數(shù)控車床刀架故障診斷 范例

1、江蘇省徐州機(jī)電工程高等職業(yè)學(xué)校 屆高職畢業(yè)論文 第16頁(yè)1 緒論數(shù)字控制機(jī)床用數(shù)字代碼形式的信息，控制刀具按給定的工作程序、運(yùn)動(dòng)速度和軌跡進(jìn)行自動(dòng)加工的機(jī)床，簡(jiǎn)稱數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床使用的回轉(zhuǎn)刀架是最簡(jiǎn)單的自動(dòng)換刀裝置，有四方刀架、六方刀架，通過(guò)學(xué)習(xí)此課題使我明白加工盤類零件加工時(shí)選用數(shù)控車床六角回轉(zhuǎn)刀架，而加工軸類零件時(shí)卻選用的是四方回轉(zhuǎn)刀架，刀架在機(jī)械加工中具有重要的作用，它能保證加工精度，提高產(chǎn)品質(zhì)量，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證安全，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，能以優(yōu)質(zhì)、高效、低耗的工藝去完成零件的加工和產(chǎn)品的裝配。而使用了分度鉆的好處在于，可采用多工位加工，能使加工工序集中，從而減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和提

2、高生產(chǎn)率。使用刀架的最根本目的是獲得好的經(jīng)濟(jì)效益。所以設(shè)計(jì)刀架也和其它技術(shù)工作一樣，不僅是一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，而且是個(gè)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。每當(dāng)設(shè)計(jì)一套刀架之前，都要進(jìn)行必要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，使所設(shè)計(jì)的刀架獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效果。對(duì)設(shè)計(jì)刀架進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析時(shí)，應(yīng)從精度設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩方面考慮。精度設(shè)計(jì)技術(shù)分析，一般來(lái)說(shuō)，刀架的精度越高加工出合格的工件的可能性越大。加工工件的質(zhì)量越穩(wěn)定，刀架的易損件的使用壽命也越長(zhǎng)。但從另一方面看，工件的制造精度越高，從而會(huì)急劇增加刀架的制造成本，工件的加工成本也隨之增加；反之，刀架制造的精度越小，將會(huì)使刀架在夾具中易損件，需頻繁地更換，維修周期短，增加維修費(fèi)用，從而增加了工件的加工成

3、本。所以刀架精度的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是：應(yīng)使夾具的設(shè)計(jì)精度與工件的加工精度要求相適應(yīng)，不可盲目地提高刀架的精度要求。從原則上講對(duì)加工精度要求高的工件，刀架的精度只能略高于工件要求的加工精度，這雖然會(huì)使易損件使用期限縮短，更換頻繁，但仍比提高刀架的制造精度經(jīng)濟(jì)、合理。對(duì)加工精度要求不高的工件，刀架的設(shè)計(jì)精度要求應(yīng)以?shī)A具制造車間的平均經(jīng)濟(jì)精度為下限而不必過(guò)。. 數(shù)控刀架的發(fā)展趨勢(shì)是：隨著數(shù)控車床的發(fā)展，數(shù)控刀架開始向快速換刀、電液組合驅(qū)動(dòng)和伺服驅(qū)動(dòng)方向發(fā)展。1.1 項(xiàng)目背景 數(shù)控機(jī)床是先進(jìn)制造業(yè)的基礎(chǔ)機(jī)械，是最典型的多品種、小批量、高技術(shù)含量的機(jī)電一體化產(chǎn)品。近期我國(guó)在數(shù)控機(jī)床的發(fā)展方面，主要采用跟蹤高級(jí)型

4、、發(fā)展普及型、擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)型，以普及型為主的策略，重點(diǎn)發(fā)展。 最近幾年，我國(guó)數(shù)控機(jī)床呈現(xiàn)高速發(fā)展、展銷兩旺的態(tài)勢(shì)。在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，受我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)平穩(wěn)，固定資產(chǎn)投資增長(zhǎng)的強(qiáng)勁拉動(dòng)，機(jī)床工具行業(yè)仍將持續(xù)、穩(wěn)定增長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)效益逐步提高。數(shù)控刀架作為數(shù)控機(jī)床必須的功能部件，直接影響機(jī)床的性能和可靠性，是機(jī)床故障的高發(fā)點(diǎn)。目前我國(guó)數(shù)控機(jī)床主機(jī)廠刀架資源有以下五個(gè)來(lái)源：（1）主機(jī)廠自制；（2）來(lái)自意大利和德國(guó)；（3）來(lái)自煙臺(tái)環(huán)球機(jī)床附件集團(tuán)有限公司；（4）來(lái)自江蘇常州地區(qū)若干企業(yè)；（5）來(lái)自臺(tái)灣地區(qū)。其中常州地區(qū)的刀架生產(chǎn)企業(yè)占據(jù)經(jīng)濟(jì)性刀架的主流市場(chǎng)。1.2 項(xiàng)目開發(fā)的目的意義 本課題是我校在企業(yè)

