CKA6150数控车床刀架工作原理和典型故障分析
常见故障的诊断与维修案例—数控车床
常见故障的诊断与维修案例—数控车床例1:【故障现象】CKA6150机床在使用中，出现转动中的整个刀架转动突然停止，并出现报警，再次开启转动刀位，刀架断路器跳闸。
【分析与诊断】从上述故障现象分析，应该属于刀架的电气故障。
而刀架电气故障一般发生在刀架的霍尔元件、电动机和相关的线路上。
经检测4个霍尔元件都正常，电动机转动也正常，判断故障可能在PLC到刀架的传输导线上。
检查发现电气柜到通往刀架的电缆线外皮磨破，电动机线与地短路，断路器跳闸的原因找到，故障点也找到。
【故障排除及维修】相应的电缆线接好，绝缘包好，刀架恢复正常。
例2:【故障现象】机床Z轴方向加工尺寸不稳定。
【分析与诊断】该机床使用了两年多，近几个月发现Z轴方向定位精度不好，尤其是停止后再开机，往往就出现误差。
这类故障大多与机床传动链有关，有可能伺服电机到丝杠的齿形带磨损，也有可能刀丝杠两端轴承磨损导致丝杠窜动，还有可能机床压板松动，或者架重复定位不好。
镜检查，这些原因都不成立，进一步分析，停机后重新启动，需要回零操作。
出现误差应该和回零开关有一定的关系，检查回零开关发现有个紧固螺钉松动。
【故障排除及维修】拧紧开关上的紧固螺钉，故障就排除了。
例3:【故障现象】机床出现414报警，整机不能动。
【分析与诊断】机床配置的系统是FAUNC O-TD 系统，α系列的伺服电机及电动机。
首先从查询414报警含义开始。
CNC机床开机会进行自检，哪个单元出现故障，就会出现对应的报警号，414报警的含义是X轴伺服驱动器有异常。
【故障排除及维修】根据这条信息，我们检查了驱动器伺服电机和与链接的电缆线。
先从连接开始，打开电缆与伺服电机插头，发现插座有烧焦的痕迹，说明是插座短路所致，立即更换此插座，所有线按原样接好试车，机床恢复正常了。
例4:【故障现象】机床切削半径为300mm的圆弧时，圆弧表面粗糙度很高，有明显的刀痕。
【分析与诊断】机床是CKA6150 FANUC CO-TD系统．伺服是α系列交流伺服电动机，加工半径为300mm,圆弧是一个大的圆弧，在圆弧插补时Z轴移动得快．而x轴移动得很慢，这就要求X轴对细微的指令也要有良好的连续变化，即有较高的灵敏度。
知识点：CA6140车床电气控制线路与原理
2 CA6140车床电气控制线路的原理图
CA6140型普通车床电气控制系统主要由 电源电路 、 主电路 、 控制电路 和 辅助电路 四部分组成。
其中：电源电路由电源保护器和电源开关组成，主电路由电动机、 电磁铁及其保护电器等组成，控制电路由继电器、接触器和电磁铁的线 圈、灯泡等元件组成，辅助电路由变压器、整流电源、照明灯等低压电 路组成。
KM 7
U12 V12 W12
FR1 7
1U 1V 1W M 3~
2
FU1 U13 V13 W13
TC
FU4
101
24V FU3 201
6V FU2
1
110V
SQ1
0
4
KA1
KA2
FR1
5
2
SB3
U14 V14 W14
FR2 10
XB 2U 2V 2W 3U 3V 3W
SB1
2 SQ2 SB
6
3
SB2
在原理图上方使用的“电源保护……”等字样，表明对应区域下方 元件或电路的功能，使读者能清楚地知道某个元件或某部分电路的功 能，以利于理解全电路的工作原理。
1 机床电气控制线路原理图的基本知识
（2）应用电气原理图应注意的事项 ②符号位置的索引
接触器 KM1、KM2和KM3线圈下方表达的 是相应触点的索引பைடு நூலகம்
