数控车床刀架控制常见故障及维修

1、故障原因

下面以配备GSK980TD系统（广州数控系统）的车床为例进行说明：

该车床在加工工件外圆时外圆刀突然出现“扎刀”待操作人员按“复位”按钮退回参考点后仔细检查：首先检查刀具是否松动或破损检查后刀具完好；其次检查工件毛坯余量是否过大经测量符合要求；由于是中途出现这一现象可以肯定加工程序不会有问题；于是操作人员又怀疑可能是“刀具补偿值”改错了经重新对刀后“刀具补偿值”与原来的一样；故障原因一时难以查出。

操作人员将机床系统复位后重新装夹另一个工件试车结果运行正常。就在连续加工几个工件后突然又出现同样的故障再次经过上述一系列的检查故障原因仍然没有查出最后找来了专业维修人员经过与操作人员沟通后维修人员首先测量机床系统输入电压和电流结果均正常怀疑可能是机械故障。

于是手动试车移动纵横向拖板、启动主轴、转动刀架就在连续手动转动刀架时突然发现刀架有些松动在机床运行过程中并未自动锁紧判断是刀架系统故障可是在加工过程中出现故障后并未显示“报警号”于是肯定是刀架机械故障。 维修人员将刀架拆卸后发现里边的1个弹簧定位反靠销断裂（数控电动四工位方刀架里边配有4个弹簧定位反靠销）在加工工件过程中当毛坯余量稍大或硬度过高时刀架转动到某一工位未断裂的弹簧定位反靠销受力时刀架可以自动锁紧刀具车削正常当刀架转动到某一工位断裂的弹簧定位销受力过大时刀架便不能自动锁紧刀具车削时便出现上述的故障。

2、故障处理

机床维修人员全面检查后该刀架电器控制部分正常属机械故障经过更换掉断裂的弹簧定位反靠销后安装好刀架重新试车故障得到排除。

数控刀架一直转或刀位不停的故障原因及处理

下面以配备DTM系统（帝特马数控系统）的车床为例进行说明：

1、故障原因

该车床在自动运行过程中偶尔出现刀架连续运转或某刀位不停的现象有时连续运转2～3个刀位后又停转锁紧了。当连续运转或某刀位不停时显示屏上出现“301”号报警（刀架故障）机床自动运行停止当连续运转2～3个刀位停转锁紧后并未显示报警号机床自动运行正常。

1 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。 2 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。

栏目ｊ奎满拳拣　一－　粪　；　

数控车床四工位刀架原理及维修　

西安理工大学高等技术学院　（陕西７１００８２）　薛军茂　

在数控加工实际生产中，我们经常会遇到数控机床　

出现的各种故障，影响我们的正常工作。快速的排除故　

障，恢复生产是我们的期望。要做到这一点，我们必须　

要总结经验，吃透原理，以便工作起来得心应手。　

在对几次数控车床四工位刀架维修后，笔者总结常　

见故障如下：①刀架连续旋转，找不见刀号。②刀架卡　

死。　

我们通过刀架装配图及工作原理进行故障分析与处　

理。　

１．四工位刀架装配图（见附图）　

＼＼　／ｌ　＼｜　／　，　

５　一　

１　／　ｌ　｜　＝＝＝　～１８　２２　２　２０　ｍ　＼　

１．刀架体２．磁铁架３．磁铁４．霍尔元件５．外罩　６．导线７．刀架轴８、ｌ０．螺纹压圈９．霍尔元件骨架　Ｉ１．压垫ｌ２．推力球轴承ｌ３．粗定位销１４．螺杆　ｌ５．下粗定位销　ｌ６．蜗轮ｌ７．刀架电动机ｌ８．中滑板　ｌ９．床鞍２０．镶条２１．传动键２２．联接螺钉　２３．刀架座２４．轴承压盖２５．蜗杆２６．轴承　２７．压环２８．螺钉２９．滑销３０．螺母　３１．弹簧３２．上粗定位销３３．粗定位压盖　２．刀架工作原理　

