数控车床四方刀架常见故障与维修方法
数控车床四工位电动刀架的维修
发 讯 盘 即 可 ；三是 发 讯 盘 上 的霍 尔开 关 与磁 钢 位 置 不 准 ，或是 磁钢 无 磁 性 ，调 整位 置 或 更换 磁 钢 ；四 是 通 信 线 断 裂 或 刀 位 信 号 接 收 电 路 断 裂 ，检 查 线
刀体 抬 起 来 ，使 上 刀 体 与 下 刀 体 的 齿 盘 脱 开 。 这
道工序。
２ 常见故障诊断与维修 ．
（ ）电动 刀架 不换 刀 此类 故 障首 先 要 判 断 刀 １
架内部机械卡死还是 刀架电动机故障。在换 刀时 ，
若 是 听 到 电 动 机 有 较 闷 的 嗡 嗡 声 ， 则是 电动 机 缺 相 ，检查 电动 机 供 电线 路 ；没有 较 闷的 嗡嗡 声 ，就
绕 组 与 螺钉 长 期 接 触 ，绝缘 漆 破 损 ，使 得 电 动机 绕
组 通 过此 螺 钉 接 地短 路 了。
供 电电压是否正常和电动机三相绕组的阻值是否正
常 。 不正 常 则检 查 供 电 线路 ，若 电 动机 出现 故 障 ，
更换 电动机或拿去维修 。 （ ）电动 刀架某一 个刀号 转不停 ，其余 刀号 ２
１ ． 防护圈 ２上刀体 ． ７铝盖 ． １． ３ 轴承 ８发讯支座 ． １． ４离合销 ３离合盘 ． ９ ． 磁钢 １． ５发靠销 ４止退圈 ５大螺母 ． ． １ｌ、 Ｏ，螺母 ｊ １． ６下刀体 １． １ 发讯盘 １ 轮 ７呙 ６罩座 ． １． ２键 １． ８ 定轴
正 常 此 类故 障 ，一 是 此 刀号 所 对 应 的 霍 尔 元件 损 坏 或 上 拉 电阻 断 裂 ，更 换 反讯 盘 即 可 ；二是 连 接 刀 号 的 线 断裂 ，检查 连 接 线 。 （） 电动 刀架 转 不停 ，所 有 刀号 都 找 不到 这 ３
数控车床四方刀架常见故障与维修方法
Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ Ｎ Ｏ Ｅ＆Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ ０ Ｌ ０ ０ Ｙ
数 控 车 床 四 方 刀 架 常 见 故 障 与维 修 方 法
郭 飞 鹰 （ 陕西省 理工学 校 陕西 西安 ７ １ ０ ０ ５ ４ ） 摘 要： 数控 车在加 工制遗 行 业应 用越 来越 广 ， 从 而推 动职业教 育“ 数控技 术 ” 专业 的发展 ， 也 痔职业 学校增添 了 一 道 亮丽风景 ， 但是 机
（ １ ） 刀架 底 部 可 能 有铁 销 之 类 的 杂 物影 保 持 刀架 周 围清 洁干 净 。 （ ２ ） 刀架 反 转 锁 死 时 间设 置很 短 ， 没 有
杆、 螺 杆 将 销 盘上 升 到 一定 高度 时 ， 离 合 销 实 中 也 有 可 能 是 两 种 或 多 种 原 因 导 致 问题 响 刀架 精 定 位 ， 及 时 给 予 清除 ， 平 时 要 注意
（ ３ ） 电机 烧 坏 ， 可 用 手 触 摸 感 觉 电 机 温 置 合 适 的 锁 死 时 间 。
度 做 出判 断 。 如 果 是 刀 架 电机 问 题 ， 则 问 题 相 对—３ ７ ９ １ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ４ （ ｂ ） 一 ０ ０ ７ ９ － ０ １
近 年来 ， 随 着 我 国加 工 制 造 业 的 迅 速 要 “ 听 声音 法 ” 进行判断 ， 如 系 统发 出信 号 ，
