數(shù)控技術(shù)論文數(shù)控機(jī)床刀架故障診斷系

1、江蘇省徐州機(jī)電工程高等職業(yè)學(xué)校 畢 業(yè) 論 文姓 名： 孟慶樂 學(xué) 號(hào)： 050701136 系 部： 數(shù)控技術(shù)系 專 業(yè)： 數(shù)控技術(shù)與應(yīng)用 論文題目： 數(shù)控機(jī)床刀架故障診斷 指導(dǎo)教師： 屈海軍 職 稱： 2010 年 5 月 江蘇徐州機(jī)電工程高等職業(yè)學(xué)校畢業(yè)論文任 務(wù) 書系部：數(shù)控技術(shù)系 專業(yè)年級(jí)：05數(shù)控高職（1）班 學(xué)生姓名：孟慶樂 任務(wù)下達(dá)日期： 2009 年 6 月 1 日畢業(yè)論文日期： 2009年 6 月 1日 至 2010年 4月 20日畢業(yè)論文題目： 數(shù)控機(jī)床刀架故障診斷 畢業(yè)論文專題題目：畢業(yè)論文主要內(nèi)容和要求：系主任簽字： 指導(dǎo)教師簽字： 江蘇徐州機(jī)電工程高等職業(yè)學(xué)校畢業(yè)論

2、文指導(dǎo)教師評(píng)閱書指導(dǎo)教師評(píng)語：（基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；獨(dú)立解決實(shí)際問題的能力；研究內(nèi)容的理論依據(jù)和技術(shù)方法；取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)；工作態(tài)度及工作量；總體評(píng)價(jià)及建議成績；存在問題；是否同意答辯等）：成 績： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日江蘇徐州機(jī)電工程高等職業(yè)學(xué)校畢業(yè)論文評(píng)閱教師評(píng)閱書評(píng)閱教師評(píng)語：（選題的意義；基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力；工作量的大??；取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)；寫作的規(guī)范程度；總體評(píng)價(jià)及建議成績；存在問題；是否同意答辯等）：成 績： 評(píng)閱教師簽字： 年 月 日江蘇徐州機(jī)電工程高等職業(yè)學(xué)校畢業(yè)論文答辯及綜合成績答 辯 情 況提 出 問 題回 答

3、 問 題正 確基本正確有一般性錯(cuò)誤有原則性錯(cuò)誤沒有回答答辯委員會(huì)評(píng)語及建議成績答辯委員會(huì)主任簽字： 年 月 日系部領(lǐng)導(dǎo)小組綜合評(píng)定成績系部領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)人： 年 月 日目 錄摘要 . 1第1章 概述 . 31.1引言 . 3第2章 常見刀架故障分析及排除. 42.1刀架工作原理. 42.1.1四方刀架換刀工作步驟. 42.1.2六角刀架換刀工作步驟. 42.1.3更換主軸頭換刀. 62.1.4帶刀庫的自動(dòng)換刀系統(tǒng). 7 2.1.5刀架交換裝置. 92.2刀架常見故障 . 102.2.1刀架、刀庫及換刀常見故障. 10第3章 典型的刀架故障實(shí)例分析. 143.1加工中心刀架故障實(shí)例分析. 14 3

4、.2六角刀架故障實(shí)例分析 . 153.3四方刀架故障分析. 16致謝.17參考文獻(xiàn).18附錄.19摘 要數(shù)控車床在使用過程中，我們常見的故障有刀架類、主軸類、螺紋加工類、系統(tǒng)顯示類、驅(qū)動(dòng)類、通信類等故障，而其中刀架故障占有很大的比例。故障后機(jī)床暫時(shí)不能使用，這就造成了在時(shí)間上的人力、物力資源浪費(fèi)。假如我們能對(duì)其進(jìn)行一些基本的維修，便可節(jié)約成本，節(jié)省時(shí)間，創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)效益。此次對(duì)刀架的維修時(shí)間較短，且維修過程也涉及到了刀架的其他問題，為以后的刀架維修奠定了基礎(chǔ)。此刀架維修方法可不可以借鑒到其他類型的刀架故障維修中。數(shù)控車床在使用過程中，常常出現(xiàn)的是撞刀事件。主要以數(shù)車在教學(xué)過程中一次嚴(yán)重撞刀引

5、發(fā)的刀架故障為據(jù)，分析刀架結(jié)構(gòu)原理，進(jìn)行故障分析及故障處理，排除故障后裝配調(diào)試四大方面來論述。通過闡述數(shù)車刀架的結(jié)構(gòu)，以其機(jī)械原理來分析故障原因、判定故障部位，最后進(jìn)行排除及裝配調(diào)試成功。雖各廠家所生產(chǎn)的刀架結(jié)構(gòu)、尺寸各異，均有所不同，但無論是哪一類刀架，故障原因大多雷同，維修方法也可以互相參考。為此，及時(shí)排除刀架故障，懂得部分維修手段是必然性的。但如何才能盡快地解決刀架故障呢？首先我們要了解刀架的結(jié)構(gòu)，認(rèn)識(shí)其機(jī)械原理，才能快速判定故障所在。關(guān)鍵詞：刀架故障； 故障原因； 排除故障；故障處理 abstractcnc lathe in use, we frequently have turret

6、 type of fault, spindle type, screw machining class, the system shows class, driver, communications and other failures, which account for a large proportion of fault knife. temporarily can not use the machine after a fault, which resulted in the time of the human and material resources to waste. if

7、we can make some of its basic maintenance, can save costs, save time, create some economic benefits. the shorter of the knife maintenance and repair process also involves other issues of the turret, the turret for the future maintenance of the foundation. can you draw this knife repair method to oth