5、“華中數(shù)控股份有限公司”的相關(guān)人員協(xié)助下自行完成的。目前，我們過(guò)多的是實(shí)習(xí)操作，在操作過(guò)程中難免會(huì)有一些故障出現(xiàn)，對(duì)于數(shù)控機(jī)床刀架作為數(shù)控機(jī)床必需的功能部件，直接影響機(jī)床的性能和可靠性，是機(jī)床故障的高發(fā)點(diǎn)，因此，我們?cè)谑煜C(jī)床運(yùn)行及刀架結(jié)構(gòu)后，更要深入透徹的研究刀架所會(huì)出現(xiàn)的故障，通過(guò)對(duì)刀架故障研究學(xué)習(xí)，既鞏固了以前與刀架及機(jī)床相關(guān)知識(shí)，也知道刀架故障一般出現(xiàn)在機(jī)械方面，電氣方面和參數(shù)方面，并通過(guò)這三方面進(jìn)行故障排除，通過(guò)學(xué)習(xí)，知識(shí)面更廣，也為以后進(jìn)入企業(yè)打下堅(jiān)固的基礎(chǔ)，利用所學(xué)知識(shí)為企業(yè)減輕負(fù)擔(dān)，提高生產(chǎn)效率及經(jīng)濟(jì)效益。1.3 數(shù)控機(jī)床刀架目前存在的問(wèn)題和解決辦法存在問(wèn)題：（1） 控制粗，自

6、診斷功能弱，故障率高，排除時(shí)間長(zhǎng)；（2） 無(wú)鎖緊狀態(tài)、智能識(shí)別功能；（3） 控制通用性差；（4） 影響中高檔刀架的推廣。解決辦法：首先按刀架的不同控制方式進(jìn)行分類，將各種刀架的控制系統(tǒng)程序都集中在單片機(jī)上，通過(guò)刀架選擇開關(guān)確定對(duì)不同刀架的控制。其次根據(jù)刀架發(fā)訊裝置的不同，設(shè)計(jì)專用的接口電路。經(jīng)過(guò)這樣設(shè)計(jì)的刀架控制系統(tǒng)可以控制電動(dòng)單向轉(zhuǎn)、電動(dòng)雙向轉(zhuǎn)、液壓等各類型刀架且可兼容4工位、6工位、8工位、12工位等多種規(guī)格刀架。實(shí)現(xiàn)刀架控制程序的通用性。其次獨(dú)立的刀架控制系統(tǒng)可與CNC連接，一方面可以大大簡(jiǎn)化CNC側(cè)刀架控制程序的編制工作，另一方面可以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)對(duì)雙向轉(zhuǎn)刀架的控制。該刀架控制系統(tǒng)

7、也可以脫離CNC單獨(dú)使用，其內(nèi)裝的刀架自檢測(cè)程序可控制刀架運(yùn)行，在刀架發(fā)生故障時(shí)用以判斷故障在刀架側(cè)或在CNC側(cè)。根據(jù)各種刀架的控制過(guò)程，將刀架運(yùn)行過(guò)程中可能出現(xiàn)的各種故障，制作出診斷表，分配故障代碼，給出故障報(bào)警，方便用戶維修。對(duì)于電動(dòng)單向轉(zhuǎn)刀架的鎖緊控制。采用電流檢測(cè)，做到控制精確，以延長(zhǎng)刀架的使用壽命、減少故障率。1.4 完成論文（設(shè)計(jì)）的條件 完成此論文具有充分的條件，硬件設(shè)施一應(yīng)俱全，在校內(nèi)擁有國(guó)家級(jí)實(shí)訓(xùn)基地，為我們提供了充足且多樣化的數(shù)控機(jī)床，還設(shè)有相應(yīng)的維修實(shí)驗(yàn)室，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，設(shè)備齊全，利于我們刀架故障維修實(shí)習(xí)及電工實(shí)習(xí)，還有機(jī)房以便軟件學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)。在軟件方面即理論專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)

8、，我們學(xué)習(xí)了電工電子、機(jī)床電氣控制、機(jī)械制圖、機(jī)械基礎(chǔ)、數(shù)控機(jī)床、數(shù)控故障診斷與維護(hù)等基礎(chǔ)理論知識(shí)。 實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一途徑，在學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)后，進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)習(xí)，如：電工實(shí)習(xí)、鉗工實(shí)習(xí)、故障維修實(shí)習(xí)，還有數(shù)控車床、銑床的實(shí)習(xí)，并取得了數(shù)控車床高級(jí)工證，銑床中級(jí)工證，對(duì)于計(jì)算機(jī)的學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)了CAD、UG軟件，通過(guò)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和動(dòng)手操作實(shí)踐，使之互相鞏固，相互促進(jìn)，汲取各方面知識(shí)，更有利于提升發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，實(shí)現(xiàn)自我價(jià)值。1.5 項(xiàng)目特色和創(chuàng)新點(diǎn) 本項(xiàng)目采用單片機(jī)作為整個(gè)控制系統(tǒng)的中心控制部件，以實(shí)現(xiàn)刀架的智能化控制。具有以下特色：（1） 通用性好。能控制多種型號(hào)的刀架，并

