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經濟型數（shù）控車床電動方刀架常見故障診斷

2022-8-30 來源：山東華宇工學院作者：陳國蘇朝輝

摘要：目的：充分發揮數控設備的應用優勢，促進經濟型數控機床研究進程全麵進（jìn）步。方法：實際操（cāo）作中對電動方刀架操作流程具體要點予以管理，充分了解經濟型數控車床電動方刀架的結構和目前國內相關研究現狀，在明確工（gōng）作原理的基（jī）礎上，完善分析和診斷機製，從而解決刀架鎖、刀（dāo）體刀架等（děng）相（xiàng）關（guān）故障問題，落實針對性控製機製和故障解決措施。結論：全麵分析數控（kòng）機床在實際應用中融合的測控技術單元、可編程控製單元等，在工（gōng）業（yè）生產活動中，有效發揮科技性、可操作性的優

勢作用，滿足數控車床發展的基本需求，提高應用效率和綜合經濟效益，為數控車床（chuáng）行業的健康可持續發展奠定基礎。

關鍵詞：經濟型數（shù）控車床；電動方刀（dāo）架；原（yuán）理；故障；解決措施

隨著市場經濟地不斷發展，智能化技術、自動化技術方案等技術體係的應用和研究不斷深入，將這些（xiē）技（jì）術體係應用到不同行業中可在很大程度上（shàng）提升工作效率和應用（yòng）質量，有利（lì）於經濟（jì）效益和應用管理效（xiào）益的（de）雙贏，能夠進一步提高工業（yè）生產效率。但一旦出現（xiàn）故障問題，其排查、維修和後期養護等工作（zuò）也將變（biàn）得更加（jiā）困難。為保證技術體係都能（néng）落實到位，要整合運行要點，針對故障（zhàng）多發的電動方刀架係統予以特別關注，明確維修規律和要點的同時，落實匹（pǐ）配的解決方案，保證設備處於（yú）最優運行狀（zhuàng）態。

1、經濟型數控車（chē）床電動方刀架（jià）概述

1.1 結構

車（chē）床電動方刀架是較為（wéi）常見的換刀裝置，配合自動處理單元，就能實現數（shù）控化處理。其（qí）主要（yào）分為（wéi）轉塔（tǎ）刀架、六角刀架和四方刀架等，因為數控車床對刀架應用提出了較高要求，因此，要確保其具備承受充（chōng）足切削力的水平，並維持良好（hǎo）的剛度和強度另外，回轉刀架在實際應用中要保證重複定位（wèi）的精準性符合預期。例如，要設置端齒盤，將其作為整個結（jié）構體係的精準定位元件，並利用（yòng）霍爾開關完（wán）成信號傳輸控製，從而減少機（jī）械接觸造成的不良影響，延長（zhǎng）數控車床電動方刀架的應用時長。

本論（lùn）述以（yǐ）LD4-I係電動方刀架具體結構為例，具體（tǐ）如圖1所示。

圖1 電動方刀架結構示意圖

首先，數控車床回轉刀架的基本要求是對應功（gōng）能部件能滿足性能要求和（hé）可靠性要求。

其次，轉位的準確性、轉位（wèi）的（de）具體時間、重複定位的精準度以及密封性等都是（shì）結構要求，隻有滿足平穩安全的基本需求才能提高整體工序的合理性和規範性。

最後，要確保各個部件夾緊（jǐn）剛度滿足標準，並利用重載荷切削操作（zuò）完成相應的處理工序。

1.2 工（gōng）作原理

在實際工作過程中，主機係統發出對應的工作數控信號，刀架的電動機隨之轉動，從而有效帶動（dòng）蝸杆、蝸輪實現轉動，然（rán）後配合夾緊輪的操作，就能實（shí）現蝸杆的逐漸上抬，此時活動銷鬆開，離合轉盤隨之轉動，就能實現盤和銷的（de）分離，此時（shí），上刀體開始運（yùn）動，轉動到相應（yīng）的位置，霍爾（ěr）元件對應磁鋼完成信號定位，實現操（cāo）作處理。需要注意的是，信號符合應用（yòng）要求時電動機反轉延時得以獲取，完（wán）成初步定位和精度定位，若是電機堵轉，則延時結束進入下一（yī）道（dào）工序。這（zhè）一設計可視為對故

障的“自行（háng）排查”，但在實際的經濟型數控車（chē）床維護活動中（zhōng），出現（xiàn）的電路故障（zhàng）、信號執行故障問題更加複（fù）雜。

