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經濟型數控車床電動方刀架常見故障診斷

2022-8-30 來源：山東華宇工（gōng）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（shì），促進經濟型數控機床研究進程全麵進步。方法：實際操作中對電動方刀架操作流程具體要點（diǎn）予以管理，充分了解經濟型數控車床電動方刀架的結構（gòu）和目前國內相關（guān）研究現狀，在明確工作原理的基礎上，完善分析和診斷機製，從而解（jiě）決刀（dāo）架鎖、刀體刀架等相關故障問題，落實針對性控製（zhì）機製和故障解決措施。結論：全（quán）麵分析數控機（jī）床（chuáng）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）業生產活動中（zhōng），有效發揮科技性、可操作性的優

勢作用，滿足數（shù）控車床發展的基本需求，提高應用（yòng）效率（lǜ）和綜合經濟效益，為數控車床行業的健康（kāng）可持（chí）續發展奠定基礎（chǔ）。

關鍵詞：經（jīng）濟型數控車床；電動方（fāng）刀架；原理；故（gù）障；解決（jué）措施

隨著市場經濟地不（bú）斷發展，智能化技（jì）術、自動化技（jì）術（shù）方案等技術體係的應用和（hé）研究不（bú）斷深入，將這些技術體係應用到不同行業中可在很大程度上提升工（gōng）作效率和應用質量，有利於經濟（jì）效（xiào）益（yì）和應用管理效益的雙贏，能（néng）夠進（jìn）一步提高（gāo）工業生產效率。但一旦出現故障（zhàng）問題，其排查、維修和後期養護等工作也將變得（dé）更加困難。為保證技術體係都（dōu）能落實到位，要整合運行要點，針（zhēn）對故（gù）障多發的（de）電動方刀（dāo）架係統予以特別關注，明確維修規律和要（yào）點的同時，落實匹配的解決方案，保證設備處於最優運行狀態。

1、經濟（jì）型數控車床電動方刀（dāo）架概述

1.1 結構

車床電動方刀架是較為常見的換刀裝置，配合自動處理單元，就能實現數（shù）控化處理。其主要分為轉（zhuǎn）塔刀架、六角刀架和四方刀架等，因為數控車床對（duì）刀架（jià）應用提出了較高要求，因此，要確保其具備承受充足切削力的（de）水平，並維（wéi）持良好的剛（gāng）度和強度另外，回轉刀架在實際應用中要保證重複定位的精準性符合預期。例如，要設置端齒盤，將其（qí）作為（wéi）整個結構體係的精準定位元（yuán）件，並利用霍爾開關完成信號傳輸（shū）控製，從而減少機械接觸造成的不良影響，延（yán）長數（shù）控車床電動方刀（dāo）架的應用時（shí）長。

本論述以LD4-I係電動（dòng）方刀架具體結構為例，具體如圖1所示（shì）。

圖1 電動方刀架結構示意圖

首先，數控（kòng）車床回轉刀架的基本要求是對應功能部件（jiàn）能（néng）滿足性能要求和可靠性要求。

其次，轉位的準確性、轉位的具體（tǐ）時間、重複定（dìng）位（wèi）的精（jīng）準度以及密封性等都是結構要求，隻有滿足平穩安全的（de）基本需求才能（néng）提高整體工序（xù）的合理性和規範性。

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

1.2 工作原理

在實際工作過程中，主機係統發出對應的工（gōng）作數控信號，刀架的電動機隨之轉動（dòng），從而有效帶動蝸杆、蝸輪實現轉動（dòng），然後配合夾緊輪的操作，就能實現蝸（wō）杆的逐漸上抬，此（cǐ）時活動銷鬆開（kāi），離合轉盤隨之（zhī）轉動，就能實現盤和銷的分離，此時，上刀體開始運（yùn）動，轉動到相應的位置，霍爾元件對應磁鋼完成（chéng）信號定位，實現操作處理。需要注意的是，信號符（fú）合應用要求時電動機反轉延時得以獲取（qǔ），完成初步定位和精度定位，若是電機堵轉（zhuǎn），則延時結（jié）束進入下（xià）一道（dào）工序。這一設計可（kě）視為對（duì）故