9、可兼容多種CNC系統(tǒng)。方便生產(chǎn)廠家及用戶，做到通用性強(qiáng)，減少維修環(huán)節(jié)，減少成本。（2） 自動(dòng)識(shí)別相序。能自動(dòng)識(shí)別相序的排列，使現(xiàn)場(chǎng)安裝簡(jiǎn)單，易于操作。避免相序接錯(cuò)后刀架的堵轉(zhuǎn)，進(jìn)而避免故障率，提高刀架的使用壽命。（3） 鎖緊狀態(tài)智能化識(shí)別。自動(dòng)識(shí)別鎖緊力的大小，做到出廠刀架的鎖緊力基本相同，降低刀架制作難度，確保刀架的精度和使用壽命，增強(qiáng)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。（4） 寬電壓使用。對(duì)刀架控制器的電源作相應(yīng)處理，使控制系統(tǒng)的使用較少的受電源的波動(dòng)。（5） 故障自診斷及報(bào)警。本控制系統(tǒng)能根據(jù)刀架產(chǎn)生故障時(shí)不同的現(xiàn)象，將其分類，并在顯示窗口上顯示出來(lái)，使維修人員能盡快找到故障點(diǎn)，減少維修時(shí)間并減少維修人員的工

10、作量。（6） 自檢測(cè)、監(jiān)測(cè)功能。本功能作為刀架控制系統(tǒng)的一個(gè)擴(kuò)展功能。可作為刀架生產(chǎn)廠家在刀架出廠時(shí)控制刀架做老化試驗(yàn)。1.6 主要技術(shù)參數(shù)機(jī)床一般采用四工位和六工位刀臺(tái)。刀具用T1位數(shù)指令來(lái)選擇刀具的功能。T1T4（或T6）指定相應(yīng)的刀臺(tái)中的任意一把，刀臺(tái)接受T指令后正轉(zhuǎn)，通過(guò)刀臺(tái)霍爾元件找到刀臺(tái)位，正轉(zhuǎn)停止，反轉(zhuǎn)接通，刀臺(tái)鎖緊。目前，CNC系統(tǒng)還可進(jìn)行刀具半徑補(bǔ)償、刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償以及刀具壽命管理和自動(dòng)刀具測(cè)量等。下表2-1和2-2是CK6140數(shù)控車床刀架的主要技術(shù)參數(shù)表格2-1技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目單位技術(shù)參數(shù)刀架快速移動(dòng)速度X/Zm/min3/6刀位數(shù)4刀方尺寸mm20×20X向行程mm

11、200Z向行程mm800表格2-2代碼G代碼組功能G4007取消刀尖補(bǔ)償G41刀尖半徑R補(bǔ)償（左）G42刀尖半徑R補(bǔ)償（右）1.7 主要技術(shù)指標(biāo)(1) 可以控制電動(dòng)單向轉(zhuǎn)、電動(dòng)雙向轉(zhuǎn)、液壓等各類型刀架(2) 能夠自動(dòng)識(shí)別相序(3) 能夠識(shí)別鎖緊狀態(tài)(4) 允許電源電壓波動(dòng)的范圍達(dá)±15%(5) 本產(chǎn)品設(shè)計(jì)完成后將達(dá)到功能完善、性能優(yōu)良、運(yùn)行可靠、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)。2數(shù)控機(jī)床刀架故障診斷研究方案2.1 數(shù)控機(jī)床刀架基本概念及工作原理經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床具有手動(dòng)和自動(dòng)兩種，刀架有4工位、6工位、8工位、12工位等多種規(guī)格刀架，其中常用的為方刀架。方刀架是在普通車床四方刀架的基礎(chǔ)上發(fā)展的一種自

12、動(dòng)換刀裝置，其功能和普通四方刀架一樣，有四個(gè)刀位，能裝夾四把不同功能的刀具，方刀架回轉(zhuǎn)90°時(shí)，刀具交換一個(gè)刀位，但方刀架的回轉(zhuǎn)和刀位號(hào)的選擇是由加工程序指令控制。2.1.1 數(shù)控車床刀架(1) 數(shù)控機(jī)床方刀架 （見附錄）換刀時(shí)方刀架的動(dòng)作順序是：刀架抬起刀架轉(zhuǎn)位刀架定位夾緊刀架。(2) 數(shù)控機(jī)床六角回轉(zhuǎn)刀架 （見附錄）(3) 盤形自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架(4) 車削中心用動(dòng)力刀架2.1.2 加工中心自動(dòng)換刀裝置(1) 轉(zhuǎn)塔式自動(dòng)換刀裝置(2) 180°回轉(zhuǎn)式換刀裝置(3) 回轉(zhuǎn)插入式換刀裝置(4) 二軸轉(zhuǎn)動(dòng)式換刀裝置(5) 無(wú)機(jī)械手交換刀具方式(6) 機(jī)械手換刀為完成上述動(dòng)作要求，要

