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數控車床四工位刀架（jià）故（gù）障與維修（xiū）方法探究

2021-2-7 來源：鹽城機電高等職業技術學校作者：周成東

摘要：為了滿足工業（yè）生產的（de）實際需要，保證數控車床的生產效率，減少故（gù）障的產生（shēng），使數控車床四工位刀架始終保（bǎo）持良好的運行狀態。結合實（shí）際，采取觀察法，對數控車床四工位（wèi）刀架故障問題進行了總結和分析，並以此為依據提出針對性的維修方法，旨在為維修人員提供參考，采取合理的方法進行維修，逐漸縮短維修時（shí）間，為數控車床生產加（jiā）工提供穩定的基礎（chǔ）。

關鍵（jiàn）詞：數控車床；刀架故（gù）障；維修（xiū）方法

０引言

數控機床故障可以在不同位置發生，一（yī）旦發生故障將直接（jiē）影響機床（chuáng）的（de）正常使用，通過本文的研究可以對常見故障問題進行總結，引起相關（guān）人員的重（chóng）視。陳安安等在數控車（chē）床刀架常見故障診斷與（yǔ）分析中對四工位刀架的重要性進行了明確，由於（yú）故障問題比較複雜，還存在研究不完善的問題，因此本研究在其他學（xué）者研究的基礎上，進行了進一步的探（tàn）討，明確指出在進行四工位（wèi）刀（dāo）架故障維修時，必須做好（hǎo）調查，仔細觀察，確定故障的位置，通（tōng）過本文對故障問題的研究，可以（yǐ）快速解決故障，減少維修難度，使故障可（kě）以在第一時（shí）間順利解決（jué），盡快恢複（fù）數控車（chē）床的正常運行，避免故（gù）障產生更大（dà）範圍的影響。

１、數控刀架及其功能分析

數控刀架是保證數控車床良好（hǎo）運行的重要（yào）基礎，可以對生產效率提升產生積極的影響，使車床可以順利完（wán）成加工工作，以（yǐ）提高加工效率，減少加工誤（wù）差，進一步保證加工精度。數控機床上的刀架是提高生產穩定性的重要基礎，在（zài）保證刀具合理安放的同時，直接參與切削，承（chéng）受切（qiē）削產生的壓力，所（suǒ）以其也是工藝係統中比較脆弱的環節。隨（suí）著（zhe）自動化技術的（de）不斷發展和完善，機床刀架發生了不同程度的變（biàn）化（huà），回轉刀盤（pán）數量增加，有效滿足了生（shēng）產方麵的需要（yào）。換（huàn）刀機械手的出現，不僅滿足（zú）了自動換刀的需要，同（tóng）時可以為刀（dāo）具存儲提供便利，即使刀（dāo）具數量較多，也（yě）可以得到良好的存儲。也可以從根本提升自動換刀的時間（jiān），避免影響數控機床的運行。因此，也可以（yǐ）說機床切削功能和切削速度會受（shòu）到刀架性（xìng）能的影響。

２、四工位數控（kòng）刀架的結構（gòu）和控製原理

圖１所示（shì）為四工位數控刀架（jià）的結構圖。四工（gōng）位數控刀架接收到選刀指令後，在電動機的作（zuò）用下，使蝸杆沃蝸輪絲（sī）可以不斷（duàn）轉動，在轉動的過（guò）程中動齒盤會（huì）逐漸（jiàn）離開（kāi）原本的位（wèi）置，徹底鬆開刀架，定位銷從定位位置脫（tuō）離，傳動盤（pán）與刀架在同一時間發生（shēng）轉動。當轉動到選刀工位時，工位感應到永磁體，並發出信號。數控係統以發出的信號為依據準確發出指令，對三（sān）相異步交流電動機反轉，使渦輪發（fā）生轉動，通過彈（dàn）簧（huáng），定（dìng）位銷（xiāo）可以回到定位槽，進入後（hòu）刀台會停止運（yùn）動，動齒盤在電動機的（de）幫助下逐漸向下部位置移動，確定（dìng）位置後，會自動發出信（xìn）號，代表選刀已經（jīng）順利完（wán）。

