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數（shù）控車床（chuáng）電動刀架的工作原理及故障診斷

2017-2-15 來源：龍岩技師（shī）學院作者：賴永芳（fāng）

摘要：數控車床是將多種技術（shù），如機械製造技術、計算機信息（xī）技術、液壓氣動技術（shù）等融為一體的（de）一種高科技設備，因其（qí）具（jù）有“四高（gāo）”，即精度高、效率高、柔性高以及自動化（huà）程度高（gāo）等優點，使其在機械加工行業得到了（le）廣（guǎng）泛應用（yòng）。而電（diàn）動刀架是主要是通過數控車床進（jìn）行自動換刀的一種典型的機械傳動（dòng）裝置，是控製數控機床的重要部件。因此，對數控（kòng）車床電動刀架（jià）的故障（zhàng）診斷與維修進行研究有重要意義。本文對電（diàn）動刀架結構與工作原理進行分析，並對電動刀架常見故障診斷與維修展開探討。

關鍵詞：數控車床；電動刀架；工作原理；故障診斷

1.導言

電動刀架作為數控車床的重要部件，對（duì）數控車床（chuáng）的正常（cháng）運（yùn）行具（jù）有重（chóng）要影（yǐng）響，如何快速排（pái）除電動刀架在生產中發生的故障，對（duì）提高數控車床的運（yùn）行效率具有重要的意義。筆者通過介紹常見電動刀架的工作原理，對兩例（lì）數控車（chē）床電動刀架故（gù）障的排除過程進行分析（xī），為廣大（dà）機（jī）床（chuáng）用戶提供理論參考。

2.電動刀架結構與工作原理

2.1電動刀架的結構

以（yǐ）LDB4電動刀架為（wéi）例來介紹普通電動刀架的結構，該電動刀架主要由以下幾個部分構（gòu）成（chéng），主要（yào）有電動機、傳動（dòng）軸、蝸杆、上下齒盤、定位槽、反靠槽（cáo）、微動開關電路、定（dìng）位稍等等。在對電動刀架進行（háng）控製時（shí）實現信號的輸入或輸出主要是通過PMC 進行控製的。

2.2電動刀架的工作原理

對數控車床進行操作的工作（zuò）人員向數控係統輸入換刀指令信（xìn）號，並通過內（nèi）部的邏輯電（diàn）路或者（zhě）是控製軟件等使數控裝置進行一係列的（de）編譯、運算以及處理等過程；待輸出換刀指令的信號後，數控車床通過對回路進行控製（zhì），以使繼電器動合觸點進行（háng）閉（bì）合，刀架電動機正轉（zhuǎn）的過程中，通過蝸杆、蝸輪等使刀架（jià）上的（de）刀體（tǐ）升高到合適的高（gāo）度，定位稍在離合盤（pán）的帶動下，能（néng）夠（gòu）帶動上刀架體進行轉位，當其（qí）轉至所需的位置後，在磁鋼的作用下，由霍爾元件向（xiàng）數（shù）控係統（tǒng）刀架刀位發出開發信號，數控係統接收（shōu）到信號之後反轉（zhuǎn）對繼電器動合觸點閉合狀態進行控製，電動機反轉後，對反靠銷進行（háng）定位，同時齒牙盤齧（niè）合，刀（dāo）架鎖（suǒ）緊，從而能夠（gòu）精確的完成各種操作。

3.電（diàn）動刀架常見故障診斷與維修

3.1電動刀（dāo）架換刀時不動作

造成這種故障的原因和診斷維修方法如下：

3.1.1刀架機械（xiè）卡死

刀架機（jī）械卡死會造成刀架電機堵（dǔ）轉而出現過載（zǎi）報警。排（pái）除機（jī）械卡死故障（zhàng）時，可以將刀架與電機脫開，用扳手盤動蝸杆，如（rú）果不能正常轉動，則說明是機械（xiè）卡死。此時可以按（àn）正確的拆卸（xiè）順序拆開（kāi）刀架（jià）進一步檢查中軸、各種銷釘、聯軸器等有無變形，因為（wéi）刀架機械卡死常常由碰撞變形引起。

3.1.2刀架電（diàn）機電源缺相或相序錯

刀（dāo）架電機電源（yuán）相序（xù）錯一（yī）般出現在機床大（dà）修或更換新刀架後，此時（shí）要切斷電源，調整電機相序。電機不轉且沒有聲音，說明電源或者繞組（zǔ）有兩相或兩（liǎng）相以上斷路，首先檢查電源是（shì）否有電壓，如果三相電壓平衡，那麽故障在電動機本身，可檢測電動機三相繞組的電阻，尋找出斷線的繞組。電動機不（bú）轉但（dàn）發出較悶的嗡（wēng）嗡聲，說明電源或繞組一相斷路，缺相的原因可能是電機（jī）供電回路中的開關及接觸器（qì）的觸頭接觸不良（liáng）（燒傷或鬆（sōng）脫），修複並調（diào）整動、靜觸頭，使之接觸（chù）良好（hǎo）；線路某相缺相，查出斷線處，並連接牢固；電動（dòng）機繞組連線間虛焊（hàn），導致接觸不（bú）良，認真檢查電動機繞組連接線並焊牢；電力電源缺相（xiàng），排查外部接入電源故障。