13、有相應(yīng)的輔助機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，下面就介紹一下常見數(shù)控車床刀架的工作順序的完成步驟。這樣才會(huì)達(dá)到功能完善、性能優(yōu)良、運(yùn)行可靠、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)。刀架動(dòng)作順序如圖所示：具體工作順序?yàn)椋寒?dāng)主機(jī)系統(tǒng)發(fā)出轉(zhuǎn)位信號(hào)后，刀架電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)帶動(dòng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸桿帶動(dòng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸輪與螺桿用鍵連接，螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)把夾緊輪往上抬，從而使三齒圈（內(nèi)齒圈、外齒圈、夾緊圈）都松開。這時(shí)，離合銷進(jìn)入離合盤槽內(nèi)，反靠銷同時(shí)脫離反靠盤槽子，上刀體開始轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)上刀體轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)的刀位時(shí)，磁鋼與發(fā)訊盤上的霍爾元件相對(duì)應(yīng)，發(fā)出到位信號(hào)。系統(tǒng)收到信號(hào)后發(fā)出電機(jī)反轉(zhuǎn)延時(shí)信號(hào)，電機(jī)反轉(zhuǎn)，上刀體稍有反轉(zhuǎn)，反靠銷進(jìn)入反靠盤槽子實(shí)行初定位，離合銷脫離離合盤槽子

14、，夾緊輪往下壓緊內(nèi)外齒圈直至鎖緊，延時(shí)結(jié)束。主機(jī)系統(tǒng)指令下一道工序。2.2 數(shù)控機(jī)床刀架故障診斷機(jī)械方面數(shù)控機(jī)床刀架機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配圖及零件拆分圖并加以標(biāo)注說(shuō)明（機(jī)械結(jié)構(gòu)圖及零件拆分圖見附錄）2.3 數(shù)控機(jī)床刀架故障診斷電氣方面強(qiáng)電 控制電機(jī)正、反轉(zhuǎn)電路圖弱電 控制電路 刀位信號(hào)線（電路圖及明細(xì)表見附錄）2.4數(shù)控機(jī)床刀架故障實(shí)例分析與故障排除2.4.1 常見故障及排故分析：一、在數(shù)控車床的使用過(guò)程中，自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架常常會(huì)發(fā)生故障?，F(xiàn)在簡(jiǎn)單介紹一下常用車床回轉(zhuǎn)刀架中常見的故障及排除措施。故障1：刀架不轉(zhuǎn)位（一般系統(tǒng)會(huì)提示刀架位置信號(hào)錯(cuò)誤）。原因分析：刀架繼電器過(guò)載后斷開。刀架電動(dòng)機(jī)380V相位錯(cuò)誤。

15、由于刀架只能順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)（刀架內(nèi)部有方向定位機(jī)械機(jī)構(gòu)），若三相位接錯(cuò)，刀架電動(dòng)機(jī)一通電就反轉(zhuǎn)，則刀架不能轉(zhuǎn)動(dòng)。刀架電動(dòng)機(jī)三相電缺相。刀架位置信號(hào)所用的24V電源故障。刀架內(nèi)中心軸上的推力球軸承被軸向定位盤壓死，軸承不能轉(zhuǎn)動(dòng)，使得刀架電動(dòng)機(jī)不能帶動(dòng)刀架轉(zhuǎn)動(dòng)。拆下零件檢查原因，發(fā)現(xiàn)由于刀架轉(zhuǎn)位帶來(lái)的震動(dòng)，使得螺釘松動(dòng)，定位鍵長(zhǎng)時(shí)間承受正反方向的切向力，會(huì)使得定位鍵損壞，螺母和定位盤向下移動(dòng)，給軸承施加較大軸向力，使其轉(zhuǎn)動(dòng)不得?？刂葡到y(tǒng)內(nèi)的“系統(tǒng)位置板”故障，刀架到位后，“系統(tǒng)位置板”應(yīng)能檢測(cè)到刀架位置信號(hào)。排除措施：檢查機(jī)床強(qiáng)電線路，拆開刀架，調(diào)整推力球軸承向間隙，更換損壞零件，檢查24V電源，更換

