數(shù)控車床回轉(zhuǎn)刀架常見故障的檢測和維修

1、數(shù)控車床回轉(zhuǎn)刀架常見故障的檢測和維修    回轉(zhuǎn)刀架作為數(shù)控車床的重要配置，在機床運行工作中起著至關(guān)重要的作用，一旦出現(xiàn)故障很可能造成工件報廢，甚至造成卡盤與刀架碰撞的事故。在數(shù)控機床的故障維修中，電氣控制部分線路復雜，故障現(xiàn)象多變，有些故障現(xiàn)象不太明顯，查找難度比較大，而機械部分與普通機床比較類似，故障相對容易排除。           數(shù)控刀架：數(shù)控刀架是數(shù)控車床最普遍的一種輔助裝置，它可使數(shù)控車床在工件一次裝夾中完成多種甚至所有的加工工序，以縮短加工

2、的輔助時間，減少加工過程中由于多次安裝工件而引起的誤差，從而提高機床的加工效率和加工精度。分為排式刀架，回轉(zhuǎn)刀架和帶刀庫的自動換刀裝置！又分為通用刀架和專用刀架！            工作原理：需要換刀時，控制系統(tǒng)發(fā)出刀架轉(zhuǎn)位信號，三相異步電機正向旋轉(zhuǎn)，通過蝸桿副帶動螺桿正向轉(zhuǎn)動，與螺桿配合的上刀體逐漸抬起，上刀體與下刀體之間的端面齒慢慢脫開；與此同時，上蓋圓盤也隨著螺桿正向轉(zhuǎn)動（上蓋圓盤1通過圓柱銷與螺桿聯(lián)接），當轉(zhuǎn)過約270°時，上蓋圓盤直槽的另一端轉(zhuǎn)到圓柱銷的正上方，

3、由于彈簧的作用，圓柱銷落入直槽內(nèi)，于是上蓋圓盤就通過圓柱銷使得上刀體轉(zhuǎn)動起來（此時端面齒已完全脫開）。上蓋圓盤、圓柱銷以及上刀體在轉(zhuǎn)動過程中，反靠銷能夠從反靠圓盤中十字槽的左側(cè)斜坡滑出，而不影響上刀體尋找刀位時的正向轉(zhuǎn)動。上刀體帶動磁鐵轉(zhuǎn)到需要的刀位時，發(fā)信盤上對應的霍爾元件輸出低電平信號，控制系統(tǒng)收到后，立即控制刀架電動機反轉(zhuǎn)，上蓋圓盤通過圓柱銷帶動上刀體開始反轉(zhuǎn)，反靠銷馬上就會落入反靠圓盤的十字槽內(nèi)，至此，完成粗定位。此時，反靠銷從反靠圓盤的十字槽內(nèi)爬不上來，于是上刀體停止轉(zhuǎn)動，開始下降，而上蓋圓盤繼續(xù)反轉(zhuǎn)，其直槽的左側(cè)斜坡將圓柱銷的頭部壓入上刀體的銷孔內(nèi)，之后，上蓋圓盤的下表面開始與圓柱

4、銷的頭部滑動。在此期間，上、下刀體的端面齒逐漸嚙合，實現(xiàn)精定位，經(jīng)過設(shè)定的延時時間后，刀架電動機停轉(zhuǎn)，整個換刀過程結(jié)束。由于蝸桿副具有自鎖功能，所以刀架可穩(wěn)定地工作。            功能作用：數(shù)控機床上的刀架是安放刀具的重要部件，許多刀架還直接參與切削工作，如臥式車床上的四方刀架，轉(zhuǎn)塔車床的轉(zhuǎn)塔刀架，回輪式轉(zhuǎn)塔車床的回輪刀架，自動車床的轉(zhuǎn)塔刀架和天平刀架等。這些刀架既安放刀具，而且還直接參與切削，承受極大的切削力作用，所以它往往成為工藝系統(tǒng)中的較薄弱環(huán)節(jié)。隨著自動化技術(shù)的發(fā)展，機床的刀架