刀架电动机１７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６连接，该导线为６　

根，一个输入端，一个输出端，四个刀位信号。　

当要换刀时，系统给出换刀信号（某一刀号），电　

动机得到信号后正转，带动蜗杆２５转动并带动蜗轮，　

啊２ｏ０８年第２４期　ｗｗｗ．ｍａｃｈ『九ｆｓｆ．ｃＤｍ．ｃｎ　磊　工冷加工　通过键传递带动螺杆１４，这样使得螺母３０抬高，在抬　

高一定距离后（螺母与刀架座２３上的精定位槽完全脱　

离）带动刀架体１旋转，在刀架体旋转的过程中，由于　

弹簧３ｌ的作用使得粗定位销１３始终保持与刀架座２３接　

触，且粗定位销ｌ３只能沿一个方向公转，粗定位销在　

定位槽（刀架座上）内的有序移动靠其一侧的锥边部　

分。当要换置刀号对应的霍尔元件４检测到通过的磁铁　

ＥＣＨＮＯＬ０ＧＹ　ｌＮＦＯＲＭＡＴｌＯＮ　数控车床四方刀架故障分析和维修　金志刚　（苏州工业园区工业技术学校　江苏苏州　２１　５１　２３）　工业技术　

摘要：经济型数控车床所产生的故障中，刀架的故障率占有很大的比例　熟悉刀架的工作原理和结构才能准确迅速的排除故障。　关键词：数控车床　刀架原理　故障分析　维修　中图分类号：ＴＰ２　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２－－３７９１（２０１　０）０５（ｃ）一ｏ１０４一ｏ１　传统机床在使用了一段时间后就会产生　故障。同样数控车床在使用过程中也会产生　故障，其中刀架产生的故障占有很大比例约　４０％要排除要排除经济型数控车床方刀架的故　障，首先应该熟悉刀架的工作原理和结构特　性。该型刀架是由传统的四方刀架改进而来，　外形与传统刀架相同，每边装一把刀，总共可　装四把不同的车刀。而刀架的内部装有一套传　动机构和电气识别系统。　整个刀架零部件有电动机、蜗杆、蜗轮丝　杆、刀架螺母、销、定位齿盘及电气定位检测元　件组成。　在加工过程中系统发出指令水平安装的　电动机启动，带动蜗杆转动。蜗杆带动蜗轮丝　杆转动，使水平转动变为垂直转动。（由于丝杆　和蜗轮是连在一起的姑且称为蜗轮丝杆）。此时　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，等刀架体下端面定位齿逐步脱离。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—＿；ｌ：目应的霍儿开关检测到　信号，指使电动机反转，在反拷销的作用下刀　架体不能反转只能蜗轮丝杆的带动下垂直下　降，并进行反拷精确定位。　当刀架下降到端面定位齿完全啮合时电　动机再延时转动，直到达到一定力矩时才停　下，以增加一定的锁紧力。保证刀架位置在加　工时不发生变动。至此换刀结束。　对结构和原理有了基本了解后才能着手　进行分析和排除故障。　例如：某机床方刀架换位时，每当刀架体　转到将要到位但尚未到位时，电动机就开始反　转并带动刀架体一起到下一个刀位并锁紧刀　架。这是一种误动作现象。　经观察刀架在换位过程中运转平稳也无　异常声音，操作过程也无差错。刀架换位过程　的动作：刀架体上升一转动一到位一反靠一下　降一锁紧都有。问题出在刀架体将要到位但还　未到位时电动机就提前一点反转了。从表面现　象看很象反靠装置不起作用。经检查反靠销完　好滑动灵活，弹簧也无折断和缩短疲劳现象。　那么，根据工作原理要电动机反转必须要有一　个指令。发出指令的电器元件是一个霍尔开　关，它装在刀架体内的一个发讯盘上，如果它　的位置不准确必然会使刀架定位不准确，就会　引起以下动作的不准确。所以必须检查这个霍　尔开关状态是否完好。故障原因再逻辑能解释　通了，找到就可以打开刀架体盖进行修理。经　检查发现固定发讯盘的锁紧螺母已松动，在经　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。于是采取措施，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，并旋紧锁紧螺母。原结构螺母上无　止退装置，在维修中再加上止退装置，经试验　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　观察再从逻缉分析最后才动手的方法去维　修。有可能的话还应该重新演示刀架产生故　障情况，以便更准确地判断故障发生原因。但　是，如果刀架发生了碰撞事故后，就不宜重演　过程。而是要询问操作人员了解机床当时的　运行情况，或者查看机床的加工程序是否准　确。如退刀程序是否依据工件形状准确编　制；换刀点的设置是否合理，（离工件和机床有　足够的空间）等等。在这些情况没有判断清楚　之前就动手修复，并启动机床投入运行。那只　是治标不治本同样的故障将会重新发生。　总之数控机床是一个机电一体化的设备，　技术含量比较高。数控机床所产生的故障不比　传统机床那么直观，它的许多故障是由电器元　件或电信号所产生，它的外在动作只是电信号　作用的结果。也有一些是程序编制错误导致。所　以数控机床的维修也不能单纯依赖以前的经　验，用机械传动原理的逻辑和机械的典型结构　去分析、确定故障的修理方案。如果单纯根据外　在动作去判断故障所在，并着手进行维修，那　肯定会损坏机床的。因此必然对维修人员有比　较高的要求：既要熟悉机械传动的一般原理和　典型的机构性能，又要掌握基本的数控原理。　每一位数控维修人员如果学一点理论、掌握一　些机床原理以及数控机床编程、操作方法，那　么在使用和维修数控机床时虽然不会象庖丁　解牛那样游刃有余，想也会起到事半功倍的效　果。只有如此才能在遇到故障时不至于感到束　手无策。