16、“系統(tǒng)位置板”。故障2：刀架轉(zhuǎn)位，但刀架鎖不緊或不到位，用手扳動(dòng)時(shí)，刀架可左右晃動(dòng)。原因分析：刀架電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)電路故障，電動(dòng)機(jī)不反轉(zhuǎn)，因?yàn)楫?dāng)?shù)毒咿D(zhuǎn)動(dòng)到位后，電動(dòng)機(jī)應(yīng)即刻反轉(zhuǎn)，將刀架落下，定位并鎖定于刀架底座定位槽中。如果電動(dòng)機(jī)不反轉(zhuǎn)，則不能完成動(dòng)作，必將造成刀架松動(dòng)。刀架轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，用于提升刀架的螺桿初始位置不對(duì)，使回復(fù)位置也不對(duì)。在刀架內(nèi)部定位中心軸上，裝有一個(gè)用于提升和落下刀架的螺桿，其底部的凸臺(tái)應(yīng)與刀架蝸輪上的凹槽相配合，初始位置應(yīng)使凸臺(tái)與凹槽鑲?cè)脒m當(dāng)深度，使刀架提升和落下高度一樣，此時(shí)，刀架才能處于鎖緊位置。排除措施：檢查電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)控制電路，拆開刀架體，調(diào)整螺栓桿凸臺(tái)和覘輪上凹槽的初始位置。

17、故障3：刀架轉(zhuǎn)位，但刀架轉(zhuǎn)過(guò)多個(gè)刀位，并且不能固定于任意刀位處。原因分析：檢測(cè)刀架位置的霍爾元件故障?？刂葡到y(tǒng)中CPU板故障或位置信號(hào)板故障。排除措施：檢測(cè)霍爾元件靜態(tài)參數(shù)和動(dòng)態(tài)參數(shù)，若參數(shù)不正常則更換元件?，F(xiàn)換CPU板和位置倍板。二、刀架作為數(shù)控車床的重要配置，在機(jī)床運(yùn)行工作中起著至關(guān)重要的作用，一旦出現(xiàn)故障很可能造成工件報(bào)廢，甚至造成卡盤與刀架碰撞的事故。因此，在查找故障原因時(shí)要綜合機(jī)械與電氣兩方面同時(shí)查找。故障1：刀架換刀不到位或刀架不能鎖緊的故障現(xiàn)象及原因。某車床在加工工件外圓時(shí)，外圓刀突然出現(xiàn)“扎刀”，待操作人員按“復(fù)位”按鈕退回參考點(diǎn)后，仔細(xì)檢查：首先檢查刀具是否松動(dòng)或破損，檢查后

18、刀具完好；其次檢查工件毛坯余量是否過(guò)大，經(jīng)測(cè)量符合要求；由于是中途出現(xiàn)這一現(xiàn)象，可以肯定加工程序不會(huì)有問(wèn)題；于是操作人員又懷疑可能是“刀具補(bǔ)償值”改錯(cuò)了，經(jīng)重新對(duì)刀后，“刀具補(bǔ)償值”與原來(lái)的一樣；故障原因一時(shí)難以查出。原因分析：操作人員將機(jī)床系統(tǒng)復(fù)位后重新裝夾另一個(gè)工件試車，結(jié)果運(yùn)行正常。就在連續(xù)加工幾個(gè)工件后，突然又出現(xiàn)同樣的故障，再次經(jīng)過(guò)上述一系列的檢查，故障原因仍然沒(méi)有查出，最后找來(lái)了專業(yè)維修人員，經(jīng)過(guò)與操作人員溝通后，維修人員首先測(cè)量機(jī)床系統(tǒng)輸入電壓和電流，結(jié)果均正常，懷疑可能是機(jī)械故障。于是手動(dòng)試車，移動(dòng)縱橫向拖板、啟動(dòng)主軸、轉(zhuǎn)動(dòng)刀架，就在連續(xù)手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)刀架時(shí)，突然發(fā)現(xiàn)刀架有些松動(dòng)，在

19、機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中并未自動(dòng)鎖緊，判斷是刀架系統(tǒng)故障，可是在加工過(guò)程中出現(xiàn)故障后并未顯示“報(bào)警號(hào)”，于是肯定是刀架機(jī)械故障。維修人員將刀架拆卸后發(fā)現(xiàn)里邊的1個(gè)彈簧定位反靠銷斷裂（數(shù)控電動(dòng)四工位方刀架里邊配有4個(gè)彈簧定位反靠銷），在加工工件過(guò)程中，當(dāng)毛坯余量稍大或硬度過(guò)高時(shí)，刀架轉(zhuǎn)動(dòng)到某一工位，未斷裂的彈簧定位反靠銷受力時(shí)，刀架可以自動(dòng)鎖緊，刀具車削正常，當(dāng)?shù)都苻D(zhuǎn)動(dòng)到某一工位，斷裂的彈簧定位銷受力過(guò)大時(shí)，刀架便不能自動(dòng)鎖緊，刀具車削時(shí)便出現(xiàn)此故障。排除措施：經(jīng)過(guò)全面檢查，刀架電器控制部分正常，屬機(jī)械故障，經(jīng)過(guò)更換掉斷裂的彈簧定位反靠銷后，安裝好刀架重新試車，故障得到排除。故障2：刀架連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)或某刀位不