障的“自行排（pái）查”，但在實際（jì）的經濟型數控車床維護活動中，出現的電路故障、信號執行故障問題更加複雜。

1.3 研究現（xiàn）狀（zhuàng）

我國數控車床研（yán）究工作中，目前應用最為（wéi）廣泛的是以（yǐ）電（diàn）動模式為主的數控刀架結構，較為常見的是立式回轉刀架和臥式轉刀架，能在發揮各（gè）自優勢的基礎上（shàng）有（yǒu）效提升數（shù）控車（chē）床應（yīng）用運行質量，滿足經濟要求，整合（hé）具（jù）體的應用方案維持數控機床的操作規範性。其一，立式回轉刀架，應用在簡易數控車床處（chù）理方麵；其二，臥（wò）式回轉刀架，分為8工位（wèi）、10工位以及12工位等（děng），利用正向旋轉和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（kòng）車床控製工作中（zhōng）。值得一提的是，臥式回轉刀（dāo）架還能應用在液壓驅動刀架處理和伺服（fú）驅動刀架處理中（zhōng），作為數控車床的基礎元件，電動刀架的應用和合理性選配方案非（fēi）常關鍵，隻有建立完整的實施控製方案，才能最大程（chéng）度上提（tí）高勞動生產率，降（jiàng）低生產準備時間，從而最大程度上（shàng）減（jiǎn）少人為誤差對整個工序產生的影響（xiǎng），滿足精準性的根本需求。例如，在較為複雜的幾何形狀零件加工處理工序中，為了有效提升工藝適應性和連續穩定（dìng）性，要（yào）建（jiàn）立控製指數的分析方案，從而確保控製係統應用的最優（yōu）化。

2、經濟（jì）型數控（kòng）車床電動方刀架常見故障和解決措施分析

為進一步提高經濟型數控車床電動方刀（dāo）架應用的合理性和有效性，就要及時檢索和分析故障問（wèn）題，從刀架鎖、刀體以及刀架等方麵進行針對性的判定，並且維修人員要製定相匹配（pèi）的處（chù）理措施，從而減（jiǎn）少故障造成的不良影響。

2.1 經濟型數控車床電動方刀架常見故障

2.1.1 刀架（jià）鎖故障（zhàng）

在數控車床電動方刀（dāo）架應用工序中，較為常見的問題就是刀架鎖緊實度不足。原（yuán）因如（rú）下：

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

（2）刀架內部實際鎖刀位置的定位銷磨損較（jiào）為嚴重，元件（jiàn）脫離嚴重，且齒（chǐ）輪（lún）匹配度不（bú）足（zú）；

（3）數控機床在應用（yòng）中沒有對機床參數予以合理性設定，尤其是刀（dāo）架的（de）反鎖時間，設置數值較小，亦或是發信盤的（de）位置校（xiào）對不準確，都會（huì）影（yǐng）響刀架鎖的應用效率（lǜ）。

2.1.2 刀體故障

對於數（shù）控車床電動方刀架應用運（yùn）行工作而言，刀體故障也較為常見（jiàn），主要（yào）表現為無法（fǎ）有效（xiào）換刀。一般要從機械（xiè）層麵和電氣層麵對其（qí）故障問（wèn）題予以分析。若是在換刀操作時接觸電機存在振動情況（kuàng），故障可能就來源於電機，若是電力故障得以排（pái）除，則一般是刀架內部機械卡死或者是機械元件（jiàn）損（sǔn）壞。

2.1.3 刀架（jià）故障

數控車床電動方刀架中，刀架故障也較為常（cháng）見。首先，若（ruò）是電源電量不足或者（zhě）是控製箱開關位置不（bú）對，都會使刀架無法正常運行；其次，電動機相序相反，會使運行反轉不足；最（zuì）後，刀架上對（duì）應元件夾緊力較大，也會造成轉動失衡。

2.2 經濟型（xíng）數控車床（chuáng）電動方刀架故（gù）障解決措施（shī）

在分析（xī）相應故（gù）障的（de）基礎上，結合實際情況製定合理的解決措施，有效（xiào）從機（jī）械、電氣等多個層麵分析問題，提（tí）高應（yīng）用效率，從而減（jiǎn）少經濟損失。故障排查必須遵循以下原則：一次性排查到位，節（jiē）約排查成本；排查技術科學合理，避免（miǎn）過度的維修開支；排查流程科學高效，避免對設備造成二次損害（hài）。

2.2.1 刀架（jià）鎖故障解決措施

針對（duì）刀架鎖故（gù）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（cuò）施（shī）切實有效，減（jiǎn）少（shǎo）其運（yùn）行障礙（ài）造（zào）成的不良（liáng）影響。

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

（2）鎖緊（jǐn）結構出（chū）現異常（cháng）時，一般會采取卸除刀架的處理方式，對整（zhěng）個機床設備機械結構予以調控，並且（qiě）要檢查反靠（kào）定位銷的運行效果，若出現異常及時更換。

（3）若因為整個數控機床電動方刀架機床參數時間設置不到（dào）位，就要合理（lǐ）調整反鎖時間，匹（pǐ）配實際應用要求（qiú）確保（bǎo）參數滿足標（biāo）準。