啪” 吸合的声 音 ， 发展 ， 具 有加 工 高速 、 高效 、 高 精 的 数 控 机 我 们 听 到 有 交 流 接 触 器 “
导教 师， 我 将 这 些 年 我 在 维 修 四 方 刀 架 上 器 ， 这 时 候 我 们 可 以 人 工触 动 使 交 流 接 触 备 几 个 ， 以备不时之用 。 遇 到的 问题 、 故 障 排 除 及 维 修 方 法 作 一 经 器吸合 ， 如 果 此 时 刀架 开 始 旋 转 ， 则 可 证 明 我们就可 以利用 “ 交换法 ” 交换接触 器 ， 再 （ ２ ） 查看 反转 控 制 线 路 及交 流 接 触 器是 验总 结 ， 希 望 能够 对 大 家有 所 帮 助 ， 只 是 个 接 触 器之 后 电路 正 常 ， 如 果 刀架 没 有旋 转 ，
数控车四方刀架故障分析
数控车四方刀架故障分析摘要：在数控机床上，刀架故障是频发故障之一，从刀架运行原理入手，逐步分析，找出故障，排出故障。
关键词：刀架故障故障原因故障排除一、问题：我校二OOO年购进了五台经济型数控车，型号是：CJK6032，机械十档变速，前置四方刀架。
如今已经运行了十五年，现已进入故障高发期，其中，刀架故障频发。
主要故障现象有：刀架不转，刀架转不停，换刀时刀位转不到位及刀架自锁故障。
要找出故障，排出故障，必须了解四方刀架的运行原理。
二、四方刀架运行原理分析这是普通的四工位刀架，由机床PLC来进行控制。
换刀过程是通过PLC对控制刀架的所有I/O信号进行逻辑处理及计算，实现刀架的顺序控制。
另外为了保证换刀能够正确进行，系统一般还要设置一些相应的系统参数来对换刀过程进行调整。
下面我们分析PLC控制下的换刀过程。
我们首先了解刀架控制的电气部分，刀架电气控制部分如下图所示，图a是刀架控制的强电部分，主要是控制刀架电机的正转和反转；图b是刀架控制的交流控制回路，主要是控制两个交流接触器的导通和关闭来实现a中的强电控制；图c部分是刀架控制的继电器控制回路及PLC的输入及输出回路，整个过程的控制最终是由这个模块来完成的。
图一刀架控制电气设计下面我们来分析一下换刀过程，刀架换刀有两种模式，一种是手动换刀，一种是通过T指令进行自动换刀。
我们以手动状态为例，介绍一下换刀过程及常见故障。
1、首先我们将机床调至手动状态，通过刀位选择按键进行目的刀位选择，比如说通过检测刀位选择信号（X30.6）的状态，如果按下刀位选择按键，X30.6的状态应该会改变一次，计数器的数值会发生改变，系统选择的目的刀具也会发生相应的改变。
2、选择目的刀具完成以后，下面就是将机床刀架的当前刀位转换到目的刀位。
我们按下刀位转换按键X30.7以后。
这时系统PLC输出一个刀架正转信号Y0.6，KA6吸合；KM5吸合，这时刀架电机开始正向旋转，刀架开始正转。
数控车床电动四工位刀架常见故障分析和维修
数控车床电动四工位刀架常见故障分析和维修
1. 刀架不能正常旋转
故障原因：刀架轴承损坏、电机损坏、传动系统故障。
解决方法：
1）更换刀架轴承；
2）更换损坏的电机；
3）检查传动系统的零件并更换故障部件。
2. 刀具夹紧不力或无法夹紧
故障原因：刀具夹紧机构损坏、夹紧弹簧老化、扭矩减小。
解决方法：
1）更换损坏的夹紧机构；
2）更换夹紧弹簧并调整弹簧力；
3）检查传动系统的扭力传递部件并更换故障部件。
3. 刀架精度降低
故障原因：刀架导轨磨损、轴承磨损。
解决方法：
1）更换磨损的刀架导轨；
2）更换磨损的轴承。
4. 刀具切削音量变大
故障原因：刀具震动、夹头松动、刀具变形。
解决方法：
1）夹紧刀具，并检查夹紧力是否合适；
2）更换可能变形的刀具。
