数控车床刀架故障分析及排除探讨

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。

车床刀架常见故障及其诊断维修方案工业制造机械、数控、制造原理（1）刀架不能启动1）机械方面的原因。

①刀架预紧力过大。

当用呆扳手插入蜗杆端部旋转时不易转动，而用力时可以转动，但下次夹紧后刀架仍不能启动。

这种现象出现，可确定刀架不能启动的原因是预紧力过大，可通过调小刀架电动机夹紧电流排除。

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联接销孔回转一个角度重新打孔联接；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）电气方面的原因。

①电源不通、电动机不转。

检查熔丝是否完好、电源开关是否接通良好、开关位置是否正确，当用万用表测量电压时，电压值是否在规定范围内。

可通过更换熔丝、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之间电缆线断裂、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变频器的正转输入端子和反转输入端子断线。

③手动换刀正常、机控不换刀，应重点检查计箅机与刀架控制器引线、计算机I/O接口及刀架到位回答信号。

④梯形图中正转输出信号Y0.0和反转输出信号Y0.1在输入有信号的情况下，输出为低电平，导致对应的继电器无输岀。

（2）刀架某一位刀号转不停，其余刀位可以转动，故障原因分析及维修方法：1）此刀位的霍尔元件损坏。

确认是哪个刀位使刀架转不停，在系统上输入指令转动该刀位，用万用表量该刀位信号触点对24V触点是否有电压变化。

若无变化，可判定为该刀位霍尔元件损坏，更换发信盘或霍尔元件即可。

2）此刀位信号线断路，造成系统无法检测到刀位信号。

检查该刀位信号与系统的连线是否存在断路，正确连接即可。

3）系统的刀位信号接收电路有问题。

在确定该刀位霍尔元件没问题，以及该刀位信号与系统的连线也没问题的情况下更换主板。

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。

故障现象：当用自动转动刀塔或手动转动刀塔时，刀塔都转不到位置。

（有时转不到位；有时转半圈再倒回原来的位置；修理后有时换十次刀，有一次转不到位）故障原因：询问使用数车的工人，得知工人不小心（切槽时换刀了，刀塔转动撞到了工件，刀塔落到45度刀位，停止，数车系统报警，刀塔转动异常），将刀撞到工件后，刀夹在了工件上，刀子损坏。

关掉电源，卸掉刀子，再打开电源，转动刀塔，刀塔归位。

刀塔是松的，不能锁死；换刀，转半圈再倒半圈，不能实现功能。

故障分析：一、刀架锁不紧故障原因及处理方法①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。

②系统反锁时间不够长:调整系统反锁时间参数即可（新刀架反锁时间ｔ＝１.2ｓ即可）。

③机械锁紧机构故障:拆开刀架，调整机械，并检查定位销是否折断。

二：刀架某一位刀号转不停，其余刀位可以转动故障原因及处理方法①此位刀的霍尔元件损坏:确认是哪个刀位使刀架转不停，在系统上输入指令转动该刀位，用万用表量该刀位信号触点对+24V触点是否有电压变化，若无变化，可判定为该位刀霍尔元件损坏，更换发信盘或霍尔元件。