8、er types of knife fault maintenance. cnc lathe using the process, often there is the tool collision event. mainly the number of vehicles in the teaching process caused a serious collision knife knife failure as evidence of knife structural principle, failure analysis and troubleshooting, troubleshoo

9、ting assembly debugging after four terms to describe. through the elaborate structure of the number of vehicles turret, with its mechanical principles to analyze the reasons of failure determine the fault location, and finally to rule out the successful commissioning and assembly. although produced

10、by different manufacturers turret structure, size varies, there are differences, but no matter which type of tool holder, similar fault because most of the maintenance method can also be another reference. to this end, fix a knife failure to understand the inevitability of some maintenance means. bu

11、t how can we solve the knife as soon as possible malfunction? first of all we have to understand the structure ofknife, understanding the mechanical principles, to quickly determine failures. keywords: knife fault; fault; troubleshooting; troubleshooting 第一章 概述1.1引言 制造業(yè)是一個(gè)國家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱，其發(fā)展水平標(biāo)志著該國或地

12、區(qū)經(jīng)濟(jì)的實(shí)力，科技水平，生活水準(zhǔn)和國防實(shí)力。國際市場(chǎng)的競爭歸根到底是各國制造生產(chǎn)能力及機(jī)械制造裝備的競爭。 自從20世紀(jì)60年代世界上第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床問世以來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)、信息處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和機(jī)械制造技術(shù)等各相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)已成為現(xiàn)代先進(jìn)制造系統(tǒng)(fms，cims等)中不可缺少的基礎(chǔ)技術(shù)。由于機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)復(fù)雜，種類繁多?，F(xiàn)在數(shù)控機(jī)床的“使用難、維修難”問題，已經(jīng)是影響數(shù)控機(jī)床有效利用的首要問題。 工業(yè)發(fā)達(dá)國家都非常注重機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，為了用先進(jìn)技術(shù)和工藝裝備制造業(yè)，機(jī)械制造裝備工業(yè)得到先發(fā)展。對(duì)比之下，我國目前機(jī)械制造業(yè)的裝備水平

13、還比較落后，表現(xiàn)在大部分工廠的機(jī)械制造裝備基本上是通用機(jī)床加專用工藝裝備，數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造裝備中的比重還非常低，導(dǎo)致“剛性”強(qiáng),更新產(chǎn)品速度慢，生產(chǎn)批量不宜太小，生產(chǎn)品種不宜過多；自動(dòng)化程度基本上還是“一個(gè)工人，一把刀，一臺(tái)機(jī)床”，導(dǎo)致勞動(dòng)生產(chǎn)率低下，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。在數(shù)控加工過程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)各種設(shè)備故障，比如刀架類，主軸類，伺服類等等，其中，刀架故障占了很大一部分。如果故障得不到及時(shí)排除的話，會(huì)影響加工效率及經(jīng)濟(jì)效益，所以，作為一名數(shù)控車床的操作者，掌握一定的故障排除手段是很有必要的，考慮到目前我國普遍使用的是經(jīng)濟(jì)型通用機(jī)床，在這里一常見的可轉(zhuǎn)位刀架為例，分析一下常見的故障現(xiàn)象及排除手段

14、，大家可以聯(lián)系自身實(shí)際情況作參考使用。第二章 常見刀架故障分析及排除2.1刀架工作原理想要排除刀架故障，我們首先必須要先了解刀架的工作原理。2.1.1 四方刀架換刀工作步驟（1）刀架抬起當(dāng)換刀指令發(fā)出后，刀架電機(jī)正轉(zhuǎn)，通過蝸桿連軸器帶動(dòng)渦輪絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，刀架體內(nèi)孔有螺紋，與渦輪絲杠旋合。渦輪絲杠內(nèi)孔與刀架中心軸是動(dòng)配合，在轉(zhuǎn)位換刀時(shí)，中心軸固定不動(dòng)，渦輪絲杠環(huán)繞中心軸旋轉(zhuǎn)。由于刀架底座和刀架體嚙合，且渦輪絲杠軸向固定，這時(shí)刀架抬起。（2）刀架換刀 當(dāng)?shù)都荏w抬至一定距離后，端面齒脫開。轉(zhuǎn)位套用銷釘與渦輪絲杠連接，隨渦輪絲杠一同轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)端面齒完全脫開，轉(zhuǎn)位套正好轉(zhuǎn)過160°，球頭銷在彈簧作用

15、下進(jìn)入轉(zhuǎn)位套的槽中，帶動(dòng)刀架體轉(zhuǎn)位。（3）刀架定位 刀架體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)電刷座一起轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)到程序指定的刀號(hào)時(shí)，定位銷在彈簧作用下進(jìn)入粗定位盤的槽中進(jìn)行粗定位，同時(shí)電刷接觸導(dǎo)面使電機(jī)反轉(zhuǎn)，由于粗定位槽的限制，刀架體不能轉(zhuǎn)動(dòng)，使其在該位置垂直落下，刀架體和刀架底座上的端面齒嚙合實(shí)現(xiàn)精確定位。（4）刀架鎖緊 刀架電機(jī)繼續(xù)反轉(zhuǎn)，此時(shí)渦輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸桿繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，隨加緊力增加，轉(zhuǎn)矩不斷增大，達(dá)到一定值時(shí)，在傳感器的控制下，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，刀架鎖緊。2.1.2 六角刀架換刀工作步驟圖2-1  數(shù)控車床六角回轉(zhuǎn)刀架1活塞  2刀架體  3、7齒輪  4齒圈  5空