总的来说，数控车床电动四工位刀架的故障主要包括刀架不能
正常旋转、刀具夹紧不力或无法夹紧、刀架精度降低和刀具切削音
量变大等。
解决这些故障需要根据具体情况采取相应的维修方法，
如更换损坏的零件、调整刀具夹紧力度、检查传动系统的零部件等。
同时，也需要定期对数控车床进行保养和维护，以提高其可靠性和
使用寿命。
数控车床四工位刀架原理及维修
障，恢复生产是我们 的期望。要做到这一点 ，我们必须 离）带动刀架体 １旋转 ，在刀架体旋转 的过程 中，由于
要总结经验 ，吃透原理 ，以便工作起来得心应手 。
弹簧 ３ｌ的作用使得粗定位销 １３始终保持与刀架座 ２３接
在对几次数控车床四工位刀架维修后 ，笔者总结常 触 ，且粗定位销 ｌ３只能沿 一个方 向公 转 ，粗 定位销在
刀架连续旋转找不见多由电路问题所致在实践中有以下几种可能磁性减弱表面吸附灰尘过多与灰尘混合形成一层隔膜使磁性减弱解决这种故障比较容易拆下磁铁架表面擦拭干净装上即好刀架在长时间工作后由于反复正反转有可能使螺纹压圈松动导致霍尔元件骨架实际为刀架定位槽与霍尔元件位置不匹配解决这种故障也比较容易松开螺纹压圈管脚断裂对于管脚没有封装的霍尔元件管脚断裂时有发生要求在刀架拆卸或保养要小心翼翼轻拿轻放避免利器碰撞管脚厂家针对以上问题已推出有封装的霍尔元件组件问题的解决已大有改观某刀号信号导线断裂仔细测量刀位信号导线刀架体磁铁架磁铁霍尔元件外罩0导线刀架轴螺纹压圈4霍尔元件骨架推力球轴承粗定位销螺杆下粗定位销0蜗轮刀架电动机中滑板4床鞍传动键联接螺钉刀架座轴承压盖蜗杆0轴承螺母弹簧上粗定位销刀架工作原理粗定位压盖刀架电动机有两个动作正转和反转其动作控制由霍尔元件来完成通过导线连接该导线为一个输入端一个输出端四个刀位信号动机得到信号后正转带动蜗杆转动并带动蜗轮冷加工设备与维修基于提高主轴回转精度的车床动力传动结构改进山东理工大学机械工程学院004主轴是机床的核心零件机床主轴的精度和特性可以用来评价机床本身的精度一般说来主轴的回转精度是衡量一台数控机床技术参数的一个关键指标安装工件或者刀具处的径向圆跳动量和端面圆跳动量有时也会涉及到主轴倾角运动的变化量回转精度通常是在无载荷的情况下通过手动或者低速机动主轴进行测量的在车床的主轴轴系中由于主轴一般用于安装工是工件的相对位置基准和运动基准其回转精度直接影响所加工零件的表面粗糙度和圆柱度等指标所以改善和控制主轴的回转精度使其确保工件的加工质是数控车床生产和改造的重要课题我公司自主研制生产的ak37型卧式车床问题会很快解决对于故障刀架卡死肯定由机械问题所致现在刀架处润滑不良由于加工中大量切削液飞溅气腐蚀使刀架内部各部分不能正常工作例如下推力球轴承磨损严重轴承滚珠滚道磨损或出现麻点需更换轴承弹簧失效或断裂影响粗定位或卡死需更换表面腐蚀或断裂滑销表面腐蚀影响螺上下导向使刀架卡死滑销断裂就不言而喻了以上对车床四工位刀架结构及原理进行了分析举了常见故障及处理方法除此之外日常保养对于刀架来说也很重要要做到每班将刀架清理干净定期给各滑动部分加润滑油以保证刀架寿命月份已研制生产了三代一直以来都能够满足公司的生产要求但近年来随着客户对加工工件精度要求的提高问题日渐显露针对该型号车床加工精度的提高问题列入攻关日
数控车床四方刀架故障分析和维修
障情 况 ， 以便更 准确地 判 断故障 发生 原 因。 但 是 ， 果 刀架发 生 了碰 撞事 故后 ， 如 就不 宜重 演
尔开关状 态是否完好 。 故障原 因再 逻辑能 解释 在 动作去 判断 故障所 在 ， 并着 手进 行维修 ， 那 通 了， 找到就 可 以打开 刀架 体盖 进行修 理 。 经 肯定会 损坏机床 的。 因此 必然对维修 人 员有 比 检查发现 固定发讯盘 的锁紧螺 母已松动 ， 在经 较高 的要求 ： 要熟悉机械 传动的一般 原理和 既