②此刀位信号线断路，造成系统无法检测到位信号:检查该刀位信号与系统的连线是否存在断路，正确连接即可。

③系统的刀位信号接收电路有问题:当确定该刀位霍尔元件没问题，以及该刀位信号与系统的连线也没问题的情况下更换主板。

拆机检查：拆开端盖测量编码器电路电压正常，分析可能是机械部分故障。

拆下编码器后发现螺母松动，锁紧垫圈损坏，有一外齿被剪断，内齿剪断一半。

螺母锁紧垫圈外齿更换了另一位置的外齿，内齿断了一半，矫正平整后，安装复位。

原理分析：四方刀架工作过程：松开：刀架电动机与刀架内一蜗杆相连，刀架电动机转动时与蜗杆配套的涡轮转动，此涡轮与一条丝杠为一体的（称为“涡轮丝杠”）当丝杠转动时会上升（与丝杠旋合的螺母与刀架是一体的，当松开时刀架不动作，所以丝杠会上升），丝杠上升后使位于丝杠上端的压板上升即松开刀架；2、换刀：刀架松开后，丝杠继续转动刀架在摩擦力的作用下与丝杠一起转动即换刀；3、定位:在刀架的每一个刀位上有一个用永磁铁做的感应器，当转到系统所需的刀位时，磁感应器发出信号，刀架电动机开始反转：、4、锁紧：刀架是用类似于棘轮的机构装的只能沿一个方向旋转，当丝杠反转时刀架不能动作，丝杠就带着压板向下运动将刀架锁紧，换刀完成。

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。

数控车床刀架维修数控车床刀架发信盘的故障诊断与维修摘要:需要换刀时，控制系统发出刀架转位信号，三相异步电机正向旋转，通过蜗杆副带动螺杆正向转动，与螺杆配合的上刀体逐渐抬起，上刀体与下刀体之间的端面齿慢慢脱开;与此同时，上盖圆盘也随着螺杆正向转动(上盖圆盘1通过圆柱销与螺杆联接)，当转过约270?时，上盖圆盘直槽的另一端转到圆柱销的正上方，由于弹簧的作用，圆柱销落入直槽内，于是上盖圆盘就通过圆柱销使得上刀体转动起来(此时端面齿已完全脱开)。

上盖圆盘、圆柱销以及上刀体在转动过程中，反靠销能够从反靠圆盘中十字槽的左侧斜坡滑出，而不影响上刀体寻找刀位时的正向转动。

上刀体带动磁铁转到需要的刀位时，发信盘上对应的霍尔元件输出低电平信号，控制系统收到后，立即控制刀架电动机反转，上盖圆盘通过圆柱销带动上刀体开始反转，反靠销马上就会落入反靠圆盘的十字槽内，至此，完成粗定位。

此时，反靠销从反靠圆盘的十字槽内爬不上来，于是上刀体停止转动，开始下降，而上盖圆盘继续反转，其直槽的左侧斜坡将圆柱销的头部压入上刀体的销孔内，之后，上盖圆盘的下表面开始与圆柱销的头部滑动。

在此期间，上、下刀体的端面齿逐渐啮合，实现精定位，经过设定的延时时间后，刀架电动机停转，整个换刀过程结束。

由于蜗杆副具有自锁功能，所以刀架可稳定地工作。

四方刀架:四工位电动刀架正常情况下可以装4把刀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度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。

1松开:刀架电动机与刀架内一蜗杆相连，刀架电动机转动时与蜗杆配套的涡轮转动，此涡轮与一条丝杠为一体的(称为“涡轮丝杠”)当丝杠转动时会上升(与丝杠旋合的螺母与刀架是一体的，当松开时刀架不动作，所以丝杠会上升)，丝杠上升后使位于丝杠上端的压板上升即松开刀架;2 换刀:刀架松开后，丝杠继续转动刀架在摩擦力的作用下与丝杠一起转动即换刀;3定位:在刀架的每一个刀位上有一个用永磁铁做的感应器，当转到系统所需的刀位时，磁感应器发出信号，刀架电动机开始反转:、 4锁紧:刀架是用类似于棘轮的机构装的只能沿一个方向旋转，当丝杠反转时刀架不能动作，丝杠就带着压板向下运动将刀架锁紧，换刀完成(电动机的反转时间是系统参数设定的，不能过长不能太短，太短刀架不能锁紧，太长电动机容易烧坏……)1数控车床电动刀架故障分析电动刀架作为数控车床的重要配置，在机床运行中起着至关重要的作用，一旦出现故障很可能造成工件报废，甚至造成卡盘与刀架碰撞的事故。