16、套齒輪6活塞  8齒條  9固定插銷  10、11推桿  12觸頭刀架的全部動(dòng)作由液壓系統(tǒng)通過電磁換向閥和順序閥進(jìn)行控制，它的動(dòng)作分為4個(gè)步驟：(1)刀架抬起  當(dāng)數(shù)控裝置發(fā)出換刀指令后，壓力油由a孔進(jìn)入壓緊液壓缸的下腔，活塞1上升，刀架體2抬起，使定位用的活動(dòng)插銷10與固定插銷9脫開。同時(shí)，活塞桿下端的端齒離合器與空套齒輪5結(jié)合。(2)刀架轉(zhuǎn)位  當(dāng)?shù)都芴鸷?，壓力油從c孔進(jìn)入轉(zhuǎn)位液壓缸左腔，活塞6向右移動(dòng)，通過聯(lián)接板帶動(dòng)齒條8移動(dòng)，使空套齒輪5作逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。通過端齒離合器使刀架轉(zhuǎn)過60º?；钊男谐虘?yīng)等于齒輪5分度圓

17、周長的1/6，并由限位開關(guān)控制。  (3)刀架壓緊  刀架轉(zhuǎn)位之后，壓力油從b孔進(jìn)入壓緊液壓缸上腔，活塞1帶動(dòng)刀架體2下降。齒輪3的底盤上精確地安裝有6個(gè)帶斜楔的圓柱固定插銷9，利用活動(dòng)插銷10消除定位銷與孔之間的間隙，實(shí)現(xiàn)反靠定位。刀架體2下降時(shí)，定位活動(dòng)插銷10與另一個(gè)固定插銷9卡緊，同時(shí)齒輪3與齒圈4的錐面接觸，刀架在新的位置定位并夾緊。這時(shí)，端齒離合器與空套齒輪5脫開。(4)轉(zhuǎn)位液壓缸復(fù)位  刀架壓緊之后，壓力油從d孔進(jìn)入轉(zhuǎn)位液壓缸的右腔，活塞6帶動(dòng)齒條復(fù)位，由于此時(shí)端齒離合器已脫開，齒條帶動(dòng)齒輪3在軸上空轉(zhuǎn)。如果定位和夾緊動(dòng)作正常，推桿11與相應(yīng)的觸頭1

18、2接觸，發(fā)出信號(hào)表示換刀過程已經(jīng)結(jié)束，可以繼續(xù)進(jìn)行切削加工。回轉(zhuǎn)刀架除了采用液壓缸轉(zhuǎn)位和定位銷定位之外，還可以采用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)離合器定位，以及其他轉(zhuǎn)位和定位機(jī)構(gòu)。2.1.3 更換主軸頭換刀在帶有旋轉(zhuǎn)刀具的數(shù)控機(jī)床中，更換主軸頭是一種簡單換刀方式。主軸頭通常有臥式和立式兩種，而且常用轉(zhuǎn)塔的轉(zhuǎn)位來更換主軸頭，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀。在轉(zhuǎn)塔的各個(gè)主軸頭上，預(yù)先安裝有各工序所需的旋轉(zhuǎn)刀具。當(dāng)發(fā)出換刀指令時(shí)，各主軸頭依次地轉(zhuǎn)到加工位置，并接通主軸運(yùn)動(dòng)，使相應(yīng)的主軸帶動(dòng)刀具旋轉(zhuǎn)，而其他處于不加工位置上的主軸都與主運(yùn)動(dòng)脫開。圖2-2為臥式八軸轉(zhuǎn)塔頭。轉(zhuǎn)塔頭上徑向分布著八根結(jié)構(gòu)完全相同的主軸7，主軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由齒輪12

19、輸入。當(dāng)數(shù)控裝置發(fā)出換刀指令時(shí)，先通過液壓撥叉將移動(dòng)齒輪3與齒輪12脫離嚙合，同時(shí)在中心液壓缸14的上腔通壓力油。由于活塞桿和活塞15固定在底座上，因此中心液壓缸14帶著由兩個(gè)推力軸承17和16支承的轉(zhuǎn)塔刀架體18抬起，離合器2和1脫離嚙合。然后壓力油進(jìn)入轉(zhuǎn)位液壓缸，推動(dòng)活塞齒條，再經(jīng)過中間齒輪使大齒輪4與轉(zhuǎn)塔刀架體18一起回轉(zhuǎn)45º，將下一工序的主軸轉(zhuǎn)到工作位置。轉(zhuǎn)位結(jié)束后，壓力油進(jìn)入中心液壓缸14的下腔，使轉(zhuǎn)塔頭下降，離合器2和1重新嚙合，實(shí)現(xiàn)了精確的定位。在壓力油的作用下，轉(zhuǎn)塔頭被壓緊，轉(zhuǎn)位液壓缸退回原位。最后，通過液壓撥叉移動(dòng)齒輪3，使它與新?lián)Q上的主軸齒輪12相嚙合。為了改善

20、主軸結(jié)構(gòu)的裝配工藝性，整個(gè)主軸部件裝在套筒5內(nèi)，只要卸去螺釘10，就可以將整個(gè)部件抽出。主軸前軸承9采用錐孔雙列圓柱滾子軸承，調(diào)整時(shí)，先卸下端蓋6，然后擰緊螺母8，使內(nèi)環(huán)做軸向移動(dòng)，以便消除軸承的徑向間隙。圖2-2 臥式八軸轉(zhuǎn)塔頭1、2一離合器3、4、12一齒輪5一套筒6一端蓋7一主軸8一螺母9、16、17一軸承10一螺釘1l一推動(dòng)桿13一操縱桿14一液壓缸15一活塞18一轉(zhuǎn)塔刀架體為了便于卸出主軸錐孔內(nèi)的刀具，每根主軸都有操縱桿13，只要按壓操縱桿，就能通過斜面推動(dòng)桿11，頂出刀具。轉(zhuǎn)塔主軸頭的轉(zhuǎn)位、定位和壓緊方式與鼠齒盤式分度工作臺(tái)極為相似，但因?yàn)樵谵D(zhuǎn)塔上分布著許多回轉(zhuǎn)主軸部件，使結(jié)構(gòu)更為