圖１　四工位數控刀架結構圖

３、數控機（jī）床（chuáng）故障診斷的基本步（bù）驟

如果數（shù）控機床在運行過程中出（chū）現異常，維修人員切記不要慌亂，需要進行全方位的觀察，開展針對性的試驗，不要在不了解情況的基礎上盲目維修，避免錯誤維修引發更加嚴重的故（gù）障問題，延長故障維修時間。在故障發生時必須第一（yī）時（shí）間停止機床的運行，並做好現場保護，使機床可以保持最初的工作狀態，並（bìng）準確（què）記錄信號和故障（zhàng）現象，與其他維修人（rén）員進行緊密的溝通和（hé）交流，使維修（xiū）人員可以針對故障問題進行深入（rù）的探（tàn）究（jiū），盡（jìn）快製定科學、完善的維（wéi）修（xiū）方案，合理開展維修（xiū）工（gōng）作。

（１）當故障發生時，必（bì）須馬（mǎ）上與操作者取得聯係，針對故（gù）障問題展開針對性的（de）詢問，使維修人員可以對故障發（fā）生時的情況有清楚的了解。故障現場調查是維修人員分析故障原因的重要（yào）基礎，隻（zhī）有做好現場調查才能保證故障（zhàng）得到順利解決。因此，維修人員（yuán）必須更加重視故障調查工作。

（２）對故障原因進行進行深入的分析和研究，使故障範圍可以進一步確定。在全麵了解故障現象後，需要以故障（zhàng）現象（xiàng）為基礎，對故障位置進行明確。有些故障相（xiàng）對比較獨立，查找（zhǎo）故障（zhàng）也會（huì）更加容易（yì），而有些故障形成原因（yīn）比較複雜，單一的方法（fǎ）很難確定故障源的方向，這就需要結（jié）合（hé）數控機場的（de）相關材（cái）料，對（duì）故障相關因素（sù）進行全麵的梳（shū）理，確定故障查找的具體方向，並開展針對性的查找。

（３）以故障診斷（duàn）原（yuán）則為依據查（chá）找故障源。在（zài）對故障進行查找時，需要從外部開始，逐漸向內部拓（tuò）展，複雜和重（chóng）要位置需要在最後進行查找。在故障診斷的過程（chéng）中，需要以現場具體情況為依據，對故障原因進行深（shēn）入（rù）分析，然後結合診斷原則對故障點進行規範性地查找，並開展維修工（gōng）作。

４、工位刀架常見故障診斷與維（wéi）修

當開機後（hòu）係統可（kě）以正（zhèng）常（cháng）開展工作，無論采取哪（nǎ）種方式換刀，刀架都存在問題，就可以判斷刀架出現了故障［。強電控製電路故障、繼電器電路故障等都是經常出現的故障，體現在刀架方麵就是刀架無法自主轉動，或（huò）者刀（dāo）架轉動不能隨意停止（zhǐ）兩種情況。下麵對不同故障及其原因進行分析，並提（tí）出具體的故障維修方（fāng）法。

（１）刀架不轉（zhuǎn）動故障排除思路

在（zài）手動狀（zhuàng）態下，按下換刀按鈕，對繼電器工作狀（zhuàng）態進行密切（qiē）觀察，如果繼電器沒有開始工作，需要對刀架電源（yuán）控製回路進（jìn）行全麵檢查，判斷ＰＬＣ程（chéng）序是否可以在正確位置（zhì）輸出，如果繼電器可以正常工作並且觸點吸合，需要（yào）對交流（liú）接觸器情況進行查看。如果交流接觸器無法（fǎ）吸合，需（xū）要對電壓輸出進行檢查，確定接觸器（qì）本身是否存在問（wèn）題。如果可以吸（xī）合說明接觸器沒有任何問題，可能是刀架順序出現錯誤（wù），或者刀架電機（jī）失（shī）去作用。如果控製線路可以正確連接，可以更改刀架三相電相序，如果故障問題仍然沒有得到及時的解決，說（shuō）明可能是（shì）電機出現（xiàn）了問題。