数控车床刀架常见故障的实例分析在机械加工领域中，数控机床是集电力电子、自动控制、电机、传感器、计算机、机床、液压、气动等技术于一体的典型机电产品。

它具有加工柔性好、精度高、生产效率高等优点。

但在使用中也易出现问题，一旦出现了故障，往往比较棘手，尤其是在加工精度稳定性方面，轻则零件加工精度降低，重则导致零件报废甚至整个生产线停产。

引起加工精度不稳定的因素是多方面的，刀架定位精度不准确是主要因素。

以CK6140 数控车床为例，针对电动刀架发生定位精度不稳定现象做进一步的分析及其检修过程。

1.本厂有有10 台CK6140D 数控车床，系统配置采用SINUNER1K802D系统。

经过一个月时间使用发现其中有1 台机床加工尺寸精度不稳定（30 个零件之中有 6 个件尺寸达不到图纸要求）造成了小批量零件报废，其加工误差范围在0.03～0.08 mm之间。

经过各项检测，引起此故障的原因是由于刀架定位精度不准确。

刀架定位精度不准确的原因刀架动作顺序：换刀信号→电机正转→刀架转位→到位信号→电机反转→初定位→精定位夹紧→电机过流停转→换刀信息反馈→换刀结束弱电部分由位置传感器（霍尔元件）组成，每个霍尔元件对应电动刀架一个工位。

对刀架控制工作原理及刀架机械传动原理进行分析，得知影响刀架的重复定位精度产生误差的原因：刀盘连接部件松动；定位牙盘内有污物；霍尔元件开关位置不良，造成电器控制失效；每次刀盘到位的夹紧力不均。

2 .刀架的检修过程（1）对刀架机械传动部分进行检修。

检修时拆下箱盖板发现此刀架传动螺杆与传动轴有污物，此时需进行刀架清洗上油。

通过检修可以对刀架连接部件的松动、定位牙盘内的污物、霍尔元件开关位置的不良造成电器控制失效等故障排除。

（2）检修刀架到位后的夹紧力不均导致加工精度不稳定。

从刀架控制原理可以看出，正转由K1 继电器控制，反转由K2 控制，RC是抗干扰夹弧器，拆开刀架控制盒盖板，输入换刀指令，T2 计算机输出TL+ 正转信号，K1 继电器吸合，三相主触点闭合，电机得电正转。

刀架常见故障诊断方法及排除技巧内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展.刀架作为数控车床的重要配置，在机床运行工作中起着至关重要的作用，一旦出现故障很可能造成工件报废，甚至造成卡盘与刀架碰撞的事故。

在数控机床的故障维修中，电气控制部分线路复杂，故障现象多变，有些故障现象不太明显，查找难度比较大，而机械部分与普通机床比较类似，故障相对容易排出刀架故障情况初步判断方法1、听1)接到维修要求时，应仔细聆听操作工反映的现象，对产生疑问的地方，应询问清楚，以便排出人为因素造成的问题。

2）现场聆听刀架运转声音，以便观察是否存在异常噪声。

2、看1）看刀架运转过程是否正常。

2）观察被加工零件的精度以及零件表面切屑痕迹，以便判断刀架是否锁紧，重复定位是否良好。

3、转1）对有的故障的刀架，不要急于拆卸，可用手工方式转动刀架。

对于四工位刀架，其蜗杆端部都有一个6mm内六角孔，先拆除段该处一颗密封螺钉，便可以用六角扳手或螺钉旋具转动蜗杆，使刀架进行转位、锁紧。

刀架常见故障发生原因及排除方法电动机故障1）三相电源线相序接反。

排除方法：立即切断电源，调整三相电源相序。

2）电压过低。

排除方法：待电源电压正常后再使用或增加一只稳电压以提供稳压电源。

3）电动机损坏。

排除方法：更换电动机。

刀架不转或卡死1）弹簧断裂。

排除方法：更换弹簧，注意两对销子不要弄混。

2）离合器的导销断裂。

排除方法：更换导销，注意离合器与螺杆链接的柱销孔的位置。

3)主轴弯曲或断裂。

排除方法：更换主轴，更换方式要参照相应刀架型号的主轴说明而定，不可随意改动主轴尺寸，否则将严重影响刀架的使用寿命。

4）外端齿盘处的导销断裂。

排除方法：更换导销，注意外端齿盘、螺母、上刀体的位置关系。