀架故障的分析与排除探讨。

一、故障原因及现象1. 刀架松动刀架松动是常见的刀架故障之一，其主要原因是刀架固定螺栓松动或螺纹损坏。

当刀架松动时，会导致工件的精度下降，甚至会造成刀具与工件的碰撞而引起危险。

2. 刀架跳动刀架跳动是指在工件加工过程中，刀架在刀具运转时出现轻微的上下动作。

其主要原因是刀架松动、刀具不平衡、工件太长或过热等原因。

刀架跳动会导致加工面的表面质量下降，同时也会损坏刀具。

3. 刀具损坏刀具损坏是数控车床刀架故障中常见的一种。

刀具损坏的原因非常多，如切削力过大、材料质量差、使用时间过长等等。

刀具损坏不仅会影响工件加工质量，还会增加生产成本。

二、故障分析与排除方法1. 刀架松动当出现刀架松动的情况时，需要及时检查刀架固定螺栓和螺纹是否松动或损坏，如果已经损坏则需要更换。

同时，还需检查刀片是否正常安装以及是否受到损坏。

如果刀片有损坏需要及时更换，否则可能造成更严重的后果。

2. 刀架跳动在出现刀架跳动的情况时，需要仔细检查刀架、刀具和工件是否有损坏或者异常情况。

如果刀架松动，则需要紧固刀架和螺栓。

如果刀具不平衡，则需要对刀具进行平衡调整或更换。

如果工件太长或过热，则需要减小进给量或对工件进行散热处理。

3. 刀具损坏当刀具损坏时，需要先检查切削参数，是否合理或者是否需要进行调整。

同时，应该对刀具的材料、几何形状、切削角度、角度半径等方面进行分析，找出刀具损坏的根本原因，并根据不同原因进行相应的处理。

同时，需要定期对刀具进行检查和维护，确保其正常运作。

三、总结刀架故障是数控车床运行中较常见的故障之一，因此，对刀架的检查、维修和保养至关重要。

数控机床四方电动刀架电器故障分析【专业版】(文档可以直接使用，也可根据实际需要修订后使用,可编辑放心下载）数控机床四方电动刀架电器故障分析马同新,刘安（山东省城市服务技术学院，264000）摘要：本文讲述了四方电动刀架常见的故障及其维修方法关键词：四方电动刀架; 发讯体中图分类号：TG759 文献标识码：B 文章编号：1004-0420(2021)01-0022-020 引言随着我国机械制造业的发展，数控机床已经普及。

在数控机床的维修与保养中，刀架是其中重要的一部分。

四方电动刀架是数控车床上一种常见的刀架，现以此类刀架为例进行故障分析。

1 机构描述四方电动刀架是以电动机为动力，带动蜗杆旋转，蜗杆带动蜗轮转动，再带动刀具实现换刀；有电动机的正反转带动刀架的抬起换刀和刀架的锁紧，由霍尔元件作为发讯体，把刀位信号发送给数控系统。

