數(shù)控車床電動(dòng)刀架故障診斷與維修探析

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1、數(shù)控車床電動(dòng)刀架故障診斷與維修探析【摘要】本文通過對(duì)數(shù)控車床刀架的結(jié)構(gòu)與工作原理的闡述，并以其在日常生產(chǎn)中遇到的常見故障為依據(jù)，剖析了生產(chǎn)中刀架出現(xiàn)的故障，并提出相應(yīng)的維修方案?！娟P(guān)鍵詞】數(shù)控車床；刀架；故障；維修數(shù)控車床常見的故障有刀架類、主軸類、螺紋加工類等，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題。一、電動(dòng)刀架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)正轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)通過蝸桿、渦輪、螺桿將刀架銷盤上升至一定高度時(shí)，離合銷進(jìn)入離合盤槽中，離合盤帶動(dòng)離合銷、離合銷帶動(dòng)銷盤

2、、銷盤帶動(dòng)上刀架體轉(zhuǎn)位，當(dāng)上刀體轉(zhuǎn)到所需到位時(shí)，霍爾元件發(fā)出刀位信號(hào)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，反靠銷進(jìn)入反靠盤槽中，離合銷從離合盤槽中爬出，刀架完成粗定位。同時(shí)銷盤下降端齒嚙合，完成精定位,刀架鎖緊。刀架反轉(zhuǎn)時(shí)間到，繼電器斷開動(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)，加工程序開始。二、電動(dòng)刀架發(fā)信盤工作原理發(fā)信盤內(nèi)部根據(jù)刀架工位數(shù)設(shè)有四個(gè)或六個(gè)霍爾元件，并與固定在刀架上的磁銅共同作用來檢測(cè)刀具的位置。（1）發(fā)信盤內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理。四工位發(fā)信盤共有六個(gè)接線端了，兩個(gè)端子為直流電源端，其余四個(gè)端子按順序分別接四個(gè)刀位所對(duì)應(yīng)的霍爾元件的控制端，根據(jù)霍爾傳

3、感器的輸出信號(hào)來識(shí)別和感知刀具的位置狀態(tài)。（2）霍爾器件結(jié)構(gòu)和檢測(cè)。刀架發(fā)信盤內(nèi)部核心元件是霍爾器件（hal1-effectdevices）,它是由電斥調(diào)整器、霍爾電壓發(fā)生器、差分放大器、史密特觸發(fā)器和集電極開路的輸出級(jí)集成的磁敏傳感電路，其輸入為磁感應(yīng)強(qiáng)度，輸出是一個(gè)數(shù)字電壓信號(hào)。檢測(cè)霍爾開關(guān)器件時(shí)，將器件的1、2引腳分別接到直流穩(wěn)壓電源（可選20v）的正負(fù)極，指針式萬用表在電阻檔（X10）上，黑表筆接3引腳，紅表筆接2引腳，此時(shí)萬用表的指針沒有明顯偏轉(zhuǎn)。當(dāng)用磁鐵貼近霍爾器件標(biāo)志面時(shí)，指針有明顯的偏轉(zhuǎn)（若無偏轉(zhuǎn)可將磁鐵調(diào)換一面再試），磁鐵離開指針又恢復(fù)原來位置，表明該器件完好，否則

4、該器件已壞。三、典型故障診斷與維修（1）故障現(xiàn)象：刀架轉(zhuǎn)不到位。檢查與分析：發(fā)訊盤觸點(diǎn)與彈簧片觸點(diǎn)錯(cuò)位，應(yīng)檢查發(fā)訊盤夾緊螺母是否松動(dòng)。排除方法：重新調(diào)整發(fā)尋盤與彈簧觸點(diǎn)位置，鎖緊螺母。（2）故障現(xiàn)象：刀架奇偶報(bào)警。檢查與分析：機(jī)床在使用過程發(fā)生刀架奇偶報(bào)警，奇數(shù)刀位能定位，而偶數(shù)刀位不能定位的故障。此時(shí)，機(jī)床能正常工作，從宏觀上分析數(shù)控系統(tǒng)沒故障。從機(jī)床電路圖中得知pic信號(hào)從機(jī)床側(cè)輸入，角度編碼器有5根信號(hào)絲。這是一個(gè)8421編碼，在刀架轉(zhuǎn)換過程中，這4位根據(jù)刀架的變化而進(jìn)行不同的組合，從而輸出刀架的奇偶信號(hào)。根據(jù)故障現(xiàn)象分析，當(dāng)角度編碼器最低位634號(hào)線信號(hào)恒為“1”時(shí)，則刀架信

5、號(hào)恒為奇數(shù)，而無偶數(shù)信號(hào)，故產(chǎn)生報(bào)警。根據(jù)上述分析，將crt±plc輸入?yún)?shù)調(diào)出觀察，該信號(hào)果然恒為“1”。檢查nc輸入電壓正常，證實(shí)角度編碼器發(fā)生故障。排除方法：更換一新的集成電路塊后，故障排除。（3）故障現(xiàn)象：刀架定位不準(zhǔn)。檢查與分析：電動(dòng)刀架旋轉(zhuǎn)后不能正常定位，且選擇刀號(hào)出錯(cuò)。根據(jù)檢查判斷，懷疑是電動(dòng)刀架的定位檢測(cè)元件——霍爾開關(guān)損壞。拆開電動(dòng)刀架的端蓋，檢查霍爾元件開關(guān)時(shí)，發(fā)現(xiàn)該元件的屯路板松動(dòng)。排除方法：重新將松動(dòng)的電路板按刀號(hào)調(diào)整好，即將4個(gè)霍爾元件開關(guān)與感應(yīng)元件逐一對(duì)應(yīng)，然后鎖緊螺母，故障排除。（4）故障現(xiàn)象：刀架不轉(zhuǎn)位（一般系統(tǒng)會(huì)提示架位置信號(hào)錯(cuò)誤）。檢查與分析：刀架

6、繼電器過載后斷開。刀架電動(dòng)機(jī)380v相位錯(cuò)誤。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，刀架體內(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，得寸進(jìn)尺定位鍵損壞，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)。排除方法:檢查機(jī)床強(qiáng)電線路，拆開刀

7、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“系統(tǒng)位置板”?？傊妱?dòng)刀架的控制涉及機(jī)械、低壓電器、plc傳感器等多科知識(shí)，維修人員應(yīng)熟知刀架的機(jī)械結(jié)構(gòu)與控制原理以及常用測(cè)量工具的使用方法，根據(jù)故障現(xiàn)象，剖析原因，確定合理的診斷與檢測(cè)步驟，以便迅速排除故障。參考文獻(xiàn)[1]李新華.常見數(shù)控車床電動(dòng)刀架結(jié)構(gòu)原理故障診斷[j].科技信息.2009[2]沈兵，歷承兆.數(shù)控系統(tǒng)故障診斷與維修手冊(cè)[m].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009[3]李佳.數(shù)控