数控车床四方刀架故障分析和维修

传统机床在使用了一段时间后就会产生

故障。同样数控车床在使用过程中也会产生

故障,其中刀架产生的故障占有很大比例约

40%要排除要排除经济型数控车床方刀架的故

障,首先应该熟悉刀架的工作原理和结构特

性。该型刀架是由传统的四方刀架改进而来,

外形与传统刀架相同,每边装一把刀,总共可

装四把不同的车刀。而刀架的内部装有一套传

动机构和电气识别系统。

整个刀架零部件有电动机、蜗杆、蜗轮丝

杆、刀架螺母、销、定位齿盘及电气定位检测元

件组成。

在加工过程中系统发出指令水平安装的

电动机启动,带动蜗杆转动。蜗杆带动蜗轮丝

杆转动,使水平转动变为垂直转动。(由于丝杆

和蜗轮是连在一起的姑且称为蜗轮丝杆)。此时

由于刀架体底面的端面定位齿和刀架坐的下

端面定位齿尚处于啮合状态。刀架螺母无法转

动和螺母连在一起的刀架只能沿心轴垂直上

升,等刀架体下端面定位齿逐步脱离。当刀架

上升到一定高度端面定位齿完全脱离时,此时

由于转位销的作用使刀架和丝杆连接,刀架体

就随丝杆一起转动。当转动到所须的位置时,

刀架定位检测元件——相应的霍儿开关检测到

信号,指使电动机反转,在反拷销的作用下刀

架体不能反转只能蜗轮丝杆的带动下垂直下

降,并进行反拷精确定位。

当刀架下降到端面定位齿完全啮合时电

动机再延时转动,直到达到一定力矩时才停

下,以增加一定的锁紧力。保证刀架位置在加

工时不发生变动。至此换刀结束。

对结构和原理有了基本了解后才能着手

进行分析和排除故障。

例如:某机床方刀架换位时,每当刀架体

转到将要到位但尚未到位时,电动机就开始反

转并带动刀架体一起到下一个刀位并锁紧刀

架。这是一种误动作现象。

经观察刀架在换位过程中运转平稳也无

异常声音,操作过程也无差错。刀架换位过程

的动作:刀架体上升→转动→到位→反靠→下

降→锁紧都有。问题出在刀架体将要到位但还

未到位时电动机就提前一点反转了。从表面现

象看很象反靠装置不起作用。经检查反靠销完

好滑动灵活,弹簧也无折断和缩短疲劳现象。

那么,根据工作原理要电动机反转必须要有一

个指令。发出指令的电器元件是一个霍尔开

关,它装在刀架体内的一个发讯盘上,如果它

的位置不准确必然会使刀架定位不准确,就会

引起以下动作的不准确。所以必须检查这个霍

尔开关状态是否完好。故障原因再逻辑能解释

通了,找到就可以打开刀架体盖进行修理。经

检查发现固定发讯盘的锁紧螺母已松动,在经

过振动后装有霍尔开关的发讯盘也已经移位,

使得反转信号

提前发出。于是采取措施,重新

调整发讯盘的位置使霍尔开关的位置和感应

元件对应,并旋紧锁紧螺母。原结构螺母上无

止退装置,在维修中再加上止退装置,经试验

故障排除,并保证以后不易松动。

其它故障如:刀架旋转不停;刀架定位不

准;所选刀号定位时越位 都应该通过先

观察再从逻缉分析最后才动手的方法去维

修。有可能的话还应该重新演示刀架产生故

障情况,以便更准确地判断故障发生原因。但

是,如果刀架发生了碰撞事故后,就不宜重演

过程。而是要询问操作人员了解机床当时的

运行情况,或者查看机床的加工程序是否准

确。如退刀程序是否依据工件形状准确编

制;换刀点的设置是否合理,(离工件和机床有

足够的空间)等等。在这些情况没有判断清楚

之前就动手修复,并启动机床投入运行。那只

是治标不治本同样的故障将会重新发生。

总之数控机床是一个机电一体化的设备,

技术含量比较高。数控机床所产生的故障不比

传统机床那么直观,它的许多故障是由电器元

件或电信号所产生,它的外在动作只是电信号

作用的结果。也有一些是程序编制错误导致。所

以数控机床的维修也不能单纯依赖以前的经

验,用机械传动原理的逻辑和机械的典型结构

去分析、确定故障的修理方案。如果单纯根据外

在动作去判断故障所在,并着手进行维修,那

肯定会损坏机床的。因此必然对维修人员有比

较高的要求:既要熟悉机械传动的一般原理和

典型的机构性能,又要掌握基本的数控原理。

每一位数控维修人员如果学一点理论、掌握一

些机床原理以及数控机床编程、操作方法,那

么在使用和维修数控机床时虽然不会象庖丁

解牛那样游刃有余,想也会起到事半功倍的效

果。只有如此才能在遇到故障时不至于感到束

手无策。

传统机床在使用了一段时间后就会产生

