袁 林 付福起 李海濱

（①西北工業(yè)大學(xué)現(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西西安 710072；②西京學(xué)院經(jīng)營(yíng)文學(xué)院，陜西西安 710123）

數(shù)控車(chē)床刀架典型故障分析及排除

袁 林①付福起②李海濱①

（①西北工業(yè)大學(xué)現(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西西安 710072；②西京學(xué)院經(jīng)營(yíng)文學(xué)院，陜西西安 710123）

針對(duì)數(shù)控車(chē)床在使用過(guò)程中刀架經(jīng)常出現(xiàn)的各種典型問(wèn)題，以LDB4系列電動(dòng)刀架為例，通過(guò)對(duì)數(shù)控車(chē)床刀架的結(jié)構(gòu)與工作原理的闡述，并以其在日常生產(chǎn)中遇到的常見(jiàn)問(wèn)題為依據(jù)，分析討論了生產(chǎn)中車(chē)床刀架可能會(huì)出現(xiàn)的各種問(wèn)題，并提出了相應(yīng)的解決方案。

數(shù)控車(chē)床 電動(dòng)刀架 典型故障 解決方案

數(shù)控車(chē)床常見(jiàn)的故障有刀架類(lèi)、主軸類(lèi)、螺紋加工類(lèi)、系統(tǒng)顯示類(lèi)、驅(qū)動(dòng)類(lèi)、通信類(lèi)等［1］，其中刀架故障占有相當(dāng)大的比例，常常包括電器方面、機(jī)械方面以及液壓方面的問(wèn)題?；诖?，本文以自己的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)為指導(dǎo)，對(duì)數(shù)控車(chē)床在日常生產(chǎn)中遇到的常見(jiàn)典型的刀架問(wèn)題逐一進(jìn)行了分析，并提出解決問(wèn)題的方法。鑒于現(xiàn)今數(shù)控車(chē)床刀架型號(hào)較多，而且刀架的結(jié)構(gòu)、尺寸也有所不同，但其原理基本相同［2］，因此維修的時(shí)候可以相互借鑒。文中以LDB4系列電動(dòng)刀架（圖1）為例，對(duì)各種故障進(jìn)行分析及排除。

1 LDB4系列電動(dòng)刀架的工作原理

操作者向數(shù)控機(jī)床輸入換刀指令，指令傳遞給微機(jī)，微機(jī)發(fā)出換刀信號(hào)，由此控制刀架繼電器動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)繼電器閉合，刀架電動(dòng)機(jī)18正轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)通過(guò)蝸桿24、蝸輪23、螺桿4將刀架銷(xiāo)盤(pán)3上升至一定高度時(shí)，離合銷(xiāo)15進(jìn)入離合盤(pán)5槽中，離合盤(pán)帶動(dòng)離合銷(xiāo)、離合銷(xiāo)帶動(dòng)銷(xiāo)盤(pán)、銷(xiāo)盤(pán)帶動(dòng)上刀架體14轉(zhuǎn)位，當(dāng)上刀體轉(zhuǎn)到所需刀位時(shí)，霍爾元件電路發(fā)出刀位信號(hào)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，反靠銷(xiāo)16進(jìn)入反靠盤(pán)17槽中，離合銷(xiāo)15從離合盤(pán)5槽中爬出，刀架完成粗定位。同時(shí)銷(xiāo)盤(pán)下降端齒嚙合，完成精定位，刀架鎖緊。（15T）刀架反轉(zhuǎn)時(shí)間到，繼電器斷開(kāi)動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)停止。（3/5T）延時(shí)繼電器動(dòng)作，切斷電源、電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，向微機(jī)發(fā)出回答信號(hào)，加工程序開(kāi)始［1］。