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。 是采 取措 施 ， 于 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 ， 旋 紧锁 紧螺母 。 并 原结 构螺 母上 无 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 典 型的机 构性 能 ， 又要掌 握基 本的数 控原 理 。
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 ， 刀架体 下端面 定位 齿逐 步脱 离 。 等 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—＿；应 的霍儿开关 检测到 ｌ ： 目
ＥＣＨＮＯＬ０ＧＹ ＮＦＯＲＭ ＡＴｌ ｌ ＯＮ
数控车床四工位刀架的工作调试与典型故障维修
数控车床四工位刀架的工作调试与典型故障维修摘要自动换刀装置是数控车床、加工中心的重要组成部分，它大大缩短了非切削时间，提高了加工效率。
它的形式多种多样，目前常用的有可转位刀架、更换主轴头换刀和带刀库的自动换刀系统几种，其中以可转位刀架应用的更为普及，可转位刀架为一种常见的中高档数控车床刀具储存装置，而四工位电动刀架是可转位刀架中最为常用的。
本文对四工位刀架进行工作原理分析，并应用继电-接触控制系统控制电路部分进行设计调试，对以上部分用PLC进行实现，针对在实际工作中遇到的刀架常见的问题和维修经验，总结出刀架常见的故障和维修排除方法，对四工位刀架的故障排查提供帮助。
关键词电动刀架；电路调试；PLC控制；四工位；故障排除数控车床是集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体的机电一体化产品，是提高制造业的产品质量和劳动生产率必不可少的重要手段，数控车床带有自动换刀装置，自动换刀装置的功能就是储备一定数量的刀具并完成刀具的自动交换。
数控车床上使用的回转刀架换刀是一种常见的自动换刀装置。
1 车床四工位电动回转刀架的工作原理数控车床上使用的回转刀架一般是立式的，具有四工位（装有四把刀具）或六工位，由数控机床发出的脉冲指令进行回转和换刀。
对于使用回转刀架的数控机床，在加工过程中，回转刀架不但可以存储刀具，而且在切削时要连同刀具一起承受切削力，在加工过程中要完成刀具交换转位、定位夹紧等动作。
1.发信盘；2.推力轴承；3.螺杆螺母副；4.端面齿盘；5.反靠圆盘；6.三相异步电机；7.联轴器；8.蜗杆副；9.反靠销；10.圆柱销；11.上盖圆盘；12.上刀体四工位电动刀架一般由电动机、机械换刀机构、发讯盘等组成如图1所示，自动回转刀架换刀具体的换刀动作如下：数控系统输出换刀信号——PLC控制信号输出（控制电路中继电器-接触器动作）——刀架电机正向寻刀开始——刀架抬起（螺杆将销盘上升到一定高度）——刀架正转（离合销进入离合盘槽，离合盘槽带动销盘，销盘带动上刀体转位）——检测元件检测到刀位信号——刀架电机开始反转并锁紧——刀架电机断电——加工顺序进行。
数控车床自动刀架常见故障诊断及维修
.经济型数控车床一般都配有自动展转刀架，现有的刀架构造主假如插销式和端齿盘式。
因为刀架使用屡次，且各样型号规格的刀架质量错落不齐，所以故障率较高。