故障。同样数控车床在使用过程中也会产生

故障,其中刀架产生的故障占有很大比例约

40%要排除要排除经济型数控车床方刀架的故

障,首先应该熟悉刀架的工作原理和结构特

性。该型刀架是由传统的四方刀架改进而来,

外形与传统刀架相同,每边装一把刀,总共可

装四把不同的车刀。而刀架的内部装有一套传

动机构和电气识别系统。

整个刀架零部件有电动机、蜗杆、蜗轮丝

杆、刀架螺母、销、定位齿盘及电气定位检测元

件组成。

在加工过程中系统发出指令水平安装的

电动机启动,带动蜗杆转动。蜗杆带动蜗轮丝

杆转动,使水平转动变为垂直转动。(由于丝杆

和蜗轮是连在一起的姑且称为蜗轮丝杆)。此时

由于刀架体底面的端面定位齿和刀架坐的下

端面定位齿尚处于啮合状态。刀架螺母无法转

动和螺母连在一起的刀架只能沿心轴垂直上

升,等刀架体下端面定位齿逐步脱离。当刀架

上升到一定高度端面定位齿完全脱离时,此时

由于转位销的作用使刀架和丝杆连接,刀架体

就随丝杆一起转动。当转动到所须的位置时,

刀架定位检测元件——相应的霍儿开关检测到

信号,指使电动机反转,在反拷销的作用下刀

架体不能反转只能蜗轮丝杆的带动下垂直下

降,并进行反拷精确定位。

当刀架下降到端面定位齿完全啮合时电

动机再延时转动,直到达到一定力矩时才停

下,以增加一定的锁紧力。保证刀架位置在加

工时不发生变动。至此换刀结束。

对结构和原理有了基本了解后才能着手

进行分析和排除故障。

例如:某机床方刀架换位时,每当刀架体

转到将要到位但尚未到位时,电动机就开始反

转并带动刀架体一起到下一个刀位并锁紧刀

架。这是一种误动作现象。

经观察刀架在换位过程中运转平稳也无

异常声音,操作过程也无差错。刀架换位过程

的动作:刀架体上升→转动→到位→反靠→下

降→锁紧都有。问题出在刀架体将要到位但还

未到位时电动机就提前一点反转了。从表面现

象看很象反靠装置不起作用。经检查反靠销完

好滑动灵活,弹簧也无折断和缩短疲劳现象。

那么,根据工作原理要电动机反转必须要有一

个指令。发出指令的电器元件是一个霍尔开

关,它装在刀架体内的一个发讯盘上,如果它

的位置不准确必然会使刀架定位不准确,就会

引起以下动作的不准确。所以必须检查这个霍

尔开关状态是否完好。故障原因再逻辑能解释

通了,找到就可以打开刀架体盖进行修理。经

检查发现固定发讯盘的锁紧螺母已松动,在经

过振动后装有霍尔开关的发讯盘也已经移位,

使得反转信号

提前发出。于是采取措施,重新

调整发讯盘的位置使霍尔开关的位置和感应

元件对应,并旋紧锁紧螺母。原结构螺母上无

止退装置,在维修中再加上止退装置,经试验

故障排除,并保证以后不易松动。

其它故障如:刀架旋转不停;刀架定位不

准;所选刀号定位时越位 都应该通过先

观察再从逻缉分析最后才动手的方法去维

修。有可能的话还应该重新演示刀架产生故

障情况,以便更准确地判断故障发生原因。但

是,如果刀架发生了碰撞事故后,就不宜重演

过程。而是要询问操作人员了解机床当时的

运行情况,或者查看机床的加工程序是否准

确。如退刀程序是否依据工件形状准确编

制;换刀点的设置是否合理,(离工件和机床有

足够的空间)等等。在这些情况没有判断清楚

之前就动手修复,并启动机床投入运行。那只

是治标不治本同样的故障将会重新发生。

总之数控机床是一个机电一体化的设备,

技术含量比较高。数控机床所产生的故障不比

传统机床那么直观,它的许多故障是由电器元

件或电信号所产生,它的外在动作只是电信号

作用的结果。也有一些是程序编制错误导致。所

以数控机床的维修也不能单纯依赖以前的经

验,用机械传动原理的逻辑和机械的典型结构

去分析、确定故障的修理方案。如果单纯根据外

在动作去判断故障所在,并着手进行维修,那

肯定会损坏机床的。因此必然对维修人员有比

较高的要求:既要熟悉机械传动的一般原理和

典型的机构性能,又要掌握基本的数控原理。

每一位数控维修人员如果学一点理论、掌握一

些机床原理以及数控机床编程、操作方法,那

么在使用和维修数控机床时虽然不会象庖丁

解牛那样游刃有余,想也会起到事半功倍的效

果。只有如此才能在遇到故障时不至于感到束

手无策。


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