21、復(fù)雜。由于空間位置的限制，主軸部件的結(jié)構(gòu)不可能設(shè)計(jì)得十分堅(jiān)實(shí)，因而影響了主軸系統(tǒng)的剛度。為了保證主軸的剛度，主軸數(shù)目必須加以限制，否則將會(huì)使結(jié)構(gòu)尺寸大為增加。轉(zhuǎn)塔主軸頭換刀方式的主要優(yōu)點(diǎn)在于省去了自動(dòng)松夾、卸刀、裝刀、夾緊以及刀具搬運(yùn)等一系列復(fù)雜的操作。從而提高了換刀的可靠性，并顯著地縮短了換刀時(shí)間。但由于上述結(jié)構(gòu)上的原因，轉(zhuǎn)塔主軸頭通常只是用于工序較少、精度要求不太高的機(jī)床，例如數(shù)控鉆床等。2.1.4帶刀庫的自動(dòng)換刀系統(tǒng)帶刀庫的自動(dòng)換刀系統(tǒng)由刀庫和刀具交換機(jī)構(gòu)組成。首先把加工過程中需要的全部刀具分別安裝在標(biāo)準(zhǔn)刀柄上，在機(jī)外進(jìn)行尺寸預(yù)調(diào)整后，按一定的方式放到刀庫中去。換刀時(shí)先在刀庫中選刀，并由

22、刀具交換裝置從刀庫和主軸上取出刀具，在進(jìn)行交換刀具后，將新刀裝入主軸，把舊刀放回刀庫。存放刀具的刀庫具有較大的容量，它既可以安裝在主軸箱的側(cè)面或上方，也可以作為單獨(dú)部件安裝到機(jī)床外，并由搬運(yùn)裝置運(yùn)送刀具。與轉(zhuǎn)塔主軸頭相比較，由于帶刀庫的自動(dòng)換刀裝置數(shù)控機(jī)床主軸箱內(nèi)只有一個(gè)主軸，設(shè)計(jì)主軸部件就有可能充分加強(qiáng)它的剛度，因而能滿足精密加工的要求。另外，刀庫可以存放數(shù)量很大的刀具，因而能進(jìn)行復(fù)雜零件的多工序加工，這樣就明顯提高了機(jī)床的適應(yīng)性和加工效率。所以帶刀庫的自動(dòng)換刀裝置特別適用于數(shù)控鉆床、數(shù)控銑床和數(shù)控鏜床。刀庫是自動(dòng)換刀裝置的主要部件，其容量、布局以及結(jié)構(gòu)對(duì)數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)有很大的影響。根據(jù)刀庫

23、所需要的容量和取刀方式，可以將刀庫設(shè)計(jì)成多種樣式。以下列出了幾種。圖2-3 (a-d)是單盤式刀庫，為適應(yīng)機(jī)床主軸的布局，刀庫的刀具軸線可以按不同的方向配置圖2-3 (a-c），圖2-3 (d)是刀具可做90°翻轉(zhuǎn)的圓盤刀庫，采用這種結(jié)構(gòu)能夠簡化取刀動(dòng)作，刀庫容量通常為1530把，因取刀方便，所以應(yīng)用最為廣泛。圖2-3(e)是鼓輪彈倉式刀庫，其結(jié)構(gòu)十分緊湊，在相同的空間內(nèi)，它的容量較大，但取刀較復(fù)雜。圖2-3 (f)是鏈?zhǔn)降稁?，其結(jié)構(gòu)有較大的靈活性，存放刀具數(shù)量也較多，選刀和取刀動(dòng)作十分簡單。當(dāng)鏈條較長時(shí)，可以增加支承鏈輪的數(shù)目，使鏈條折疊回繞，提高了空間利用率。圖2-3 (g)和圖

24、2-3(h)分別為多盤式和格子式刀庫，他們雖然也具有結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)，但選刀和取刀復(fù)雜，應(yīng)用較少。圖2-4為一龍門加工中心采用的鏈?zhǔn)降稁?，圖2-5為一立式加工中心的圓盤式刀庫。圖 2-3 單盤式刀庫圖2-4 鏈?zhǔn)降稁靾D2-5 圓盤式刀庫2.1.5 刀具交換裝置數(shù)控機(jī)床的刀具交換方式通常分為有刀庫與機(jī)床主軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)刀具交換和采用機(jī)械手交換刀具兩類。刀具的交換方式和它們的具體結(jié)構(gòu)對(duì)機(jī)床的生產(chǎn)率和工作可靠性有直接影響。由刀庫與機(jī)床主軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)換刀的裝置，在換刀換刀時(shí)必須先將用過的刀具送回刀庫，然后再從刀庫中取出新刀具，兩個(gè)動(dòng)作不能同時(shí)進(jìn)行，因此換刀時(shí)間長。采用機(jī)械手換刀的方式應(yīng)用最為廣泛，

25、這是因?yàn)闄C(jī)械手換刀有很大的靈活性而且可以減少換刀時(shí)間。目前在加工中心上絕大多數(shù)都使用記憶式的任選換刀方式。這種方式能將刀具號(hào)和刀庫中的刀套位置對(duì)應(yīng)的記憶在數(shù)控系統(tǒng)的plc中，不論刀具放在哪個(gè)刀套內(nèi)都始終記憶著它的軌跡。刀庫上裝有位置檢測(cè)裝置，可以檢測(cè)出每個(gè)刀套的位置，這樣刀具就可以任意取出并送回。刀庫上愛設(shè)有機(jī)械原點(diǎn)使每次選刀時(shí)，就近選取，如對(duì)于盤式刀庫來說，每次選刀運(yùn)動(dòng)角度都不會(huì)超過180°。圖2-6為機(jī)械手工作過程圖2-6 機(jī)械手工作過程2.2 刀架常見故障2.2.1 刀架、刀庫及換刀常見故障：1.刀架刀位轉(zhuǎn)不停故障原因處理方法故障原因處理方法系統(tǒng)無 +24v; com輸出用萬用

