数控车床刀架故障诊断与维修.doc

数控车床电动刀架故障诊断与维修侯晓方(陕西国防工业职业技术学院，西安，710300)摘要：结合电动刀架的工作原理，对数控机床刀架部分在使用中出现的故障现象进行系统分析，针对不同的故障原因，提出相应的诊断和维修方法。关键词：数控；刀架；故障；维修MalfunctionDiagnosisandMaintenanceofToolCarrieronCNCMachineToolAbstract：ThemalfunctionswereanalyzedbyworkingsoftheelcetrictoolcarrieronCNCmachinetool.Accordingtothecausesoffailure,thewaysofmalfunctiondiagnosisandmaintenancewereadvised.Keywords:CNC；Toolcarrier；Malfunction；Maintenance0引言随着电子技术、自动化技术的不断发展，数控技术的应用也越来越广泛。数控机床也在我国批量生产、大量引进和推广应用，它们给机械制造业的发展创造了条件，并带来很大的经济效益。数控机床与普通机床比较起来，价格昂贵，一般都是企业生产的关键设备。数控机床结构及控制复杂，任何部分的故障与失效，都会使机床停机，从而造成生产停顿，若在出现故障后不能及时维修排除故障，就会造成较大的经济损失。数控机床的故障有系统类、驱动类、刀架类、主轴类、进给类等等。电动刀架作为数控车床的重要配置，在机床运行工作中起着至关重要的作用，一旦出现故障很可能造成工件报废，甚至造成卡盘与刀架碰撞的事故，而且刀架故障在数控车床故障中占有很大的比例。基于此，本文以大连机床厂生产的CKA6136车床、常州新墅机床数控设备公司的LDB4电动刀架为例，结合日常维修经验介绍电动刀架的常见故障的诊断与维修方法。1电动刀架的工作原理1.1电动刀架机械结构与换刀动作1.上盖2.发讯盘3.小螺母4.磁钢座5.大螺母6.止退圈7.离合盘8.离合销9.反靠销10.销盘11.上刀体12.联接座13.下刀体14.中轴15.蜗轮16.外端齿盘17.反靠盘18.内端齿盘19.螺杆21.磁钢图1LDB4电动刀架机械结构电动刀架采用蜗轮蜗杆传动，由销盘、内端齿盘、外端齿盘组合成的三端齿定位机构实现定位和锁紧，上刀体转位时无需抬起，从而排除了冷却液以及切屑对刀架转位时的侵扰。具体的换刀动作及控制过程为：CNC发出换刀信号，控制继电器KM1动作，刀架电机正转，通过蜗杆23带动蜗轮15，蜗轮通过键连接带动螺杆19旋转，内端齿盘18随之上升，当上升到一定高度时，离合销8进入离合盘7的槽内，同时反靠销9从反靠盘17的槽中脱离，此时离合盘带动离合销，离合销带动销盘10，销盘带动上刀体11转位，当上刀体转到所需刀位时，发讯盘2上霍尔元件与磁钢座4上的磁钢21对正，霍尔元件发出刀具到位信号，电机反转，反靠销进入反靠盘的槽中，离合销从离合盘槽中爬出，刀架完成粗定位。同时销盘下降端齿啮合，完成精定位，刀架锁紧。反转时间到，继电器动作，电机停止，并向CNC发出应答信号，加工程序开始。由上分析可知刀架动作顺序为换刀信号――电机正转――上刀体转位――刀位信号――电机反转――粗定位――精定位加紧――电机停转――回答信号――加工顺序进行。1.2电动刀架电气控制原理220V图2刀架电机控制主电路图3刀架电机控制电路图2中刀架电机三相电U、V、W经带过载保护的空气开关QM接入，由交流接触器KM1、KM2实现正反转，FV为灭弧装置。控制电路如图3～图4，其原理为：CNC发出换刀指令，PLC信号Y0.3输出高电平（24V），中间继电器KA4通电，其常开触点闭合，KM1线圈通电，KM1常开触点闭合，三相交流电接通，电机正转带动刀架正转进行选刀。刀具T1～T4到位信号由四个霍尔元件发出，分别由PLC的输入信号X4.6、X4.7、X5.0和X5.1输入，当目标刀号到位，相应的输入为高电平，经过PLC程序逻辑处理后，使得Y0.3输出低电平，Y0.4输出高电平，中间继电器KA4线圈断电，KA5线圈得电，此时KM1断电，KM2得电，电机反转，实现刀架的定位和夹紧，Y0.4输出低电平，电机停转，换刀完成。图4刀架PLC输入输出控制2电动刀架常见故障诊断与维修2.1电动刀