数控车床刀架常见故障诊断与分析

陈安安，熊 杰

(江西环境工程职业学院，江西 赣州 341000)

数控车床刀架常见故障诊断与分析

陈安安，熊 杰

(江西环境工程职业学院，江西 赣州 341000)

文章介绍了数控车床四工位刀架的基本结构和工作原理，面向数控车床刀架的常见故障现象，对故障原因进行了全面分析，并针对不同的故障原因，提出了具体维修方法。

数控车床；刀架；故障分析

1 数控车床四工位刀架结构与原理

数控车床四工位刀架的基本结构如图1所示，其工作过程为：刀架抬起——刀架转位——刀架定位——夹紧刀架。

图1 数控车床四工位刀架的基本结构

（1）刀架抬起。当数控机装置发出换刀指令后，电动机1启动正常，通过套筒连轴器2使蜗杆轴3转动，从而带动蜗轮丝杠4转动。刀架体7的内孔加工有螺纹，与蜗轮丝杠旋合，蜗轮与丝杠为整体结构。蜗轮丝扛内孔与刀架中心轴式间隙配合，在转位换刀时，中心轴固定不动，蜗轮丝杠绕中心轴旋转。当蜗轮开始转动时，由于刀架底座5和刀架体7上的端面齿处在啮合状态，且蜗轮丝杠轴向固定，因此刀架体7抬起。

（2）刀架转位。当刀架体抬至一定距离后，刀架底座5和刀架体7的端面齿脱开，转位套9用销钉与蜗轮丝杠4联接，随蜗轮丝杠一同转动，当端面齿完全脱开时转位套正好转过160°（如图1所示），球头销8在弹簧力的作用下进入转位套9的槽中，带动刀架体转位。

（3）刀架定位。刀架体7转动时带着电刷座10转动，当转到程序指定的刀号时，粗定位销15在弹簧力的作用下进入粗定位盘6的槽中进行粗定位，同时电刷13接触导体使电动机1翻转。由于粗定位槽的限制，刀架体7不能转动，使其在该位置垂直落下，刀架体7和刀架底座5上的端面齿啮合实现精确定位。

（4）夹紧刀架。电动机继续反转，此时蜗轮停止转动，涡杆轴3自身转动，当两端面齿增加到一定夹紧力时，电动机1停止转动。译码装置由发信体13、14组成，电刷13负责发信号，电刷14负责位置判断，当刀架定位出现过位或不到位时，可松开螺母12，调好发信体11与电刷14的相对位置。

2 刀架换刀指令不被执行故障

故障现象：换刀指令发出后，刀架无换刀动作。故障分析：正常情况下换刀指令发出后，由PC输出的信号Y1.1应输出为1，此信号使接触器KM4Z吸合，刀架应开始换刀。出现无换刀动作故障的主要原因有以下2种：①继电器KA10或接触器KM4Z有断线或有接触不良的地方；②电机三相电压不平衡或绕组不平衡，或绕组对地短路，三相电源某处松动，引起电机电流过大，使保护的电机QF4跳闸。维修方法：闭电检查以上器件有无松动，QF4是否跳闸，进而检查跳闸原因。

3 手动换刀时刀架旋转不停故障

故障现象：手动换刀时,刀架旋转不停。故障分析：正常情况下手动换刀按钮被按下后，当检索到下一个刀位时，电机应反转、锁紧，完成选刀动作。出现旋转不停的现象，说明刀位信号没有发出，这种故障的最大可能性是码盘上的+24V电源没加上，或磁铁离磁性开关距离较远，使信号没有发出。维修方法：首先检查+24V电源供电是否正常，如果+24V电源输出灯亮，说明+24V电源输出正常,因此是码盘电源供电线路某处断开，+24V电源没有加到码盘上。所以维修的重点应放在检查电源线路上，或调整磁铁与磁性开关距离。

4 自动换刀时刀架旋转不停故障

故障现象：程序中执行换刀指令后，刀架旋转不停。故障分析：正常情况下，执行换刀指令后，刀架应按指令中要求的刀具号把相应的刀具转动刀位并锁紧。此故障说明刀架码盘没有发出预选的刀位信号，与输入的刀位信号无法符合，使刀架旋转不停。维修方法：以选2号刀时刀架旋转不停为例，应首先测量+24V电源是否正常，在+24V电压正常的情况下，将+24V电源线与第二号刀的信号线T2M短接，诊断2号刀的输入地址X6.1是否为1，如果为1，说明磁性开关损坏，如果不为1，说明T2M信号线某处断线，使信号无法传递到系统中。

5 刀架锁不紧故障

故障现象：换刀后刀架不能正常锁紧。故障分析：正常情况下，当刀架被锁紧后，由压板压合锁紧开关，这时机床输入信号X6.6为1，经T12延时之后电机断电。出现刀架不能锁紧，说明在刀架还没有锁紧时锁紧开关已被压合，即锁紧信号发出过早，使电机提前断电，或者锁紧延时时间过短。维修方法：手动将刀架锁紧，然后调整开关压板，直到使X6.6为1时为止，或者适当增加T12锁紧延时。

6 刀架锁紧后程序不往下执行故障

故障现象：刀架自动换刀后，不再执行换刀指令后面的指令。故障分析：当正常锁紧后，锁紧开关被压合，X6.6为1，此换刀结束信号发出后程序应继续往下执行，如果程序不往下执行，说明X6.6信号没有发出，系统没有接收到换刀结束信号。维修方法：首先检查+24V电源是否正常，如果电源正常，将+24V电源与刀架锁紧信号线TCP短接，看X6.6是否为1。如果X6.6为1，说明锁紧开关损坏；如果不为1，说明刀架锁紧信号线TCP某处断开。

7 结语

文章介绍了数控车床四工位刀架的基本结构和工作原理，对数控车床刀架的常见故障进行了故障分析，提出了维修方法。要对数控机床故障及时快速的排除，维修人员首先必须熟练掌握机床结构、工作原理和动作顺序，针对故障现象作出准确的判断；其次要熟练运用厂方提供的诊断参数和PMC梯图，利用NC系统的状态显示功能监测PC的运行状态，并根据梯图的链锁关系确定故障点。

Diagnosis and Analysis on Failure Analysis of CNC lathe Tool Rest

CHEN An-an，XIONG Jie
（Environmental Engineering Vocational College in Jiangxi Province，Ganzhou，Jiangxi 341000，China）

The article introduces the basic structure and working principle ofthe numerical control lathe 4 Labour tool rest，gives a comprehensive analysis on the common failures of CNC lathe tool restand presents the cause of the problem，and puts forward the specificmaintenancemethods fordifferent failures.

CNC lathe；rest；failure analysis

TG519.1

A

2095-980X(2016)08-0015-02

2016-07-06

陈安安，技师，主要研究方向：数控加工与数控维修。