26、表量系統(tǒng)出線端，看這兩點(diǎn)輸出電壓是否正?；虼嬖?，若電壓不存在，則為系統(tǒng)故障，需更換主板或送廠維修系統(tǒng)有 +24v; com輸出，但與刀架發(fā)信盤連線斷路；或是+24v對(duì)com地短路用萬用表檢查刀架上的 +24v、com地與系統(tǒng)的接線是否存在斷路；檢查 +24v是否對(duì)com地短路，將+24v電壓拉低系統(tǒng)有 +24v; com輸出，連線正常，發(fā)信盤的發(fā)信電路板上 +24v和com地回路有斷路發(fā)信盤長期處于潮濕環(huán)境造成線路氧化斷路，用焊錫或?qū)Ь€重新連接刀位上+24v電壓偏低，線路上的上拉電阻開路用萬用表測(cè)量每個(gè)刀位上的電壓是否正常，如果偏低，檢查上拉電阻，若是開路，則更換1/4w2k上拉電阻系統(tǒng)的反轉(zhuǎn)

27、控制信號(hào)tl-無輸出用萬用表量系統(tǒng)出線端，看這一點(diǎn)的輸出電壓是否正?；虼嬖冢綦妷翰淮嬖?，則為系統(tǒng)故障，需更換主板或送廠維修系統(tǒng)有反轉(zhuǎn)控制信號(hào)tl- 輸出，但與刀架電機(jī)之間的回路存在問題檢查各中間連線是否存在斷路，檢查各觸點(diǎn)是否接觸不良，檢查強(qiáng)電柜內(nèi)直流繼電器和交流接觸器是否損壞刀位電平信號(hào)參數(shù)未設(shè)置好檢查系統(tǒng)參數(shù)刀位高低電平檢測(cè)參數(shù)是否正常，修改參數(shù)霍爾元件損壞在對(duì)應(yīng)刀位無斷路的情況下，若所對(duì)應(yīng)的刀位線有低電平輸出，則霍爾元件無損壞，否則需更換刀架發(fā)信盤或其上的霍爾元件。一般四個(gè)霍爾元件同時(shí)損壞的機(jī)率很小磁塊故障，磁塊無磁性或磁性不強(qiáng)更換磁塊或增強(qiáng)磁性，若磁塊在刀架抬起時(shí)位置太高，則需調(diào)整磁

28、塊的位置，使磁塊對(duì)正霍爾元件系統(tǒng)有反轉(zhuǎn)控制信號(hào)tl- 輸出，但與刀架電機(jī)之間的回路存在問題檢查各中間連線是否存在斷路，檢查各觸點(diǎn)是否接觸不良，檢查強(qiáng)電柜內(nèi)直流繼電器和交流接觸器是否損壞刀位電平信號(hào)參數(shù)未設(shè)置好檢查系統(tǒng)參數(shù)刀位高低電平檢測(cè)參數(shù)是否正常，修改參數(shù)霍爾元件損壞在對(duì)應(yīng)刀位無斷路的情況下，若所對(duì)應(yīng)的刀位線有低電平輸出，則霍爾元件無損壞，否則需更換刀架發(fā)信盤或其上的霍爾元件。一般四個(gè)霍爾元件同時(shí)損壞的機(jī)率很小磁塊故障，磁塊無磁性或磁性不強(qiáng)更換磁塊或增強(qiáng)磁性，若磁塊在刀架抬起時(shí)位置太高，則需調(diào)整磁塊的位置，使磁塊對(duì)正霍爾元件2刀架有時(shí)不轉(zhuǎn)故障原因處理方法刀架的控制信號(hào)受干擾系統(tǒng)可靠接地，特別

29、注意變頻器的接地，接入抗干擾電容刀架內(nèi)部機(jī)械故障，造成的偶爾卡死維修刀架，調(diào)整機(jī)械3.刀架不轉(zhuǎn)故障原因處理方法刀架電機(jī)三相反相或缺相 將刀架電機(jī)線中兩條互調(diào)或檢查外部供電系統(tǒng)的正轉(zhuǎn)控制信號(hào)tl+無輸出用萬用表量系統(tǒng)出線端，量度+24v和tl+兩觸點(diǎn)，同時(shí)手動(dòng)換刀，看這兩點(diǎn)的輸出電壓是否有+24v，若電壓不存在，則為系統(tǒng)故障，需送廠維修或更換相關(guān)ic元器件 系統(tǒng)的正轉(zhuǎn)控制信號(hào)tl +輸出正常，但控制信號(hào)這一回路存在斷路或元器件損壞檢查正轉(zhuǎn)控制信號(hào)線是否斷路，檢查這一回路各觸點(diǎn)接觸是否良好；檢查直流繼電器或交流接觸器是否損壞 刀架電機(jī)無電源供給檢查刀架電機(jī)電源供給回路是否存在斷路，各觸點(diǎn)是否接觸良