图1为机械结构示意图，图2为发讯体与系统连接电器原理图。

图1 螺旋型四工位刀架结构图图2 四工位发讯体系统连接原理图2 故障分析2.1 故障现象一西门子802S系统报警“刀位信号丢失”。

故障分析：802S系统启动后，需要检测刀位信号是否正常。

刀位信号的输入口为I1.0~I1.5，并且信号必须是高电平，如果得不到高电平信号，就会出现刀位信号丢失报警。

四方电动刀架一般都是由霍尔元件作为发讯体，从图2中可以看出刀架的高电平信号是从上拉电阻得到的。

该故障现象说明系统没有检测到来自刀架侧的高电平信号。

故障检测：首先检测24 V电源是否正常，如果无24 V电源，那么就没有高电平刀位信号；再者检查霍尔元件和上拉电阻是否埙坏；其次检查传输信号电缆是否畅通。

2.2 故障现象二系统不能正确的找到刀位或系统报警“寻找刀位超间”。

故障分析：刀架在寻找刀具的过程中，都有时间的设定，如果超出系统设定的时间就会出现系统报警。

该故障现象说明系统在设定的时间内没有接收到刀架侧的刀位信号。

故障检测：首先检测霍尔元件是否埙坏或强力磁体位置是否合适，其次再检测刀架信号电缆是否断路。

数控车床四工位刀架的维修摘要：在当前的生产中，因数控车床具有加工效率高和柔性强等特点，大都肩负着工厂重要和复杂零件的加工任务。

刀架作为数控车床的重要部件之一，其品质在某种程度上决定着数控车床的档次，而数控刀架故障在数控车床故障中约占1/3 。

本文详细介绍常用的四工位数控刀架控制原理，并举例说明数控刀架排除故障的方法。

关键词：数控车床；刀架；故障1 ．四工位数控刀架的结构和控制原理四工位数控刀架得到选刀指令后，由三相异步交流电动机正传，带动蜗杆蜗轮丝杠转动，将动齿盘抬起，松开刀架，拔出定位销，传动盘带动刀架转位。

当转到选刀工位时，相应工位的霍尔开关感应到永磁体，霍尔元件发出信号，数控系统接收到信号后发出指令，使三相异步交流电动机反传，经过蜗杆、蜗轮、丝杠、传动盘，带动刀台反转，定位销在弹簧的作用下进入定位槽中，刀台停止转动，动齿盘在三相交流异步电动机的带动下向下移动，实现精定位和锁紧动作，到位后微动开关发出信号，选刀结束。

四工位数控刀架的强电控制如图1所示。

刀架三相异步电动机正（反）转是p l c输出y 80.4（y 80.5）继电器ka4（ka11）吸、ka10(ka11）的常开点闭合km5（km6）吸，接通主电路，实现电动机的正传（反转）（见图2）。

如图 2所示，刀架在选刀的过程中，根据 4个元件（sq41、sq42、sq43、sq44），通过磁感应发送给数控机床p l c（x22.0、x22.1、x22.2、x22.3），通过p l c比较，当到达编程刀位后，p l c输出 y 8 0.5 ，三相交流异步电动机反转并延时实现刀架的定位锁紧动作。

2 ．数控刀架维修方法数控车床刀架故障分机械故障和电气故障两部分。

机械故障直观，维修和排除相对容易一些；电气故障要根据电路图分布排除。

下面举几个笔者在实际工作中的例子，说明数控车床刀架的维修方法。

( 1 )数控刀架的机械故障一般经过解体细心观察，都能找到机械故障的部位。

数控机床中刀架的故障与维修作者：王勇来源：《职业·下旬》2010年第05期在数控车床的使用过程中,难免会出现各种故障。

在这些故障中,经常遇见的是刀架类、主轴类、系统显示类、驱动类、通信类等故障,而刀架系统故障在其中占有很大比例。

笔者将从刀架机械结构特点、电气接线原理、报警提示信息的含义、PMC程序和系统参数内涵等几个方面进行有针对性地论述,力求能较合理地解决刀架类的故障。

一、了解刀架部件动作特点,寻找刀架机械故障经济性数控车床方刀架是在普通车床四方刀架的基础上发展起来的一种自动换刀装置,其功能和普通四方刀架一样,有4个刀位,能装夹4把不同功能的刀具,方刀架回转90时,刀具交换一个刀位,但方刀架的回转和刀位号的选择是由加工程序指令控制。

刀架得到选刀指令后,电机带动蜗杆、蜗轮、丝杠转动,动齿盘拾起,刀台松开后,传动盘带动刀台转动.当转到选刀工位时,磁感元件发出信号使电机反转,传动盘带动刀台反转,定位销在弹簧作用下进入定位盘的定位槽中。