2 霍爾集成電路

刀架體轉(zhuǎn)位過(guò)程中刀位信號(hào)是靠霍爾開(kāi)關(guān)檢測(cè)的到位信號(hào)。當(dāng)某一刀位轉(zhuǎn)到指定位置時(shí)，霍爾開(kāi)關(guān)受到磁鋼上的磁場(chǎng)作用，其OC門(mén)由高阻狀態(tài)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，輸出低電平，當(dāng)霍爾開(kāi)關(guān)離開(kāi)磁場(chǎng)作用時(shí)，OC門(mén)重新變成高阻狀態(tài)，輸出高電平［6］。如圖2。

3 常見(jiàn)典型故障

3.1 刀架電動(dòng)機(jī)不能正常啟動(dòng)

此種情況常常出現(xiàn)在拆卸刀架電動(dòng)機(jī)并重新安裝后。由于安裝時(shí)，未能將電源相位與刀架電動(dòng)機(jī)的相應(yīng)相位進(jìn)行正確連接，導(dǎo)致此種情況的發(fā)生。

解決方法：如果刀架電動(dòng)機(jī)的聲音與其正常運(yùn)轉(zhuǎn)的聲音不同，此時(shí)則應(yīng)立即切斷機(jī)床電源，調(diào)整電源相位以使其與刀架電動(dòng)機(jī)的相位相對(duì)應(yīng)，電動(dòng)機(jī)相序反。刀架不僅沒(méi)有抬起的動(dòng)作，反而下壓，而且電動(dòng)機(jī)有響聲。此時(shí)應(yīng)重新正確接線。由于是電源相位與刀架相位的相對(duì)應(yīng)對(duì)接問(wèn)題，可調(diào)整刀架電動(dòng)機(jī)相位或者機(jī)床電源相位任何一方的順序，直至刀架正常啟動(dòng)。

3.2 上刀架體不轉(zhuǎn)動(dòng)

電氣方面：由于機(jī)床電壓不正常，或者刀架電動(dòng)機(jī)的斷路器跳閘、保險(xiǎn)燒斷、接觸器未能正常吸合，機(jī)床電壓未能達(dá)到刀架電動(dòng)機(jī)所需380 V電壓，導(dǎo)致刀架電動(dòng)機(jī)不能正常工作。

解決方法：應(yīng)該按圖紙檢查相關(guān)的保險(xiǎn)及開(kāi)關(guān)，檢測(cè)調(diào)整機(jī)床電源，使供應(yīng)電源達(dá)到機(jī)床要求電氣方面的問(wèn)題，即可解決。

機(jī)械方面：數(shù)控車(chē)床在日常生產(chǎn)中，必須用冷卻液進(jìn)行冷卻才能正常進(jìn)行生產(chǎn)，如果刀架密封不好，冷卻液、廢料小顆粒伴著冷卻液滲進(jìn)刀架體，破壞了刀架體里的潤(rùn)滑系統(tǒng)，刀架體里的零件與伴著廢料小顆粒的冷卻液長(zhǎng)期作用后，刀架體里的零件被冷卻液腐蝕，或者廢料小顆粒阻礙上刀架體的正常轉(zhuǎn)動(dòng)，都能使刀架不能正常轉(zhuǎn)動(dòng)。此種情況的檢測(cè)，可拆掉刀架電動(dòng)機(jī)軸的端蓋，用相應(yīng)大小的六方扳手轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，手感一下軸的松緊程度，如順時(shí)針用力可轉(zhuǎn)動(dòng)，但下次夾緊后仍不能啟動(dòng)，則可將電動(dòng)機(jī)夾緊電流稍調(diào)小。如順時(shí)針轉(zhuǎn)不動(dòng)時(shí)，屬于機(jī)械卡死，則表明刀架體里的零件由于腐蝕，或者小顆粒阻礙而不能正常工作。