1.3 研究現狀

我國數控車床研究工作中，目前（qián）應用最為廣泛的是以（yǐ）電動模式為主的數控刀（dāo）架結構，較為常（cháng）見（jiàn）的是立式回轉刀架和臥式轉刀架（jià），能在發揮各（gè）自優勢（shì）的基礎上有效提升數（shù）控車（chē）床應用運行質（zhì）量，滿足經濟要求，整合具體的應用方案維持數控機床的操作規範（fàn）性。其一，立式回轉刀架，應用在簡易（yì）數控（kòng）車床處（chù）理方麵；其二（èr），臥式回轉刀架，分為8工位、10工位以及12工位等，利用正（zhèng）向旋轉（zhuǎn）和（hé）逆向旋轉完成就近取刀處理，並且能應用在全功（gōng）能性數控車床控製工作中。值得一提（tí）的是，臥（wò）式回轉刀架還能應用在液（yè）壓驅動刀架處理和伺（sì）服驅動刀架處理中，作為數控（kòng）車（chē）床的基礎元件，電動刀架的應用（yòng）和合理性選（xuǎn）配方案非常關鍵（jiàn），隻有建立完整的實施控製方案（àn），才（cái）能最大程度（dù）上提高（gāo）勞動生產率，降低生產準（zhǔn）備時間，從而最大程度上（shàng）減少人為誤差對整個工序產生的影響，滿足精準（zhǔn）性的根本需求。例如，在較為複雜的幾何形狀零件加工處（chù）理工序中，為了有效提升（shēng）工藝適應性和連（lián）續穩定性，要建立控製指數的分析方（fāng）案，從而確保控製係統應用的最優化。

2、經（jīng）濟（jì）型數控車床電動方刀架常見故障和解決措施（shī）分析

為進（jìn）一步提高經濟型數（shù）控車床電動方刀（dāo）架應用的合理性和有（yǒu）效性，就要及時（shí）檢索（suǒ）和分析故障問題，從刀架鎖、刀體以及（jí）刀架等方麵進行針對性的判定，並（bìng）且維修人員要（yào）製定相匹配的處理措施（shī），從而減少故障造成的不良影響。

2.1 經濟型數（shù）控車床電（diàn）動方（fāng）刀架常見故障

2.1.1 刀（dāo）架鎖故障

在數控車（chē）床電動方刀架應用工序中，較為常見的問題就是刀架鎖緊實（shí）度不足。原因如下：

（1）整個刀架結構的控製電路存在故障隱患（huàn），導致動力（lì）供給不足、供給中斷，在車床運轉環節出現故障；

（2）刀架（jià）內部實際鎖刀位置的定位銷（xiāo）磨損（sǔn）較為嚴重，元件脫離嚴重（chóng），且齒輪匹配度不足；

（3）數控（kòng）機床在應用中沒有（yǒu）對機床參數予以合理性設定，尤（yóu）其是刀架的反鎖時間，設置數值（zhí）較小（xiǎo），亦或是發信盤的位置校對不準確，都會影響刀架鎖的（de）應用效率。

2.1.2 刀體（tǐ）故障

對於數控車床電動方刀架應用運行工作而言，刀體故障也（yě）較為常見（jiàn），主要表現為無法有效換刀。一般要從機械（xiè）層麵和電（diàn）氣層麵對其故障問題（tí）予以分析。若是在（zài）換刀操作時接觸電機（jī）存在（zài）振動情況，故障可能就來源（yuán）於電機，若是電力故障得以排（pái）除（chú），則一般是刀架內部機（jī）械卡死（sǐ）或者是機械元件損壞。

2.1.3 刀架故障

數控車床電動方刀架中，刀架故障也較為常見。首先（xiān），若是電源電量不足或者是（shì）控製箱開關位置不對，都會（huì）使刀架無（wú）法正常運行；其次，電動機相序相反，會使運行反轉不足；最（zuì）後，刀架上對應元件夾緊力較大（dà），也會造成轉動失衡（héng）。

2.2 經濟型數控車床電動方刀架故障解決措施

在分析相應（yīng）故障的基礎（chǔ）上，結合實際情況製定合理（lǐ）的（de）解決措施，有效從機械、電氣等多個層麵分析（xī）問題，提高（gāo）應用（yòng）效率，從而減少經濟損失。故障排查必（bì）須遵循以下原則：一次性排查到位，節（jiē）約排查成本；排查技術科學合理，避（bì）免過度的維修開支（zhī）；排查流程（chéng）科學高效，避免對設備造（zào）成二次損害。

2.2.1 刀架鎖故障解決措施

針對刀架鎖故障問題，結合實際情況具體問題具體分析，從而保證相應的解決措施切實有效，減少其運行障礙造成的不良影響（xiǎng）。

（1）若電路（lù）異常問題，則要對接觸器的線圈和接觸點（diǎn）予以檢（jiǎn）查，確（què）保沒有存在異常現象，及時解決隱患問題，維持（chí）電路穩定。在經濟型數（shù）控車床運轉之（zhī）前，可對刀架線路進行排查，及時解決電路故障、電路中斷問題。

（2）鎖緊結（jié）構出（chū）現異常時，一般會采取卸除刀架的處理方式，對整個機床設備機械結構予以調控，並且要檢查反靠定位銷（xiāo）的運行效果，若出現異常及時（shí）更換。