一旦出现某种故障现象，则可能是机械原由，也可能是电气、控制系统方面的原由。
所以，依据不一样的故障种类，找准原由，正确快速确立故障点，方能实时清除故障。
本文以当前使用许多的端齿盘式四工位自动刀架为例，将可能出现的各样故障现象加以剖析，并提出了对应的维修步骤和方法。
1数控车床刀架工作原理图 1 所示为经济型数控车床常用的四方刀架构造，其刀具转位信号由加工程序指定。
其工作过程为：刀架抬起一刀架转位一刀架定位一夹紧刀架。
(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，经过套筒连轴器 2 使蜗杆轴 3 转动，进而带动蜗轮丝杠 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.整体构造。
蜗轮丝扛内孔与刀架中心轴式空隙配合，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，因为刀架底座 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，所以刀架体7 抬起。
(2) 刀架转位当刀架体抬至必定距离后，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，随蜗轮丝杠一起转动，当端面齿完整脱开时转位套正好转过160 。
(如图所示) ，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 不可以转动，使其在该地点垂直落下，刀架体7 和刀架底座5上的端面齿啮合实现精准定位。
(4) 夹紧刀架电动机持续反转，此时蜗轮停止转动，涡杆轴 3 自己转动，当两头面齿增添到必定夹紧力时，电动机 1 停止转动。
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数控车床四方刀架常见故障与维修方法
摘要:数控车在加工制造行业应用越来越广，从而推动职业教育“数控技术”专业的发展,也为职业学校增添了一道亮丽风景，但是机床故障和维修的问题也随之而来，作为不是专业维修人员的数控一线实训教师，我们也应该具备一定的机床保养和维修能力。
关键词:数控车床四方刀架故障维修
近年来,随着我国加工制造业的迅速发展,具有加工高速、高效、高精的数控机床也随着占踞了加工制造行业的重要地位,尤其是经济性数控机床成本低、高效率更是在小企业、学校等得到普遍应用。
电动四工位四方刀架更是经济型数控机床的重要组成部分，作为一名学校车间的实训指导教师，我将这些年我在维修四方刀架上遇到的问题、故障排除及维修方法作一经验总结，希望能够对大家有所帮助，只是个人经验,如有不足之处还请同行指正。
1 四工位四方刀架的工作原理
首先我们要知道四工位四方电动刀架是通过“控制系统发出换到信号，控制继电器动作，既而刀架电机正转，通过蜗轮、蜗杆、螺杆将销盘上升到一定高度时，离合销带动销盘，销盘再带动上刀体转动，当上刀体转到所需刀位时，霍尔元件(发信盘)电路发出到位信号，从而电机反转，反靠销进入反靠槽，离合销从离合盘中爬出，刀架完成粗定位，同时销盘下降端齿啮合，完成精定位，刀架位置被锁紧”。
从而保证了加工过程中，车刀始终能够保持正确的加工位置。
知道工作原理后，我们就可以根据问题现象快速查找和排除问题。
2 故障分析和解决
2.1现象为系统发出指令信号，刀架无旋转换刀动作，这时候我们可以从以下几个方面进行排查。
（1）空开跳闸；
因为机床电路里有过载和过流保护装置，当过载或过流时，为了保护其它电器元件不受损坏，所以保护装置及时切断回路，导致不能正常换刀，将其恢复即可，当然有些机床使用自恢复保护装置则可忽略此问题。