解決方法：可按由上到下的順序拆掉刀架體上端蓋、發(fā)信盤(pán)的刀位信號(hào)線、發(fā)信盤(pán)等等，把已經(jīng)腐蝕的零件用煤油進(jìn)行清洗，用等級(jí)高的細(xì)砂紙，砂掉零件的生銹部分，恢復(fù)零件的應(yīng)有精度，清除掉刀架體里的廢料小顆粒。在拆卸刀架的時(shí)候，應(yīng)該記錄下拆卸的順序，而且也應(yīng)該記錄下拆卸重要位置零件的相對(duì)位置，以便于清理完工作后，安裝工作能正確、順利地進(jìn)行，此種冷卻液滲入及廢料小顆粒阻礙問(wèn)題即可解決。再者，冷卻液的滲入，也有可能腐蝕破壞發(fā)信盤(pán)，應(yīng)該正確地檢查，及時(shí)修理或者更換壞掉的部件。

3.3 上刀架體連轉(zhuǎn)不停

發(fā)生此情況的原因如下：

由于刀架體里的發(fā)信盤(pán)的接地線斷路，致使信號(hào)不能傳遞給系統(tǒng)，導(dǎo)致上刀架體連轉(zhuǎn)不停。

"發(fā)信盤(pán)電源線斷路，發(fā)信盤(pán)沒(méi)有24 V電源供應(yīng)，導(dǎo)致不能正常工作。

③發(fā)信盤(pán)里的霍爾元件短路或斷路，霍爾元件是發(fā)信盤(pán)的主要元件，每一個(gè)霍爾元件對(duì)應(yīng)一個(gè)刀位，如果霍爾元件其中之一有問(wèn)題，則會(huì)出現(xiàn)上刀架體連轉(zhuǎn)不停的情況。

④刀架體里的磁鋼與磁極裝反，磁鋼與發(fā)信盤(pán)高度位置不精確，也會(huì)出現(xiàn)上刀架體連轉(zhuǎn)不停的情況。

解決方法：上述①②兩種情況，可去掉刀架體上蓋，檢修發(fā)信盤(pán)裝置接線線路，修復(fù)發(fā)信盤(pán)斷路線路，即可解決。第③種情況由于霍爾元件多數(shù)情況下，都與發(fā)信盤(pán)做成一個(gè)密封的整體，因此，若出現(xiàn)此種情況可以更換一個(gè)新的發(fā)信盤(pán)，即可解決問(wèn)題。密封的發(fā)信盤(pán)可用三用表檢測(cè)發(fā)信盤(pán)兩的接線柱之間的電阻，如果檢測(cè)的電阻值不是很一致，則表明發(fā)信盤(pán)已壞。第④種情況，可拆掉刀架蓋，調(diào)整磁鋼與磁極方向，仔細(xì)調(diào)整磁鋼與霍爾元件的相對(duì)高度，亦可解決。

3.4 上刀架體不能轉(zhuǎn)到所需刀位

發(fā)生此情況的可能原因如下：

①發(fā)信盤(pán)里某霍爾元件斷路或短路。

②發(fā)信盤(pán)霍爾元件與所對(duì)應(yīng)刀位信號(hào)線未對(duì)應(yīng)。

③某霍爾元件與磁鋼無(wú)作用信號(hào)。

解決方法：對(duì)于①，解決方法同上刀體連轉(zhuǎn)不停中的①。對(duì)于②，多出現(xiàn)在重新調(diào)整、安裝發(fā)信盤(pán)時(shí)，可按圖紙刀位信號(hào)線顏色重新接線，即可解決。對(duì)于③，應(yīng)重點(diǎn)檢測(cè)發(fā)信盤(pán)，如發(fā)信盤(pán)出現(xiàn)故障，可更換發(fā)信盤(pán)，即可解決。

3.5 上刀體轉(zhuǎn)位時(shí)不到位或過(guò)沖太大

發(fā)生此情況的可能原因如下：

①由于長(zhǎng)時(shí)間工作，刀架在機(jī)床振動(dòng)下，霍爾元件相對(duì)磁鋼在圓周方向產(chǎn)生偏差，致使上刀體轉(zhuǎn)位時(shí)不到位或過(guò)沖太大。