（3）若因為整個數控機床電動（dòng）方刀架機床參數時間設置不到位，就要合理（lǐ）調整（zhěng）反鎖時間，匹配實際應用要求確保參數滿足標準。

（4）若數控車床（chuáng）電動方刀架（jià）的發訊盤位置異常，則要卸除刀架結構的頂蓋，並且對（duì）其予以旋轉處理，維（wéi）持刀位的穩定性，保證其停留（liú）在（zài）指定的位置。

例（lì）如，以Oi-TB係數控車床的LD4-I係（xì）電（diàn）動方刀架為例，換刀指令下達後，車床能實現刀架的（de）準確定位（wèi），是不能及時完成鎖緊反轉的相應操作，並且係統未見異（yì）常報（bào）警，這使機床的操作效率受（shòu）到了嚴重影（yǐng）響（xiǎng）。技術人員在進行故障檢修時首先對刀架上的刀體進（jìn）行了反靠定位銷（xiāo）的檢查，盡管發現（xiàn）有少許磨損，但是並不會影（yǐng）響其正常工作，因此（cǐ）就對係統反（fǎn）鎖時間參數設置予以（yǐ）檢查，發現參數重新設定後依舊沒有改變現狀。維修人員就判定可能是控製電路的問題，於是對元件（jiàn）予以檢索，發現

KM6 線圈（quān）燒損，使反轉鎖緊操作失衡，故及時更（gèng）換（huàn）元件後，故障解除（chú）。

2.2.2 刀體（tǐ）故障解決措施

針對刀體故（gù）障，在判定故障（zhàng）原因（yīn）後落實相（xiàng）匹配（pèi）的處理方式即可。尤其是機（jī）械故障，一（yī）般采取更（gèng）換失效（xiào）零（líng）部件。另外，若設備在執行換刀指令（lìng）的過程中存在電（diàn）動機（jī）過載報警信號，亦或是機床無法有效控製選刀操作效果，就可能是電源相序以及電路中繼器等設備的問題，需要維護人員進行對應（yīng）位置的調整和修（xiū）複，保證故障及時排除的同時，優化其操作效率。

例（lì）如，以 SAG210/2NC 係數控車床為例，在（zài）換刀指令下達並順利（lì）接收後，出現刀架不轉動的問題，影響其整體操作的合理性和應用效果。為此，維護人員依據刀架的工作（zuò）原理對機械（xiè）應用過（guò）程中的元件進行了質量檢查，將問題定位在粗定位銷方（fāng）麵，由於其在錐（zhuī）孔中出現卡死和斷裂（liè），使整個操作流程無法有效運行。基於此，維護人員集中拆卸電機架結構，並（bìng）及時（shí）更換受損定位銷，以保證操作流程的有（yǒu）序性。更換結束後，電動刀架恢複正（zhèng）常運行。

2.2.3 刀架故障解決措施

對刀架故障要秉持精細化處理原則（zé），針對具體問（wèn）題落實相應的處理方案。

（1）電源問題，要及時（shí）檢查電動機的運行情況，若有異常及（jí）時更換。對於已經確定出現故障的電動（dòng）機，必須及（jí）時進行更換（huàn）。作為精密（mì）元（yuán）件，數控機床電動機部件的使（shǐ）用必須遵循定量、定（dìng）時的基本原則，不得長時間、超負（fù）荷運轉，避免產生設備（bèi）損傷（shāng），保障元件的壽命。

（2）電動機相（xiàng）序參數問題，重新設置匹（pǐ）配參數，保證電動機反（fǎn）轉順暢。相序參數的設置必須由專業的技術人員完成，在設置匹配參（cān）數之前，應根據車（chē）床未來的加工要求調整參數範圍，確保參數設置（zhì）的合（hé）理性。

（3）夾緊力，要利（lì）用6 mm的6角扳手對蝸杆端部予以旋轉（zhuǎn）處理，結合實（shí）際情況調控夾緊電流參數（shù）。若用力可轉動，就要適當降低電流；若用力無法轉（zhuǎn）動，則觀察定位銷是否（fǒu）在指定位置，利用對應的修正措施保證螺母處於正（zhèng）常影響狀態。

（4）及時檢查刀架結構中各個元件位置潤滑油的情況，及時塗潤滑油或者是拆開分析。部分技術人員認為添加大量的潤滑油能夠保障器械的長時間運轉，降低加油頻率，節約人力（lì）開支。但結合現實的加工活動來看，大量添加潤滑油會導致油料浪費，且沒有被（bèi）使用的潤（rùn）滑（huá）油會在車（chē）床內部流動，造成嚴重的內部（bù）汙染問題，不（bú）便於清理，增加安全隱患（huàn）。

3、結束（shù）語

總而言（yán）之，對於經濟型數控車床而言，電動方（fāng）刀（dāo）架具有重要的作用，因此（cǐ）要集中（zhōng）分析故障問題，減少（shǎo）設（shè）備故障造成的不良影響（xiǎng），按照標準化流程一一排查，從而提高故障診斷和分析的實效性，提升故障處理效率，滿足經濟型數控（kòng）車床方刀架設備應（yīng）用規（guī）範。

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