此时,刀台不能转动,动齿盘开始向下移动,实现锁紧和精定位动作,锁紧到位后,微动开关发出信号,电机断电,选刀结束。

例如,出现电路正常但刀架不能启动的现象。

原因是机械移动不灵敏,需要解决机械和润滑问题。

另外,也可能是定位销滑动润滑不良或定位销上的弹簧失灵导致刀架卡销,需要拆开刀架定位销处,用润滑脂润滑或更换弹簧。

二、分析刀架电气线路原理,判定刀架电路故障要想解决刀架电气线路的故障,需要掌握刀架编码器、刀架动力线路以及PMC控制原理。

1.刀架编码器线路故障维修刀架编码器将车床刀架的工作位置反馈给数控系统,以实现车床刀具的自动切换。

判定编码器的检测元件—霍尔元件的好坏,只需通过万用表测量对应接线点上的电压数值即可。

例如,出现输入刀号能转动刀架,直接按换刀键但刀架不能转动的现象。

其故障原因可能有两个方面:第一,霍尔件偏离磁块。

置于磁块前面,手动键换刀时,刀架刚一转动就检测到刀架到位信号,然后马上反转刀架。

刀架结构部分的任务：
任务： 找出神奇磁铁的位置 刀架采用的是哪一种 电动机？ 结论
蜗轮蜗杆传动的优缺 点
刀架常见的故障形式
操作步骤：1、用内六角螺丝刀打开刀架的 上部 2、观察刀架内部是由哪些器件 构成的？ 3、观察下列器件有何特别处？
任务反馈
任务：
找出神奇磁铁的位置
结论
神奇的磁铁藏在刀架内 部的塑料器件上 机
本节课的教学目标：
1 、四工位刀架的结构 2、刀架产检的• 本节课的重点: 1）刀架的故障诊断 2）刀架的故障解决
四工位刀架的结构:
四工位刀架的结构: 1、神奇的霍尔元件 2、支持刀架转动的电动机 3、蜗轮与蜗杆 4 、其他的辅助元件
刀架的故障诊断与维修
刀架采用的是哪一种电动机？ 采用的三想力矩是电动
蜗轮蜗杆的优缺点
课后作业
刀架常见的故障形式
• 提问：
1、分析将上图器件拆下后刀架发生 了什么故障？ 2、将刀架内部的橙色先拆下，通电 后发生什么现象?
刀架常见的故障形式
总结刀架常见的两类故障：
1）将刀架内的磁铁拿下后刀架无法 找到正确的刀位？这就是霍尔的神奇。 2）将刀架的橙色线拆掉后，1号刀无 法找到自己的刀位，其他刀保持正常。
B）若是刀架某一刀位无法正常工作，则是 刀架内某一刀位的信号线接触不良或者 断裂，解决这类故障需要我们用万用表 找出产生故障的线路进行维修或者更换
故障解决的方法
表现形式如下：
故障解决的方法
• C）若电机发热过大，则需要用相序表检 查电机的相序是否正确，并按照正确的 方法从新连接
小结
这节课我们主要学习了四工位刀架 的结构、常见的故障以及故障的解决方 法。 其中第一类和第二类故障在实际中非常 常见，大家在实际中遇到此类问题时， 只要按照我们所讲的方法进行诊断，就 一定能够达到排除故障的目的。