30、好，強(qiáng)電電氣元器件是否有損壞；檢查熔斷器是否熔斷上拉電阻未接入將刀位輸入信號(hào)接上 2k上拉電阻，若不接此電阻，刀架在宏觀上表現(xiàn)為不轉(zhuǎn)，實(shí)際上的動(dòng)作為先進(jìn)行正轉(zhuǎn)后立即反轉(zhuǎn)，使刀架看似不動(dòng)機(jī)械卡死通過手搖使刀架轉(zhuǎn)動(dòng)，通過松緊程度判斷是否卡死，若是,則需拆開刀架，調(diào)整機(jī)械，加入潤滑液反鎖時(shí)間過長造成的機(jī)械卡死在機(jī)械上放松刀架，然后通過系統(tǒng)參數(shù)調(diào)節(jié)刀架反鎖時(shí)間刀架電機(jī)損壞拆開刀架電機(jī)，轉(zhuǎn)動(dòng)刀架，看電機(jī)是否轉(zhuǎn)動(dòng)，若不轉(zhuǎn)動(dòng)，再確定線路沒問題時(shí)，更換刀架電機(jī)刀架電機(jī)進(jìn)水造成電機(jī)短路烘干電機(jī)，加裝防護(hù)，做好絕緣措施4.刀架鎖不緊故障原因處理方法發(fā)信盤位置沒對(duì)正拆開刀架頂蓋，旋動(dòng)并調(diào)整發(fā)信盤位置，使刀架的霍爾元

31、件對(duì)準(zhǔn)磁塊，使刀位停在準(zhǔn)確位置 系統(tǒng)反鎖時(shí)間不夠長 調(diào)整系統(tǒng)反鎖時(shí)間參數(shù) 機(jī)械鎖緊機(jī)構(gòu)故障 拆開刀架，調(diào)整機(jī)械，檢查定位銷是否折斷5.刀架某一刀位轉(zhuǎn)不停，其余刀位正常故障原因處理方法此位刀的霍爾元件損壞確認(rèn)是哪個(gè)刀位使刀架轉(zhuǎn)不停，在系統(tǒng)上轉(zhuǎn)動(dòng)該位刀，用萬用表量該位刀位信號(hào)觸點(diǎn)對(duì)+24v觸點(diǎn)是否有電壓變化，若無變化，則可判定為該位刀霍爾元件損壞，更換發(fā)信盤或霍爾元件此位刀信號(hào)線斷路，造成系統(tǒng)無法檢測(cè)到位信號(hào)檢查該刀位信號(hào)與系統(tǒng)的連線是否存在斷路系統(tǒng)的刀位信號(hào)接收電路有問題當(dāng)確定該刀位霍爾元件沒問題，以及該刀位與系統(tǒng)的信號(hào)連線也沒問題的情況下更換主板6.輸入刀號(hào)能轉(zhuǎn)，但直接按換刀鍵刀架不轉(zhuǎn)故障原因

32、處理方法霍爾元件偏離磁塊，置于磁塊前面，手動(dòng)鍵換刀時(shí)，刀架剛一轉(zhuǎn)動(dòng)就檢測(cè)到刀架到位信號(hào)，然后馬上反轉(zhuǎn)刀架檢查刀架發(fā)信盤上的霍爾元件是否偏離位置，調(diào)整發(fā)信盤位置，使霍爾元件對(duì)正磁塊手動(dòng)換刀鍵失靈更換手動(dòng)換刀鍵7.刀架只正轉(zhuǎn)不能反轉(zhuǎn)故障原因處理方法故障原因排除方法系統(tǒng)刀架反鎖信號(hào)tl無輸出首先換刀過程中測(cè)量系統(tǒng)側(cè)該點(diǎn)輸出端信號(hào)與+24v間電壓有無變化如無變化說明主板輸出電路io故障需更換io或返廠維修。系統(tǒng)tl信號(hào)有輸出，但該信號(hào)的輸出信號(hào)線斷路。如測(cè)量系統(tǒng)側(cè)有輸出，可排除系統(tǒng)原因，再測(cè)量直流繼電器線圈電壓有無變化，如果沒有說明該控制線路間斷路，用表測(cè)量該回路，需重新?lián)Q線。反轉(zhuǎn)輸出信號(hào)控制直流繼電

33、器和交流接觸器損壞。如系統(tǒng)與線圈都正常，再檢查繼電器與接觸器線圈間電壓是否有故障，觸點(diǎn)間接觸是否良好，當(dāng)線圈通電后，常開觸點(diǎn)是否吸和，如元器件故障需更換元器件。第三章 典型的刀架故障實(shí)例分析3.1加工中心刀架故障實(shí)例分析例1： 一加工中心使用一段時(shí)間后出現(xiàn)換刀故障，刀插入主軸刀孔時(shí)，發(fā)生了錯(cuò)位，機(jī)床上無任何報(bào)警。故障分析：在對(duì)機(jī)床進(jìn)行了仔細(xì)的觀察后，發(fā)現(xiàn)造成刀具插入錯(cuò)位是因?yàn)橹鬏S定向后又偏移了原來的位置，在使用手動(dòng)方式檢查主軸定向發(fā)現(xiàn)：主軸在定向完成后位置是正確的，當(dāng)用手動(dòng)一下主軸后，主軸會(huì)慢慢的向使力的相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)一小段距離，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)在定向完成后只轉(zhuǎn)一點(diǎn)，再力向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)后能返回到原來的

34、位置，為了確認(rèn)電氣部分是否正常，在主軸定向后檢查了有關(guān)的信號(hào)均正常，由于定向控制是通過編碼器進(jìn)行檢測(cè)的，因此對(duì)編碼器產(chǎn)生了懷疑，。對(duì)該部分的電氣和機(jī)械連接進(jìn)行了檢查，當(dāng)將主軸的編碼器拆開后即發(fā)現(xiàn)編碼器上的連軸器止退螺釘松動(dòng)且已經(jīng)向后移。因而出現(xiàn)工作時(shí)編碼器與檢測(cè)齒輪不能同步，使主軸的定向位置不準(zhǔn)，造成了換刀錯(cuò)位故障。例2：某加工中心采用凸輪機(jī)械手換刀，機(jī)械手換刀過程中，動(dòng)作中斷，發(fā)出報(bào)警，顯示內(nèi)容為：機(jī)械手伸出故障。分析及處理：根據(jù)報(bào)警內(nèi)容，機(jī)床是因?yàn)闊o法進(jìn)行下一步“從主軸和刀庫中拔出刀具”，而使換刀過程中斷并報(bào)警。機(jī)械手未能伸出完成從主軸和刀庫中拔刀動(dòng)作，其原因可能有：（1）松刀感應(yīng)開關(guān)失靈