②安裝發(fā)信盤(pán)的時(shí)候，發(fā)信盤(pán)與鼠牙盤(pán)的相對(duì)位置調(diào)整不當(dāng)，亦可引起此癥狀。

③反靠裝置不起作用。

④發(fā)訊盤(pán)觸點(diǎn)與彈簧片觸點(diǎn)錯(cuò)位。

解決方法：對(duì)于①，可調(diào)整磁鋼在圓周方向相對(duì)于霍爾元件的位置，即可解決；對(duì)于②，可仔細(xì)調(diào)整發(fā)信盤(pán)與鼠牙盤(pán)的相對(duì)位置，即可解決；對(duì)于③，應(yīng)檢查反靠定位銷(xiāo)是否靈活，彈簧是否疲勞，反靠棘輪與螺桿連接銷(xiāo)是否折斷，然后針對(duì)具體情況進(jìn)行解決［6］；對(duì)于④，應(yīng)檢查發(fā)訊盤(pán)夾緊螺母是否松動(dòng)，若松動(dòng)，則重新調(diào)整盤(pán)觸點(diǎn)與彈簧片觸點(diǎn)位置，然后鎖緊螺母［6］。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)總結(jié)數(shù)控車(chē)床在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中遇到的各種刀架故障，依據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)各種故障產(chǎn)生的原因進(jìn)行認(rèn)真的分析，并提出了自己的解決方案，對(duì)故障及相應(yīng)解決方案地總結(jié)極大的縮短了對(duì)故障的排除時(shí)間。其次，在分析好問(wèn)題基本所在，如果遇到要拆卸刀架的時(shí)候，應(yīng)該養(yǎng)成一個(gè)好的習(xí)慣，每次拆卸一個(gè)零件或者接線時(shí)，應(yīng)該做好標(biāo)記，以避免在安裝的時(shí)候出現(xiàn)零件，或者接線不能正確復(fù)位，引起別的故障，如上所述幾點(diǎn)也有由于未能正確復(fù)位而引起的刀架故障。

1 孫漢卿，田力飛，孫朝霞等.數(shù)控機(jī)床維修技術(shù)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.

2 《數(shù)控機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)維修技術(shù)與實(shí)例》編委會(huì).數(shù)控機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)維修技術(shù)與實(shí)例［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.

3 廖效果，朱啟逑.數(shù)字控制機(jī)床［M］.武漢：華中科技大學(xué)出版社，1992.

4 廖兆榮.機(jī)床電氣自動(dòng)控制［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

5 周虹.CK0630自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架常見(jiàn)故障與排除［J］.設(shè)備管理與維修，2003（5）

6 關(guān)薇.CK6136數(shù)控車(chē)床常見(jiàn)故障分析［J］.中國(guó)科技信息，2008（21）

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CNC Lathe Turret Typical Failure Analysis and Resolution

YUAN Lin①，F(xiàn)U Fuqi②，LI Haibin①
（ Key Laboratory of Education Ministry for Contemporary Design and Integrated Manufacturing，Northwestern Polytechnic University，Xi’an 710072，CHN；②Xijing Unioersity，Xi’an 710123，chn）

Aimed at the various typical issues of turret appeared in the course of CNC lathe，toke LDB4 series electric turret as an example，according to describe the structure and working principle of NC lathe turret，and in the purpose of the frequently questions that always met in the daily production，the various problems that may occur in the course of lathe turret are analyzed and discussed，a variety of solutionss is put forward.

CNC Lathes；Electric Turret；Typical Fault；Solutions

TH17

A

袁林，男，1980年生，助理工程師，碩士研究生，主要研究領(lǐng)域：CAD/CAM集成制造。

（編輯 李 靜） （

2009－09－02）

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