关键词 ： 数控车床 ； 刀架 维修
国内中低端数控车床最常见 的多为 四工位 电动刀架 ， 如常州宏 情况后和我意见一样 一 更换主板后再 观察 。重新更换 主板调好参 达、 常州新 墅、 沈阳精诚 等 ， 这类 刀架结 构简单 ， 易于维修 ， 其 自身精 数后转动刀架 ， 正常无报警 。但转 主轴 时， 系统却又报警压力过低 。 度 能满足多数卧式车床 的加工件精度要求 。 但在实际生产教学过程 以前偶尔也有出现压力方面报警这情况。当时没在意 ， 现场加大液 中， 刀架故障 是常见 的问题 ， 刀架故 障一般分 为机械故 障 ， 电气故 压卡盘夹紧压力也无效 ， 还是 同样报警。 修 改参数 Ｓ Ｐ Ｂ ３把主轴 压力 障， 参数故障三个方 面， 下面结合案例实际说明。 低报警 取消后 ， 转 动刀架又报警（ 和以前一模一样） ， 当时感觉 奇怪 ， 例 １ ． 故障内容 ： 刀架无法转动 ， 无２ ４ Ｖ， 拖板无法移动 这两个问题是不是有什 么关联 ， 接着在 系统说 明书上 连接部分看 到 分析处理 ： 因机床使用时间较长 ， 保养不 当， 故使 机床 部分线路 刀架夹 紧到位信 号 Ｔ Ｃ Ｐ和压力检 测信号 Ｐ Ｒ Ｅ Ｓ是 同一 Ｆ Ｏ输 出端 短路造成烧保险丝 ， 重新整理线路和换上保 险后 ， 除不能转刀外其 子 。最后顺着这条信号线一步一步 的查到液压部分 ， 发现信号线 到 它动作正 常 ， 仔 细观察 换刀 时刀架转动 ， 刚开始换 刀 ， 刀架能转 一 液 压站处有松动情况 ， 重新压紧后 ， 再试用无论是 手动方式还是 自 圈， 但不到位又停下来 ， 取 消报警后测量 刀架 刀位 信号和 ０ Ｖ ２ ４ Ｖ检 动方式转动刀架 ， 主轴都正常 ， 故障彻底解 除。 测都正常 ， 这时再按换刀 ， 刀架毫无动作 ， 用手摸刀架电机没有感到 例３ ． 故障 ： 刀 架 有 时不 会 转 特别烫手 ， 换刀时用表测量刀架电机电压 ， 发现其 中有一相缺相 ， 检 分析处理 ： 首先检查系统的参数 和各 接线是不是存在 问题 。各 查刀架控制盒发现其中有一个保 险已经烧坏 ， 更换上去后没有立刻 个接线都没有 问题 ， 机床加工时 ， ４号刀不能换 到 １号刀 ， 停 电一会 试换刀 ， 因为之前 的现象 已表 明 ， 保 险是在第 二次进行换刀 时烧 坏 后 就可 以换到。现场用 手动方式转动刀架一点 问题 到没有 ， 发现每 的， 所 以才造成三相缺相 ， 而会烧保 险无外 两种情况 ， 一种是电压过 个 刀位信号都准确 ， 而操作人员说在加工 时出现 ， 就让操作人 员加 高， 另就是三相有短路 ， 因机床其 它动作都 正常 ， 故而 电压过高不太 工观察 ， 加工一会就 出现 了问题。 当时用手动方试运转刀架 ， 能换过 可能 ， 唯一就只有三相短路 了， 更 因机 床使 用时间较长 ， 故而三相短 来。再看看诊 断 ， 正常。自动方式运行 不能换刀 ， 自己尝试 录入方式 路 的可能性 大 ，把机床电源关掉后立 刻对 刀架 主电路进行检查 ， 断 换刀也没事 ，再运行程序 ，故障再一次 出现 当时就用万用表 测量 开三相线与刀架 电机． 刀架控制盒 的连接 ， 测量三相线之 间， 三相线 ２ ４ Ｖ有没有存 在 ， ２ ４ Ｖ正常但 是测到 ２ ４ Ｖ与 ０ Ｖ之间存 在 １ ４ ２ Ｋ电 与地线 ， 果然发现三相线其 中有一相线与地线相通 ， 故障已找出 ， 用 阻 ， 然后看下诊 断 ， 发现刀位号全部不存在 ， 判断是 ２ ４ Ｖ的线可能磨 外接线代替该线后 ， 接上后装上保险试 换刀 ， 故障消除。 破 碰到刀架 的金属。为什么会有 时候才 出现这种情况 ， 我把 ｚ轴来 例２ ． 故 障内容 ： 机床换刀时系统出现 刀架未接受 到反转信号报 回移动看着诊断 ，刀位号有时存在有时不存 在 ，而正常 的情况下 警和刀架未到位 报警 。 报警号码 １ ０ ０ １ 、 １ ０ ０ ３ ２ ４ Ｖ与 Ｏ Ｖ之间没有电阻存在 ， 这样 可以判断为刀架信号 线 ２ ４ Ｖ拖 分析处理 ： 到车间现场 ， 确定此机床在正常换刀时 ， 刀架执行完 板在移动时和刀架金属短接现象 ， 这样就可 以解释到 自动方式下刀 正转动作和刀架霍尔元件感应到位后 ， 刚反转系统就会 出现 以上报 架不能运转 的情况 ， 把线路重新换一条后再没有 出现问题。 警 （ 报警后刀架并未锁 紧） ， 且问题 出现频率越来越高 。操作人员反 结 束 语 映以前几天会出现一次 ， 到现在 只要换 刀就报警 ， 完全是不能工作 ， 通过对 以上几个案例的分析解决 情况 ， 维修 数控车床 四工位刀 修改系统参数刀架反锁时 间也无效。 架可 以概括为 ： 第一步 ， 现场询 问情况 ； 第二 步 ， 先 电气 后机械 ； 总 根据现场 的故 障现象最开始怀疑是 刀架发信盘位 置不是在最 之 ， 电动刀架 的控制涉及机 械 、 电气 、 数控 系统 等多方面知识 ， 维修 恰 当位置 。于是重新试着调好位置后手动换刀十几次都正常 、 无报 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 警， 但在 自动运行到换刀时又出现同一故障现象。再 一次转换 到手 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 动方式换刀也是同样报警 ， 测量发信盘每个 刀位 信号线电压也是 正 迅速排除故障。 常。 这时用手按下刀架反锁接触器后 ， 刀架能锁紧 。 检查后面电路时 参 考 文 献 发现刀架反锁接触器 在刀架反锁时 刚接触就就跳起来 、 三相电源线 ［ １ １ 常州宏达 Ｌ Ｄ Ｂ ４ － ６系列刀架说 明书． Ｕ、 Ｖ、 Ｗ 也有松动现象 ， 手轻轻一拔就可 以拿掉任意一条线 ， 当时又 【 ２ 】 广 州数控 Ｇ Ｓ Ｋ ９ ８ ０ Ｔ Ｄ使 用说 明 书 ． 怀疑可能是接触器接触故 障和接线原 因影 响刀架反锁时接触不 良， 【 ３ ］ Ｆ Ａ Ｎ ￣ Ｃ ０ Ｉ 维修 手 册 ． 或是三相 电源缺相而引起报警 。 但把接触器换过后且把所有线头也 『 ４ １ 李佳． 数控机床及应 用『 Ｍ１ ． 北京 ： 清华大学 出版社 ， ２ ０ ０ １ ． 再一次拧紧 ， 确定不缺相后试用还是未能解除原来故障。我把关于 刀架动作的所有零部件（ 小继 电器 ， 刀架发信盘） 都换过一次 ， 系统参 数也再次检查 了一次 。确认后再一 次手 动换 刀正常 ， 但 自动方式运 行程序时 ， 同样故障再一次 出现 。 在没有办法 的情况下 ， 我怀疑系统 内部故障原 因。于是将系统内部 Ｐ Ｌ Ｃ梯形图 、 参数 、 程序保存好 后 ， 将 系统格式化了一下 ， 再重新把原来的 Ｐ Ｌ Ｃ梯形图等一切数据再传 回来试用 ， 当时运 行很好 ， 但在 ＭＤ Ｉ 方式 录入任 何指令数据都会死 机 。其他运行动作都正常 ， 只有断电才 能解 除。 重新开机还是一样 ， 无法正常工作。当时我打 电话到系统厂家请 求技术支持 ， 厂家 了解