35、 在換刀過程中，各動(dòng)作的完成信號(hào)均由感應(yīng)開關(guān)發(fā)出，只有上一動(dòng)作完成后菜能進(jìn)行下一動(dòng)作。第三步為“主軸松刀”，如果感應(yīng)開關(guān)未發(fā)信號(hào)，則機(jī)械手“拔刀”就不會(huì)動(dòng)作。檢查兩感應(yīng)開關(guān)，信號(hào)正常。（2）松刀電磁閥失靈 主軸的 松刀，是由電磁閥接通液壓缸來完成的 。如電磁閥失靈，主軸就無法松刀。檢查主軸松刀電磁閥動(dòng)作正常。（3）松刀液壓缸因液壓系統(tǒng)壓力不夠或漏油而不動(dòng)作，或行程不到位。檢查液壓缸，動(dòng)作正常，行程到位，油壓正常，無漏油現(xiàn)象。（4）機(jī)械手系統(tǒng)有問題 建立不起“拔刀”條件，其原因可能是電動(dòng)機(jī)控制電路有問題。檢查電動(dòng)機(jī)控制電路系統(tǒng)正常。（5）主軸系統(tǒng)有問題 刀具是靠碟簧通過拉桿和彈簧卡頭而將刀具柄尾

36、端的拉釘拉緊的 ；松刀時(shí)，液壓缸的活塞桿頂壓頂桿，頂桿通過空心螺釘推動(dòng)拉桿，一方面使彈簧卡頭松開刀具的拉釘，另一方面又頂動(dòng)拉釘，使刀具右移而在主軸錐孔中不變松。主軸系統(tǒng)不松刀的原因估計(jì)有以下幾點(diǎn)：刀具尾部拉釘長度不夠，致使液壓缸雖已到位，而仍未將當(dāng)?shù)谰唔斔?；拉桿尾部空心釘位置其了變化，使液壓缸行程滿足不了松刀要求；頂桿出了問題，已變形或磨損；彈簧卡頭出故障，不能張開；主軸裝配時(shí)，刀具移動(dòng)量調(diào)的太小，致使在使用中的 一些綜合因素不能滿足松刀條件。處理方法：拆下松刀液壓缸，檢查發(fā)現(xiàn)，這一故障系裝配時(shí)，空心釘?shù)纳斐隽空{(diào)整的太小，故液壓缸行程到位后，刀具在主軸錐孔中的壓力不夠，刀具無法取出。調(diào)整空心螺

37、釘?shù)纳斐隽浚ＷC液壓缸到位后，刀柄在主軸錐孔中的壓出量為0.40.4mm。經(jīng)以上調(diào)整，故障排除。例3：一臺(tái)加工中心換刀臂平移到位后，無拔刀動(dòng)作，atc的動(dòng)作起始狀態(tài)是：主軸保持要交換的舊刀，換刀臂在b位置，換刀臂在上部位置，刀庫已將要交換的新刀具定位。故障分析：自動(dòng)換刀的順序?yàn)椋簱Q刀臂左移（ba）換刀臂下降（從刀庫拔刀）換刀臂右移 (ab)換刀臂上升換刀臂右移（bc ，抓住主軸中刀具）主軸液壓缸下降（松刀）換刀臂下降（從主軸拔刀）換刀臂旋轉(zhuǎn)180度（兩刀具交換位置）換刀臂上升（裝刀）主軸液壓缸上升（抓刀）換刀臂左移（cb）刀庫轉(zhuǎn)動(dòng)（找出舊刀具位置）換刀臂左移（ba 返回刀具給刀庫）換刀臂右移（

38、ab）刀庫轉(zhuǎn)動(dòng)（找下一把刀）。換刀臂平移至c位置時(shí)，無拔刀動(dòng)作，分析原因，有幾種可能：sq2無信號(hào)，所以未輸出松刀電磁閥yv2的電壓，主軸仍處于抓刀狀態(tài)，換刀臂不能下移松刀接近開關(guān)sq4無信號(hào)，則換刀臂升降電磁閥yv1狀態(tài)不變，換刀臂不下降電磁閥有故障，給予信號(hào)也不動(dòng)作。逐步檢查，發(fā)現(xiàn)sq4未發(fā)出信號(hào)，進(jìn)一步對(duì)sq4進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)感應(yīng)間隙過大導(dǎo)致接近開關(guān)無信號(hào)輸出，產(chǎn)生動(dòng)作障礙。3.2六角刀架故障實(shí)例分析例1：一臺(tái)配有fanuc-0imate系統(tǒng)的大連機(jī)床廠六刀位車床，選到正常但是當(dāng)所選到刀位后不能正常鎖緊。系統(tǒng)報(bào)警：換刀超時(shí)。故障分析：刀架選刀正常，正傳正常，就是不能反向鎖緊。說明渦輪蝸桿傳