3.1.3刀架電機無電源接入

在MDI 方式下換刀並檢測電機上電源輸入端無電壓時，觀察（chá）電櫃中中間繼電器KA4和接（jiē）觸器KM1 有沒有動作，如果（guǒ）KA4線圈沒有得電，則檢查PLC 輸出信號Y0.3是否斷線（xiàn）；若KA4線圈得電，觀（guān）察KM1 是否吸合，KM1 吸合（hé）則可能是常開觸點損壞或（huò）輸給電機的三（sān）相電電線斷線，KM1 若沒有動作，則可能是因為繼電器KA4壞、KA4觸點接觸不良、觸點上電源斷線。

3.1.4刀架電機損壞

若接入電源正常空載下電機仍不轉，則說明電機損壞。電機損壞一般由於缺相（xiàng）、過載運行、繞組接地（dì）、繞（rào）組相間、匝間（jiān）短路故障引（yǐn）起。接地（dì）故障的檢測方法：用搖表檢（jiǎn）測電機繞組對地的絕緣電阻，當絕緣電阻值（zhí）低於0.2MΨ 時，說明電機嚴重受潮。用萬用表（biǎo）電阻檔或（huò）校驗燈逐步檢查，如果電阻值（zhí）較小或者校驗燈較暗說（shuō）明該項繞（rào）組嚴重受潮，需要（yào）烘幹處（chù）理，如果（guǒ）電阻值（zhí）為0 或者校驗燈接近正常亮度（dù），那麽該項繞組已近接（jiē）地了。繞組接地一般發生（shēng）在電（diàn）動（dòng）機出線（xiàn）孔、電源線的進（jìn）線孔或繞組伸出（chū）槽（cáo）口處。對於後一種情況，若發現接地並不嚴重，可將（jiāng）竹片或絕緣紙插（chā）入定子（zǐ）鐵芯與繞組之間，如（rú）經檢查（chá）已不接地，可包紮並塗絕緣漆後（hòu）繼續使用。繞組短路（lù）故障的檢測方法：利用兆歐表或者萬用表檢查任意兩相間的絕緣電阻，如發現其值在0.2MΨ 以下或為0 說明是相間短路（檢查時應將（jiāng）電（diàn）動機引線的所有連線拆開）；分別測量三相繞組的電流，電流大的為短路相；用短路探測器檢查繞組間是否短路；用電橋測量三相繞組電阻，電阻值小的為短路相。

3.2電動刀架某一個或幾個刀（dāo）號換刀轉不停（tíng），其（qí）餘刀號正常造成這種（zhǒng）故障的原因（yīn）和（hé）診斷維修方法如下：

3.2.1此刀位（wèi）霍（huò）爾元件（jiàn）損壞

確認（rèn）是哪個刀位使（shǐ）刀架轉不停後，在係（xì）統上輸入該刀號（hào）換刀指令轉動該（gāi）刀位，用（yòng）萬用表測量該刀位信號點（X4.6、X4.7、X5.0 或X5.1）是否有（yǒu）電壓變化，若無變化，可判定為該刀位霍爾（ěr）元件（jiàn）損壞（huài），更換發訊盤或霍爾（ěr）元件（jiàn）。

3.2.2發（fā）訊盤此刀（dāo）位信（xìn）號線接（jiē）觸不良（liáng）或斷線

若發訊盤該刀位信號輸出正常，則繼續檢（jiǎn）查相應PLC 到刀位輸（shū）入信號狀態（tài）有無變化，若沒有檢查此刀位信（xìn）號線與PLC 係統的（de）連線是否（fǒu）斷線或接觸不良，則正確連接即可。

3.2.3 PLC 係統的刀位信號接收電路故障

若檢查霍爾元件和刀位信號接（jiē）線都（dōu）完好，則可確認PLC 係統輸入信號接收電路故障，更換相應板卡。

4.結（jié）語

綜上所（suǒ）述，電動刀架的控製與機械、PLC、傳感器等諸多學科（kē）領域的知識均有不可分割的關係，加大了維修的難度。對（duì）於維修工作者，應充分掌握刀架的控製（zhì）原理和相關檢測設備的使用步驟，結合具體（tǐ）的故障問（wèn）題（tí），找出（chū）具體的原因（yīn），不斷強化診斷與檢測，從而將故障全（quán）麵清除。

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