电动刀架调试要点
昨天车床刀架卡死了，修了半天就是不行，都是拆了螺母轻松转，装完通电就卡死。

今天拆解下来仔细研究了一下，得出以下心得，有这个问题的可以参考一下。

1、刀架转不停，一般是码盘上的霍尔元件烧或者线断。

2、刀架不转，先查电机转否，若电机没问题，一般是压盘卡死，拆下电机，转动蜗杆，如果正转反转都卡死，那就是压盘卡死了。

要先拆下码盘——拧下压帽里面的两个螺丝——逆时针打下压帽，拿下平面轴承，拿下压盘，检查压盘的单向槽和下面的定位销，都没问题就清洗装回去，轴承压帽也装回去，不要拧太紧，用手转动蜗杆，压盘顺时针转，当压盘到达死区时，压盘带动刀架转，这时，压盘与刀架的位置用笔做记号。

然后反转蜗杆，压盘逆时针转，定位槽为活区，刀架不跟着压盘转，当压盘转到150-160
度之间时，把压帽打死。

手转蜗杆，压盘顺转，到死区时刀架能一起跟着转说明棘轮上升足够。

蜗杆反转，压盘逆转，活区刀架不跟着一起转，棘轮下降压死刀架，压死后，压盘转的角度不能太大，太于180度，则又回到死区（两个定位槽对应两个定位销，360/2=180度）。

若调节的角度不对，则微调压帽。

调完后把螺丝拧上。