39、動(dòng)正常，初步定為電氣線路問題。在機(jī)床刀架控制電氣原理圖上，發(fā)現(xiàn)刀具反向鎖緊刀位信號(hào)是由一個(gè)位置開關(guān)來控制發(fā)出的，是不是該開關(guān)即周圍線路存在問題呢？為了確認(rèn)這個(gè)故障原因，打開刀架的頂蓋和側(cè)蓋，利用萬用表參照電路圖檢查線路，發(fā)現(xiàn)線路未有開路和短路，通過用手按動(dòng)刀架反向鎖緊開關(guān)，觀察梯形圖顯示有信號(hào)輸入，至此排除電氣線路問題。推斷可能是擋塊運(yùn)動(dòng)不到位，位置微動(dòng)開關(guān)未動(dòng)作。于是重新?lián)Q刀一次來觀察下，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：果然擋塊運(yùn)動(dòng)未到位，于是把擋塊螺栓擰緊，試換刀一次正常，再換一次刀，原故障又出現(xiàn)了，同時(shí)發(fā)現(xiàn)蝸桿端的軸套打滑并且爬升現(xiàn)象。難道是它造成了電機(jī)反轉(zhuǎn)鎖緊時(shí)位置開關(guān)的擋塊運(yùn)動(dòng)不到位？于是把該軸套進(jìn)行了軸

40、向定位處理，將刀架頂蓋裝好。結(jié)果刀架鎖緊正常了。解決辦法：對(duì)軸套進(jìn)行軸向定位故障解決。例2：一臺(tái)六工位刀架換刀時(shí)所有刀位都找不到，刀架旋轉(zhuǎn)數(shù)周后停止，并且數(shù)控系統(tǒng)顯示換刀報(bào)警，換刀超時(shí)或沒有信號(hào)輸入。故障分析：對(duì)于該故障，可排除機(jī)械故障，歸咎于電氣故障所致。產(chǎn)生該故障的電氣原因有以下幾種：1.磁元件脫落；2.六個(gè)霍爾元件同時(shí)全部損壞；3.霍爾元件的供電和信號(hào)電路開路導(dǎo)致無電壓信號(hào)輸出；其中一第三種可能性最大，因此找來電路圖，利用萬用表對(duì)霍爾元件的線路進(jìn)行檢查。結(jié)果發(fā)現(xiàn)刀架檢測(cè)線路端子排上的 24v供電電壓為0v，其它線路均正常。以該線為線索沿線查找，發(fā)現(xiàn)電氣柜引出的24v線頭脫落，接上后仍沒有

41、反應(yīng)。由此判斷是該線斷線造成的故障。解決辦法：利用同規(guī)格導(dǎo)線替代斷線后，故障排除。3.3四方刀架故障實(shí)例分析例1：一臺(tái)四刀位數(shù)控車床，發(fā)生一號(hào)刀位找不到，其它刀位能正常換刀的現(xiàn)象。故障分析：由于只有一號(hào)刀找不到刀位，可以排除機(jī)械傳動(dòng)方面的問題，確定是電氣方面的故障。可能是該刀位周圍的霍爾元件及其周圍線路出現(xiàn)問題，導(dǎo)致該工位信號(hào)不能輸送給plc。對(duì)照電路圖利用萬用表檢查后發(fā)現(xiàn)：1好刀位霍爾元件的 24v供電正常，gnd線路為正常，t1信號(hào)線正常，因此可以判定是霍爾元件損壞導(dǎo)致該刀位信號(hào)無法發(fā)出。解決辦法：更換新的霍爾元件后故障排除，一號(hào)刀位找到。例2:配套某系統(tǒng)的數(shù)控車床，開機(jī)時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)機(jī)床進(jìn)行

42、換刀動(dòng)作時(shí)，主軸也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。分析與處理過程：由于該機(jī)床采用的是安川變頻器控制主軸，主軸轉(zhuǎn)速是通過系統(tǒng)輸出的模擬電壓控制的。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，安川變頻器對(duì)輸入信號(hào)的干擾比較敏感，因此初步確認(rèn)故障原因與線路有關(guān)。為了確認(rèn)，再次檢查了機(jī)床的主軸驅(qū)動(dòng)器、刀架控制的原理圖與實(shí)際接線，可以判定在線路連接、控制上兩者相互獨(dú)立，不存在相互影響。進(jìn)一步檢查變頻器的輸入模擬量屏蔽電纜布線與屏蔽線連接，發(fā)現(xiàn)該電纜的布線位置與屏蔽線均不合理，將電纜重新布線并對(duì)屏蔽線進(jìn)行重新連接后，故障消失。致謝：經(jīng)過半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)論文設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)?？粕漠厴I(yè)論文，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如

43、果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。 在論文寫作過程中，得到了屈海軍老師的親切關(guān)懷和耐心的指導(dǎo)。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，屈老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。在此謹(jǐn)向屈老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。另外，我還要感謝我的父母，是他們養(yǎng)育了我，給我提供了學(xué)習(xí)的條件，謝謝你們！還有那些給予過我無私幫助的同學(xué)們，謝謝你們了！ 最后我還要感謝數(shù)學(xué)系和我的母校徐州機(jī)電工程高等職業(yè)學(xué)校四年來對(duì)我的培養(yǎng) 。參考文獻(xiàn)1. 曹琰 數(shù)控機(jī)床應(yīng)用與維修 北京：電子工業(yè)出版社，1994；2. 李福生等 實(shí)用數(shù)控機(jī)床技術(shù)手冊(cè) 北京：北京出版社，19933. 張樹森.機(jī)械工程學(xué).遼寧；東北大學(xué)出版社，2001；4. 屈海軍 黃云林 數(shù)控機(jī)床操作與維護(hù)科學(xué)出版社， 20095. 徐衡 數(shù)控機(jī)床維修fanuc系統(tǒng)實(shí)用技術(shù)叢書，20056. 盧斌 數(shù)控機(jī)床極其維修 機(jī)械工業(yè)出版社， 2010附錄機(jī)床故障排除方法 （1）初始化復(fù)位法：一般情況下，由于瞬時(shí)故障引起的系統(tǒng)報(bào)警，可用硬件復(fù)位或開關(guān)系統(tǒng)電源依次來清除