（2）查看正转控制线路及交流接触器是否正常；
这里导致不能换刀的原因和空开跳闸原理是一样的，都是回路不通，但是这里需要查找的内容就相对比较多，一般我们以交流接触器为界线来查找回路。
首先我们要“听声音法”进行判断，如系统发出信号，我们听到有交流接触器“啪”吸合的声音，则认为从系统到交流接触器段的线路无故障，反之则用万用表继续查找交流接触器到刀架电机的线路，直到找到断点及时维修。
那么如果系统发出信号，我们没有听到任何声音，则说明电流没有到达交流接触器，这时候我们可以人工触动使交流接触器吸合，如果此时刀架开始旋转，则可证明接触
器之后电路正常；如果刀架没有旋转，我们就可以利用“交换法”交换接触器，再来看现象，如果这时刀架开始旋转，我们可再从系统发出换刀信号，如果换刀正常，那就可以确定之前的交流接触器坏了，需要更换它；如果换刀还是不正常，则需要用表查找正转接触器的控制回路是否正常。
现实中也有可能是两种或多种原因导致问题出现，这种现状查找和排除起来比较麻烦，需要我们维修人员多积累经验、多点细心和耐心。
（3）电机烧坏，可用手触摸感觉电机温度做出判断；
如果是刀架电机问题，则问题相对比较集中，方便我们快速排查。
如果正在使用过程中出现鼓障，我们可及时用手试探触摸电机判断是否烧坏；否则我们需要用表测量来判断电机是否正常。
如果车间有同类型设备，许多问题我们也可用“交换法”查找和排除故障。
（4）看现象也是快速查找故障的有效方法之一；
如果我们使系统发出信号看到刀架有微弱颤动或听到刀架内部有短暂的机械传动声音，但是刀架没有正常旋转换刀，则查看是否为刀架自身机械问题或电机相序接反（没有更改电源情况下一般不会出现相序接反问题，可从机械问题着手排查）；
（5）PLC没有正转信号输出，查看正转输出信号输出端是否正常，根据实际情况进行改输出点解决问题；
2.2现象为系统发出换刀信号，刀架有正传，没有反转动作，持续正转数秒后报警随即旋停下来，我们可从以下几方面查找排除。
(1)霍尔元件（也叫发信盘）坏，一般为换某个（或某几个）刀位时，不能正常换刀，刀架旋转几个刀位后，随即停下来。
说明霍尔元件坏了，刀位到位的信号不能发出，所以系统检测不到刀位到位信号，认为没有找到刀位，所以一直旋转找刀位，直到超出预设的换刀时间为止，被迫发出“换刀超时”报警。
这个故障比较常见，最好将此元件多备几个，以备不时之用；
(2)查看反转控制线路及交流接触器是否正常(方法同正转控制回路)；
(3) PLC没有反转信号输出，查看正转输出信号输出端是否正常，跟据实际情况进行改输出点解决问题；
2.3现象为刀架有正转动作但不能正常锁死；
（1）刀架底部可能有铁销之类的杂物影响刀架精定位，及时给予清除，平时要注意保持刀架周围清洁干净。
（2）刀架反转锁死时间设置很短，没有足够时间锁死刀架，可以在plc控制中设置合适的锁死时间。
3 结语
多年在一线带数控实训中，刀架的问题最为常见，相信好多一线实训教师也遇到了例似的故障，甚至积累了更丰富的排故和维修经验。
新的技术不断出现，新的故障也应然而生，一些小的故障去让厂家维修花费代价相对比较高，所以要求我们一线的实训指导教师不仅能够很好的使用机床，把专业技能传授给学生，而且还得具备一定的机床保养、维护和维修方面的能力。
因此，在日常工作中，我们应该多留心机床小故障，多点细心和耐心的去排查和解决故障，多为自己积累一些维修经验，从而能够保障我们设备的正常运转。
参考文献
[1]陈亭志,孙海亮.数控机床的电气维护与检查.电子工业出版社,2011,10.。