20、停的故障現(xiàn)象及原因。某車床在自動(dòng)運(yùn)行過(guò)程中，偶爾出現(xiàn)刀架連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)或某刀位不停的現(xiàn)象，有時(shí)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)23個(gè)刀位后又停轉(zhuǎn)鎖緊了。當(dāng)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)或某刀位不停時(shí)顯示屏上出現(xiàn)報(bào)警（刀架故障），機(jī)床自動(dòng)運(yùn)行停止，當(dāng)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)23個(gè)刀位停轉(zhuǎn)鎖緊后并未顯示報(bào)警號(hào)，機(jī)床自動(dòng)運(yùn)行正常。原因分析：由于該故障是隨機(jī)性的沒(méi)有規(guī)律，所以不便于查找，維修人員檢查后，判定屬于電器控制故障。經(jīng)過(guò)對(duì)刀架控制系統(tǒng)輸出電壓測(cè)量，結(jié)果正常，檢測(cè)刀架控制系統(tǒng)繼電器也正常。最后拆開刀架頂端的防護(hù)罩，逐根測(cè)量霍爾元件信號(hào)線輸入電壓，結(jié)果發(fā)現(xiàn)信號(hào)線中間銅芯斷裂，暫時(shí)由電線保護(hù)橡膠皮連接，當(dāng)?shù)都苻D(zhuǎn)到某一位置時(shí)，電線保護(hù)橡膠皮受力拉緊，銅芯線兩端無(wú)法正常

21、接通，程序控制系統(tǒng)無(wú)法找到相應(yīng)的刀號(hào)便出現(xiàn)報(bào)警。當(dāng)機(jī)床復(fù)位后，手動(dòng)方式將刀架轉(zhuǎn)動(dòng)到一定位置時(shí)，電線保護(hù)橡膠皮放松，銅芯線兩端接通，刀架轉(zhuǎn)動(dòng)正常，不再出現(xiàn)報(bào)警號(hào)。排除措施：經(jīng)過(guò)維修人員將霍爾元件連接信號(hào)線重新更換后試車，故障得到排除，機(jī)床運(yùn)行正常。綜合分析以上兩例故障的查找及排除過(guò)程，我們可以明確，數(shù)控機(jī)床故障不僅僅發(fā)生在電氣部分，也可能出現(xiàn)在機(jī)械部分或參數(shù)部分。對(duì)于配備以上兩種系統(tǒng)的數(shù)控車床，均屬于半閉環(huán)控制系統(tǒng)，其次還有開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)。其中半閉環(huán)系統(tǒng)不具備機(jī)械故障反饋功能，在操作使用時(shí)，要加強(qiáng)日常維護(hù)和保養(yǎng)，出現(xiàn)故障后若未顯示“報(bào)警號(hào)”很可能屬于機(jī)械故障，維修時(shí)要重點(diǎn)檢查機(jī)械部分，這對(duì)于

22、維修人員來(lái)說(shuō)，會(huì)更準(zhǔn)確更及時(shí)地排除故障。三、在日常工作中遇見的四工位電動(dòng)刀架各類故障及相應(yīng)地解決方法。以廣州數(shù)控設(shè)備有限公司所生產(chǎn)的GSK系列車床數(shù)控系統(tǒng)為例說(shuō)明。故障現(xiàn)象：電動(dòng)刀架鎖不緊故障原因及處理方法：發(fā)信盤位置沒(méi)對(duì)正 :拆開刀架的頂蓋，旋動(dòng)并調(diào)整發(fā)信盤位置，使刀架的霍爾元件對(duì)準(zhǔn)磁鋼，使刀位停在準(zhǔn)確位置；系統(tǒng)反鎖時(shí)間不夠:調(diào)整系統(tǒng)反鎖時(shí)間數(shù)即可（新刀架反鎖時(shí)間.2即可）；鎖緊機(jī)構(gòu)故障 :拆開刀架，調(diào)整機(jī)械，并檢查定位銷是否折斷。2.4.2 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的故障分析及排除經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床一般都配有四工位自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架，它是根據(jù)微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)改造傳統(tǒng)機(jī)床設(shè)備的需要，同時(shí)兼顧刀架在機(jī)床上