（２）刀架不停（tíng）止（zhǐ）轉（zhuǎn）動故障原因及排除措施

如果出現某一刀架旋轉（zhuǎn）不停，其他刀架（jià）正常的問題，在故障進行分析和處理時，隻（zhī）維修出現問題的刀架即可。如此（cǐ）即使刀（dāo）位元件受到破壞，也可以（yǐ）在係統中通過輸入刀架號碼確（què）定刀架的具體位置。測量電壓如果沒有出現（xiàn）變化，可以確定是因為元件（jiàn）原因導致的旋轉不停，隻需要更換元件就可以順利解決故障問題。

（３）數控刀架的電氣故（gù）障

在實際工作中曾出現過手動（dòng）刀（dāo）架與自動刀架都不能換刀的問題，但是霍爾元件並（bìng）沒有任何的問題（tí），刀架電氣動作也沒有異常，鬆開接觸器，刀架沒有（yǒu）異常（cháng）問題存在。經過調查（chá）得知（zhī），機床在（zài）使用過程（chéng）中出（chū）現過刀架異（yì）常轉動問（wèn）題。經密切觀察發（fā）現，三相異步在換刀時就發生（shēng）了異（yì）常。從中可以確定（dìng），機床安裝（zhuāng）時刀架電動機相序不正確，驗收人員沒有做好驗收工作也沒有（yǒu）進行測試，就直接（jiē）進行安裝，導致安裝錯誤。為了使故（gù）障可以得到順利解（jiě）決，需要調整刀架三相交流（liú）異步電動機相序。當數控刀架發（fā）生找不到某號刀位問題時，需要對霍爾元件狀態進行準確（què）觀察。如果霍爾元件沒有信號存在，可能（néng）是線路（lù）連接出現了問題，或（huò）者霍爾元件無（wú）法發揮作用。在進行排除時沒有任何的複雜程序，可以快速判定（dìng）。

（４）數控（kòng）刀架的綜合故障

如果電氣與機械部分沒有任何故障存在，經過反複查找仍然無法確定故障位（wèi）置時，需要將刀（dāo）架機械電氣圖樣作（zuò）為分析的重點。

在實際工作中曾出現過手動刀架換刀正常，自動換刀開始正常後（hòu）續出現問題的故障，當該故（gù）障發生時（shí）機床加工程序也無法（fǎ）正常工作。在這種情況下，手動換刀沒有（yǒu）受到任何影響（xiǎng）。重新啟動機床後，第一次（cì）自動換刀順利，但是後（hòu）續再（zài）進行換刀就發生了異（yì）常問題。在手動和自動狀態下，霍爾元件均沒有問題，可以手動旋轉刀架。數控機（jī）床反饋信號檢測受到（dào）影響，而霍爾元件可（kě）以及時反饋信號。刀架在反饋信號時需要與（yǔ）微動開關配合，但是微動開關並沒有發出信號。經過（guò）深入的分析和（hé）研究可以（yǐ）確定，手動狀態下檢測反饋信號，可（kě）以滿足換刀方麵的需要（yào），順（shùn）利完成換刀。在自動換刀狀態下，微動開關狀態檢測出現問題，微（wēi）動開關（guān）發（fā）出信號時正是第一次動作完成時。在（zài）換（huàn）刀過（guò）程中，機床等待信號出現中（zhōng）斷（duàn）。測試微動開關與電路連接，沒有發現故（gù）障問題（tí）。微動開關在換（huàn）

刀過程中雖然（rán）執行動作（zuò），但並沒（méi）有發出信號。更換微動開關，經過試（shì）驗刀架可以良（liáng）好運行（háng），故障順利（lì）解決。

５、結束語

綜上（shàng）所（suǒ）述，本文對數控刀架及其功能、四工位數控刀架的結構（gòu）和控製原理為基礎，對數控機床故障進行了明確，其中刀架不（bú）轉動、刀架不停止（zhǐ）轉（zhuǎn）動等故障最為常見，針對這些故障問題維修人員必須不斷加強學習，注重觀察，在（zài）實踐中靈活應用理論知識，結合以往經驗對具體故（gù）障進行科學分析，明確故（gù）障出（chū）現的準確原因，根據（jù）不同的原因采取正確的方法進行維修，使故（gù）障可以在短時間內（nèi）順利解決，恢（huī）複車床的正常運轉。

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