自动回转刀架典型故障的分析与排除

2012-05-12鲍梅连

中国新技术新产品 2012年10期

关键词：刀架刀盘数控机床

鲍梅连

（山东交通职业学院，山东潍坊 261206）

一、概述

数控车床是目前国内外使用量最大，最广的一种数控机床，约占数控机床总数的25%，在数控机床中占有非常重要的位置，几十年来一直受到世界各国的普遍重视并得到了迅速的发展。

自动回转刀架是数控车床的关键部件之一，它用来安装各种切削加工刀具，直接影响数控车床的切削性能和工作效率。自动回转刀架是普遍采用的换刀方式，常用方刀架和转塔式回转刀架，一般采用4-12工位自动回转刀架。

二、自动回转刀架的基本结构原理

1.结构组成与动作循环

典型的数控转塔刀架一般有动力源（电极或油缸，液压马达）、机械传动机构、预分度机构、定位机构、锁紧机构、检测装置、接口电路、刀具安装台（刀盘）、动力刀座等组成。数控转塔刀架的动作循环为：

T指令（换刀指令）刀盘放松（抬起）转位刀位检测预分度精确定位刀具锁紧结束，答复信号。

2.回转刀架的基本结构原理

当数控系统发出换刀指令后，通过接口电路使电机正转，经传动装置2、驱动蜗杆蜗轮机构1、蜗轮带动丝杆螺母机构8，将刀盘松开并抬起，直至两定位多齿盘4、5脱离啮合状态，然后由插销带动刀盘转位，数控装置发出的换刀指令使霍尔开关10中的某一个选通，当磁性板11与被选通的霍尔开关对齐后，霍尔开关反馈信号使电机反转，插销7向预分度盘上的分度槽6反靠实现预分度，刀盘停止转动，电机继续反转，通过丝杆机构8使刀盘移到多齿盘4、5重新啮合，实现精确定位。多齿盘啮合精确定位后，电机应能停止反转。例如，四位自动回转刀架回转电机反转1.5s后，由数控装置自动停止，防止电机不停反转而过载毁坏。

图1 自动回转刀架结构

三、自动回转刀架故障分析与排除

对于刀架，要使其正常工作，均涉及到机械、电气、控制系统等多方面的稳定、可靠工作。刀架一旦出现某种故障现象，则可能是机械原因，也有可能是电气、控制系统方面的原因。因此，应根据不同故障类型，找准原因，准确迅速确定故障点，方能及时排除故障。

故障现象一：刀架不能启动

1.机械方面的原因

（1）刀架预紧力过大。

（2）刀架内部机械卡死。当从蜗杆端部转动蜗杆时，顺时针方向转不动，其原因是机械卡死。首先，检查夹紧装置反靠定位销是否在反靠棘轮槽内，若在，则需将反靠棘轮与螺杆连接销孔回转一个角度重新打孔连接；其次，检查主轴螺母是否锁死，如螺母锁死，应重新调整；再次，由于润滑不良造成旋转件研死，此时，应拆开，观察实际情况，加以润滑处理。

2.电器方面的原因

（1）电源不通、电机不转。检查溶芯是否完好、电源开关是否良好接通、开关位置是否正确。当用万用表测量电容时，电压值是否在规定范围内，可通过更换保险、调整开关位置、使接通部位接触良好等相应措施来排除。除此以外，电源不通的原因还可考虑刀架至控制器断线、刀架内部断线、电刷式霍尔元件位置变化导致不能正常通断等情况。

（2）电源通，电机反转。可确定为电机相序接反。通过检查线路，变换相序排除。

（3）手动换刀正常、机控不换刀。此时应重点检查微机与刀架控制器引线、微机 I/O接口及刀架到位回答信号。

故障现象二：刀架连续运转、到位不停

由于刀架能够连续运转，所以，机械方面出现故障的可能性较小，主要从电气方面检查。

1.检查刀架到位信号是否发出，若没有到位信号，则是发讯盘故障。

此时可检查：发讯盘弹性触头是否磨坏、发讯盘地线是否断路或接触不良或漏接，是否需要更换弹性片触头或重修，针对其线路中的继电器接触情况、到位开关接触情况、线路连接情况相应地进行线路故障排除。

2.当仅出现某号刀不能定位时，则一般是由于该号刀位线断路所至。

故障现象三：刀架越位过冲或转不到位

刀架越位过冲故障的机械原因可能性较大。主要是后靠装置不起征作用。

1.检查后靠定位销是否灵活，弹簧是否疲劳。此时应修复定位销使其灵活或更换弹簧。

2.检查后靠棘轮与蜗杆连接是否断开，若断开，需更换连接销。若仍出现过冲现象，则可能是由于刀具太长过重，应更换弹性模量稍大的定位销弹簧。

3.出现刀架运转不到位（有时中途位置突然停留），主要是由于发讯盘触点与弹性片触点错位，即刀位信号胶木盘位置固定偏移所至。此时，应重新调整发讯盘与弹性片触头位置并固定牢靠。