23、能夠獨(dú)立控制的需要而設(shè)計(jì)的。現(xiàn)有自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架，其結(jié)構(gòu)主要有插銷式和端齒盤式。由于刀架生產(chǎn)廠家無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，因此，其結(jié)構(gòu)、尺寸各異。而無(wú)論是哪一類刀架，要使其正常工作，均涉及到機(jī)械、電氣、控制系統(tǒng)等多方面的穩(wěn)定、可靠工作。一旦出現(xiàn)某種故障現(xiàn)象，則可能是機(jī)械原因，也可能是電氣、控制系統(tǒng)方面的原因。因此，應(yīng)根據(jù)不同故障類型，找準(zhǔn)原因，準(zhǔn)確迅速確定故障點(diǎn)，方能及時(shí)排除故障?，F(xiàn)以目前使用較多的端齒盤式四工位自動(dòng)刀架可能出現(xiàn)的各種故障現(xiàn)象加以分析，確定其排除方法。其它類型的刀架，雖其結(jié)構(gòu)、尺寸、元器件類型號(hào)各有差異，但故障原因大多雷同。1、刀架不能啟動(dòng)（1）機(jī)械方面的原因1)刀架預(yù)緊力過(guò)大。當(dāng)用六角扳手插入

24、蝸桿端部旋轉(zhuǎn)時(shí)不易轉(zhuǎn)動(dòng)，而用力時(shí)，可以轉(zhuǎn)動(dòng)，但下次夾緊后刀架仍不能啟動(dòng)。此種現(xiàn)象出現(xiàn)，可確定刀架不能啟動(dòng)的原因是預(yù)緊力過(guò)大，可通過(guò)調(diào)小刀架電機(jī)夾緊電流排除之。2) 刀架內(nèi)部機(jī)械卡死。當(dāng)從蝸桿端部轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿時(shí)，順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)不動(dòng)，其原因是機(jī)械卡死。首先，檢查夾緊裝置反靠定位銷是否在反靠棘輪槽內(nèi)，若在，則需將反靠棘輪與螺桿連接銷孔回轉(zhuǎn)一個(gè)角度重新打孔連接；其次，檢查主軸螺母是否鎖死，如螺母鎖死，應(yīng)重新調(diào)整；再次，由于潤(rùn)滑不良造成旋轉(zhuǎn)件研死，此時(shí)，應(yīng)拆開，觀察實(shí)際情況，加以潤(rùn)滑處理。（2）電器方面的原因1)電源不通、電機(jī)不轉(zhuǎn)。檢查溶芯是否完好、電源開關(guān)是否良好接通、開關(guān)位置是否正確。當(dāng)用萬(wàn)用表測(cè)量電容時(shí)

25、，電壓值是否在規(guī)定范圍內(nèi)，可通過(guò)更換保險(xiǎn)、調(diào)整開關(guān)位置、使接通部位接觸良好等相應(yīng)措施來(lái)排除。除此以外，電源不通的原因還可考慮刀架至控制器斷線、刀架內(nèi)部斷線、電刷式霍爾元件位置變化導(dǎo)致不能正常通斷等情況。2)電源通，電機(jī)反轉(zhuǎn)，可確定為電機(jī)相序接反。通過(guò)檢查線路，變換相序排除之。3)手動(dòng)換刀正常、機(jī)控不換刀，應(yīng)重點(diǎn)檢查微機(jī)與刀架控制器引線、微機(jī)I/O接口及刀架到位回答信號(hào)。2、刀架不能正常夾緊出現(xiàn)該故障時(shí)，首先檢查夾緊開關(guān)位置是否固定不當(dāng)，并調(diào)整至正常位置；其次，用萬(wàn)用表檢查其相應(yīng)線路繼電器是否能正常工作，觸點(diǎn)接觸是否可靠。若仍不能排除，則應(yīng)考慮刀架內(nèi)部機(jī)械配合是否松動(dòng)。有時(shí)會(huì)出現(xiàn)由于內(nèi)齒盤上有碎

26、屑造成夾緊不牢而使定位不準(zhǔn)，此時(shí)，應(yīng)調(diào)整其機(jī)械裝配并清潔內(nèi)齒盤。3、其它故障現(xiàn)象除以上故障外，有時(shí)還出現(xiàn)：無(wú)法機(jī)控選刀、夾緊后無(wú)回答信號(hào)、啟動(dòng)或松開手控按紐刀架返原來(lái)位置等故障現(xiàn)象。出現(xiàn)這些故障的主要原因是電路中繼電器接觸不良、膠木盤位置不正、電源相序不對(duì)所致，可分別讀其加以調(diào)整、修復(fù)，使故障排除。3 數(shù)控機(jī)床刀架故障診斷應(yīng)用3.1 取得的成果本課題研究成功后，對(duì)提升數(shù)控刀架的整體水平和使用效率、壽命，促進(jìn)數(shù)控刀架的發(fā)展也具有重要的意義。本項(xiàng)目運(yùn)用于刀架控制的升級(jí)換代，提高刀架運(yùn)行的可靠性。由于刀架是運(yùn)用到數(shù)控機(jī)床的一個(gè)重要運(yùn)行部件，其性能的穩(wěn)定性必將提高數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)效率。3.2存在的問(wèn)題A