5、也有了許多變化，特別是數(shù)控車床上采用電(液)換位的自動刀架，有的還使用兩個回轉(zhuǎn)刀盤。加工中心則進一步采用了刀庫和換刀機械手，定現(xiàn)了大容量存儲刀具和自動交換刀具的功能，這種刀庫安放刀具的數(shù)量從幾十把到上百把，自動交換刀具的時間從十幾秒減少到幾秒甚至零點幾秒。因此，刀架的性能和結(jié)構(gòu)往往直接影響到機床的切削性能、切削效率和體現(xiàn)了機床的設(shè)計和制造技術(shù)水平。    在數(shù)控車床使用的過程中難免會出現(xiàn)各種故障，所以故障的維修就成了數(shù)控車床使用者最關(guān)鍵的因素。而眾多故障中，刀架故障占有很大比例。由于機床銷售公司的售后服務不能得到及時保證，所以懂得一些維修技術(shù)可以快速判斷

6、故障所在，縮短維修時間，讓機床能盡快的從新運作起來。在這里，我們有必要對刀架日常工作中所遇到的故障及相應的解決方法予以分析。    一  刀架故障情況初步判斷方法     1 聽。1）接到維修要求時，應仔細聆聽操作工反映的現(xiàn)象，對產(chǎn)生疑問的地方，應詢問清楚，以便排除人為因素造成的問題。2）現(xiàn)場聆聽刀架運轉(zhuǎn)聲音，以便觀察是否存在異常噪聲。2 看。1）看刀架運轉(zhuǎn)過程是否正常。2）觀察被加工零件的精度以及零件表面切屑痕跡，以便判斷刀架是否鎖緊，重復定位是否良好。3 轉(zhuǎn)。對有的故障的刀架，不要急于拆卸，可用手工方

7、式轉(zhuǎn)動刀架。對于四工位刀架，其蝸桿端部都有一個6mm內(nèi)六角孔，先拆除段該處一顆密封螺釘，便可以用六角扳手或螺釘旋具轉(zhuǎn)動蝸桿，使刀架進行轉(zhuǎn)位、鎖緊。    二  刀架常見故障發(fā)生原因及排除方法     1 電動機故障1）三相電源線相序接反。排除方法：立即切斷電源，調(diào)整三相電源相序。2）電壓過低。排除方法：待電源電壓正常后再使用或增加一只穩(wěn)電壓一提供穩(wěn)壓電源。3）電動機損壞。排除方法：更換電動機。    2 刀架不轉(zhuǎn)或卡死1）彈簧斷裂。排除方法：更換彈簧，注意兩對銷子不

8、要弄混。2）離合器的導銷斷裂。排除方法：更換導銷，注意離合器與螺桿連接的柱銷孔的位置。3）主軸彎曲或斷裂。排除方法：更換主軸，更換方式要參照相應刀架型號的主軸說明而定，不可隨意改動主軸尺寸，否則將嚴重影響刀架的使用壽命。4）外端齒盤處的導銷斷裂。排除方法：更換導銷，注意外端齒盤、螺母、上刀體的位置關(guān)系。5）刀架轉(zhuǎn)位，但刀架轉(zhuǎn)過多個刀位，且不能固定于任意刀位處。排除方法：檢測霍爾元件靜態(tài)參數(shù)和動態(tài)參數(shù)，若參數(shù)不正常則更換元件。更換CPU板和位置倍板。    3 刀架鎖不緊1）發(fā)信盤位置沒對正。排除方法：拆開刀架的頂蓋，旋動并調(diào)整發(fā)信盤位置，使刀架的霍爾元件