（4）若數控車床電動（dòng）方刀架的（de）發訊盤位置異常，則要卸除刀架結構的頂蓋，並且對其予以旋轉處理，維持刀位的穩定性，保證其（qí）停留在指定的位置。

例如，以Oi-TB係（xì）數控車床的LD4-I係電動方刀架為例，換刀（dāo）指令下達後，車（chē）床（chuáng）能實（shí）現刀架的（de）準確定位，是不能及時（shí）完成鎖緊（jǐn）反（fǎn）轉的相應操作，並且係統未見異常報警，這使機床的操作效率受到了嚴重影響。技（jì）術人員在（zài）進行故障檢修時首先對刀架上的刀體進行了（le）反靠定位（wèi）銷的（de）檢查（chá），盡管發現有少許磨損，但是並（bìng）不會影響其正常工作，因此就對係統反鎖時（shí）間參數設（shè）置予以檢查，發現參數重新設定（dìng）後依舊沒有改變現狀。維（wéi）修人員就判定可能是控製電路的問題，於是對（duì）元（yuán）件予以檢索，發現

KM6 線圈（quān）燒損，使反轉鎖緊操作失衡，故及時更換元件後，故（gù）障（zhàng）解（jiě）除。

2.2.2 刀體故障解決措施

針對刀體故障，在判定故障原因後落實相匹配的處理方式即可。尤其是（shì）機械故障，一般采取更換失效（xiào）零部件（jiàn）。另外，若設（shè）備在執行換刀指令的過程中存在電動機過載報警信（xìn）號，亦或是機床無法有效控製選刀操作效果，就可能是（shì）電源相序（xù）以及電路中繼器等設（shè）備的問題，需要維護人員進行對應位置的調整和修複，保證故障及時排除的同時（shí），優化其操（cāo）作效率（lǜ）。

例（lì）如，以（yǐ） SAG210/2NC 係數控車床為例，在換刀（dāo）指令下（xià）達（dá）並順利接收後，出現刀架不轉動的問題，影響其（qí）整體操作（zuò）的合理性和應用效果。為此，維（wéi）護人員依（yī）據刀（dāo）架的（de）工作原（yuán）理對機械應用過程中（zhōng）的元件進行了質（zhì）量檢查，將問題（tí）定位在粗（cū）定位銷方麵，由（yóu）於其在錐孔中出現卡死和斷裂，使整個操作流程無法有效運行。基於此，維護（hù）人員集中拆卸電機架結構，並及時更換受損定位銷，以保證操作流程的有序（xù）性。更換結束後，電動刀架恢複正常運行（háng）。

2.2.3 刀架故障解決措施

對刀架故障要秉持精細（xì）化處理原則，針對具體問（wèn）題落實（shí）相應的處理方（fāng）案。

（1）電源（yuán）問題（tí），要及時檢查電動（dòng）機的運行情況，若有異常及時更換。對於已經確定出（chū）現故障的電動機，必須及（jí）時進行更換。作為精密元件，數（shù）控機床（chuáng）電動機部件的使用必須遵循定量、定時的（de）基（jī）本原則，不（bú）得長時間、超（chāo）負荷運轉，避免產生設（shè）備損傷，保障元件的壽命。

（2）電動機相序（xù）參數問題，重新設（shè）置匹配參數，保證電動機反轉順暢。相序參數的設置必須（xū）由（yóu）專業的技術人員完成，在設置匹（pǐ）配參（cān）數之前，應根據（jù）車床未來的加工要求調整參數範圍，確保參數設置的合理（lǐ）性。

（3）夾（jiá）緊力，要利用6 mm的6角扳手對蝸杆端部予以旋轉處理，結合實際情況調控夾緊電（diàn）流參數。若用力可轉動，就要適當降低電流；若用力無法轉動，則觀察定位（wèi）銷是否在指定位置，利用對應的修正措施保證（zhèng）螺母處於（yú）正常影響狀態（tài）。

（4）及時檢（jiǎn）查刀架結構中各個元件位置潤（rùn）滑油（yóu）的情況，及時塗潤滑油或者是拆開分析。部分技術人員（yuán）認為添加大量的潤滑油能（néng）夠保障器械的長時間運（yùn）轉（zhuǎn），降低加油頻率（lǜ），節約人力開支（zhī）。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（méi）有被使用的潤滑油會在車（chē）床內部流動，造成嚴重的（de）內部汙染問題，不便於清理，增加安全隱患。

3、結束語

總而（ér）言（yán）之，對於經濟型數控車床而言，電動方刀架具有重要的作用，因此要集中分析故障（zhàng）問題，減少設備故障造成的（de）不良影（yǐng）響（xiǎng），按照（zhào）標準化流程一一排查，從而提高故障診斷和分析（xī）的實效性，提升故障處（chù）理效率，滿足經濟型數控車床方刀架設備應用規（guī）範。

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