27、TC機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)刀架轉(zhuǎn)不?；驔](méi)有回轉(zhuǎn)、有夾緊或沒(méi)有夾緊、沒(méi)有切削液等；換刀定位誤差過(guò)大、機(jī)械手夾持刀柄不穩(wěn)定、機(jī)械手運(yùn)動(dòng)誤差過(guò)大等都會(huì)造成換刀動(dòng)作卡住，整機(jī)停止工作。下表中列出了刀架及換刀裝置常見的一些故障及其診斷方法序號(hào)故障現(xiàn)象故障原因排除方法1轉(zhuǎn)塔刀架沒(méi)有抬起動(dòng)作控制系統(tǒng)是否有T指令輸出信號(hào)如未能輸出，請(qǐng)電器人員排除抬起電磁鐵斷線或抬起閥桿卡死修理或清除污穢，更換電磁閥壓力不夠檢查油箱并重新調(diào)整壓力抬起液壓缸研損或密封圈損壞修復(fù)研損部分或更換密封圈與轉(zhuǎn)塔抬起聯(lián)接的機(jī)械部分研損修復(fù)研損部分或更換零件2轉(zhuǎn)塔轉(zhuǎn)位速度緩慢或不轉(zhuǎn)位檢查是否有轉(zhuǎn)位信號(hào)輸出檢查轉(zhuǎn)位繼電器是否吸合轉(zhuǎn)位電磁閥斷線或閥桿卡死修理

28、或更換壓力不夠檢查是否液壓故障，調(diào)整到額定電壓轉(zhuǎn)位速度節(jié)流閥是否卡死清洗節(jié)流閥或更換液壓泵研損卡死檢修或更換液壓泵凸輪軸壓蓋過(guò)緊調(diào)整調(diào)節(jié)螺釘抬起液壓缸體與轉(zhuǎn)塔平面產(chǎn)生摩擦、研損松開聯(lián)接盤進(jìn)行轉(zhuǎn)位試驗(yàn)；取下聯(lián)接盤配磨平面軸承下的調(diào)整墊，并使相對(duì)間隙保持在0.04mm安裝附件不配套重新調(diào)整附具安裝，減少轉(zhuǎn)位沖擊3轉(zhuǎn)塔轉(zhuǎn)位時(shí)碰牙抬起速度或抬起延時(shí)時(shí)間短調(diào)整抬起延時(shí)參數(shù)，增加延時(shí)時(shí)間4轉(zhuǎn)塔不到位轉(zhuǎn)位盤上的撞塊與選位開關(guān)松動(dòng)，使轉(zhuǎn)塔到位時(shí)傳輸信號(hào)超期或滯后拆下護(hù)罩，使轉(zhuǎn)塔處于正位狀態(tài)，重新調(diào)整撞塊與選位開關(guān)的位置并緊固上下聯(lián)接盤與中心軸花鍵間隙過(guò)大，產(chǎn)生位移偏大，落下時(shí)易碰牙頂，引起不到位重新調(diào)整聯(lián)接盤

29、與中心軸的位置；間隙過(guò)大可更換零件轉(zhuǎn)位凸輪與轉(zhuǎn)位盤間隙過(guò)大塞尺測(cè)試滾輪與凸輪，將凸輪調(diào)至中間位置，轉(zhuǎn)塔左右竄量保持在二齒中間，確保落下時(shí)順利咬合；轉(zhuǎn)塔抬起時(shí)用手?jǐn)[，擺動(dòng)量不超過(guò)二齒的1/3凸輪在軸上竄動(dòng)調(diào)整并緊固固定轉(zhuǎn)位凸輪的螺母轉(zhuǎn)位凸輪軸的軸向預(yù)緊力過(guò)大或有機(jī)械干涉，使轉(zhuǎn)塔到位重新調(diào)整預(yù)緊力，排除干涉5轉(zhuǎn)塔轉(zhuǎn)位不停兩計(jì)數(shù)開關(guān)不同時(shí)計(jì)數(shù)或復(fù)位開關(guān)損壞調(diào)整兩個(gè)撞塊位置及兩個(gè)計(jì)數(shù)開關(guān)的計(jì)數(shù)延時(shí)，修復(fù)復(fù)位開關(guān)轉(zhuǎn)塔上的24V電源斷線接好電源線6轉(zhuǎn)塔刀重復(fù)定位精度差液壓夾緊力不足檢查壓力并調(diào)整到額定值上下牙盤受沖擊，定位松動(dòng)重新調(diào)整固定兩牙盤間有污物或滾針脫落在牙盤中間清除污物保持轉(zhuǎn)塔清潔，檢修更換滾針轉(zhuǎn)塔落下夾緊時(shí)有機(jī)械干涉（如夾鐵屑）檢查排除機(jī)械干涉夾緊液壓缸拉毛或研損檢修拉毛研損部分更換密封圈轉(zhuǎn)塔液壓缸拉毛或研損修理調(diào)整壓板和楔鐵，0.04mm塞尺塞不入4