9、對準磁鋼，使刀位停在準確位置。2）系統(tǒng)反鎖時間不夠長。排除方法：調(diào)整系統(tǒng)反鎖時間參數(shù)即可（新刀架反鎖時間t1.2s即可）。3）機械鎖緊機構(gòu)故障。排除方法：拆開刀架，調(diào)整機械，并檢查定位銷是否折斷。    4 刀架精度不準1）刀架鎖不緊。排除方法：延長刀架鎖緊時間。2）斷齒處有垃圾。排除方法：將刀架拆開，清除垃圾，清洗各零件，旋轉(zhuǎn)部分加清潔黃油，端齒部分加注潔凈機油。3）上刀體壓力模部位受壓變形使齒輪齒合不良。排除方法：更換上刀體。4）刀架連轉(zhuǎn)不?；虻都茉谀硞€刀位不停。排除方法：檢查發(fā)信盤接線是否有短路或開路現(xiàn)象。5）霍爾元件與磁鋼高度位置不準。排除方法：

10、調(diào)整霍爾元件與磁鋼的相對位置。    三  刀架故障實例分析     數(shù)控車換刀一般的過程是：換刀電機接到換刀信號后，通過蝸輪蝸桿減速帶動刀架旋轉(zhuǎn)，由霍爾元件發(fā)出刀位信號，數(shù)控系統(tǒng)再利用這個信號與目標值進行比較以判斷刀具是否到位。刀換到位后，電機反轉(zhuǎn)縮緊刀架。故障1：一臺六刀位數(shù)控車床，換刀時所有刀位都找不到，刀架旋轉(zhuǎn)數(shù)周后停止，并且數(shù)控系統(tǒng)顯示換刀報警：換刀超時或沒有信號輸入。故障分析：對于該故障，仍可以排除機械故障，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： 磁性元件脫落； 六個霍爾元件同時

11、全部損壞； 霍爾元件的供電和信號線路開路導致無電壓信號輸出。其中以第三種原因可能性最大。因此找來電路圖，利用萬用表對霍爾元件的電氣線路的供電線路進行檢查。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：刀架檢測線路端子排上的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)從電氣柜引出的24V線頭脫落，接上后仍無反應。由此判斷應該是該線斷線造成故障。解決辦法：利用同規(guī)格導線替代斷線后，故障排除。故障2：一臺四刀位數(shù)控車床，發(fā)生一號刀位找不到，其它刀位能正常換刀的故障現(xiàn)象。故障分析：由于只有一號刀找不到刀位，可以排除機械傳動方面的問題，確定是電氣方面的故障。可能是該刀位的霍爾元件及其周圍線路出現(xiàn)問題，導致該刀位信號不能

12、輸送給PLC。對照電路圖利用萬用表檢查后發(fā)現(xiàn)：1號刀位霍爾元件的24V供電正常，GND線路為正常，T1信號線正常。因此可以斷定是霍爾元件損壞導致該刀位信號不能發(fā)出。解決辦法：更換新的霍爾元件后故障排除，一號刀正常找到。故障3：一臺配有FANUC-0imate系統(tǒng)大連機床廠的六刀位車床，選刀正常但是當所選刀位到位之后不能正常鎖緊。系統(tǒng)報警：換刀超時。故障分析：刀架選刀正常，正轉(zhuǎn)正常，就是不能反向鎖緊。說明蝸輪蝸桿傳動正常，初步定為電氣線路問題。在機床刀架控制電氣原理圖上，發(fā)現(xiàn)刀具反向鎖緊到位信號是由一個位置開關(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？為了確認這個故障原因，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，通過用手按動刀架反向鎖緊位置開關(guān)，觀察梯形圖顯示有信號輸入，至此排除電氣線路問題。推斷可能是擋塊運動不到位，位置微動開關(guān)未動作。于是重新?lián)Q刀一次來觀察一下，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：果然擋塊未運動到位。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反轉(zhuǎn)鎖緊時位置開關(guān)的擋塊不到位，于是把該軸套進行了軸向定位處理，將刀