1 机床电气控制线路原理图的基本知识
（5）原理图中，无论是主电路还是辅助电路，各电器元件一般按动作顺序 从上到下，从左到右依次排列，可水平布置或者垂直布置。 （6）原理图中，有直接联系的交叉导线连接点，要用黑圆点表示。无直接 联系的交叉导线连接点不画黑圆点。
1 机床电气控制线路原理图的基本知识
数控车床电动刀架工作原理及故障诊断
数控车床电动刀架工作原理及故障诊断一、工作原理1.电机：电动刀架通常采用交流电机作为动力源，通过数控系统控制电机的运转。
电机的功率和转速要根据切削任务的要求进行选择。
2.传动系统：传动系统将电机的旋转运动转化为刀架的旋转运动。
常见的传动方式有齿轮传动、皮带传动和直接驱动等。
3.刀杆夹持机构：刀杆夹持机构用于夹持刀杆，确保刀杆能够固定并旋转。
常见的夹持方式有内锥形夹持和切削液压夹持。
4.刀片夹持机构：刀片夹持机构用于夹持刀片，确保刀片能够固定并旋转。
常见的夹持方式有机械夹持和液压夹持。
通过数控系统的控制，电动刀架可以实现精确的刀具位置和速度控制，从而实现对工件的精确切削加工。
二、故障诊断1.电机无功率输出：可能是电机本身故障或电源供电问题，可以通过检查电机线路和电源线路来判断。
2.传动系统卡阻或传动失效：可能是齿轮、皮带或直接驱动等传动部件损坏或松动，只需检查传动部件的状态并进行必要的修复或更换。
3.刀杆夹持失效：可能是内锥形夹持机构损坏或松动，也可能是切削液压夹持系统失效。
可以通过检查夹持机构和液压系统来确定问题所在。
4.刀片夹持失效：可能是刀片夹持机构损坏或松动，可以通过检查夹持机构的状态来判断。
如果是液压夹持系统失效，需要检查液压系统是否正常工作。
5.数控系统控制错误：可能是数控系统的编程或设置错误导致刀架位置或速度不正确。
可以通过检查数控系统设置和编程来解决问题。
总之，数控车床电动刀架的工作原理是通过电机驱动，传动系统转化旋转运动，刀杆和刀片夹持机构固定和旋转刀具，实现对工件的精确切削加工。
故障诊断主要从电机、传动系统、夹持机构和数控系统等方面进行，根据具体情况进行检查和修复。
数控车床刀架控制常见故障及维修
故障维修—164—数控车床刀架控制常见故障及维修康 宇(赣州金环磁选设备有限公司，江西 赣州 341000)数控车床融合了多种技术，诸如计算机信息技术、机械制造技术以及液压气动技术等，存在着精度高、效率高、柔性高、自动化程度高的优势。
刀架属于数控车床件自动换刀的装置，涉及机械传动与PLC 程序控制。
生产产品的过程中，电动刀架正常运转与机床加工效率、稳定性之间存在着紧密的联系。
若刀架产生故障，就会妨碍产品加工的正常进行，若情节严重还会出现碰撞，损坏产品。
所以，机床正常工作中，若刀架出现异常，怎样准确、迅速、高效解决故障，防止严重后果的出现十分重要。
一、数控车床电动刀架的工作原理图1 数控车床刀架结构 本文将LDB4电动刀架作为例子。
对于该系列电动刀架而言，为四工位刀架，整体结构如图1所示。
实际运转的过程中，刀架在蜗轮和蜗杆结构基础上，通过电动机将驱动传给丝杠，针对螺母和转动刀架，应对其进行有效连接，则是螺母和转动的刀架间不停地上下滑动，不能够产生相对转动的情况，通过齿面啮合对电击底座、螺母进行准确定位。
针对螺母在啮合齿尚未完全脱开运转，同时转动刀架也不可出现转动的情况。
初始过程中，通常会由于丝杠处在顺时针旋转状态，导致和螺母相对转动的刀架渐渐向上移动，完全脱离了啮合齿，难以确保销钉、止推槽相关功能的发挥，秉承严格、规范的流程，即丝杠转动——螺母转动——刀架转动——进行换刀，达到实际规定工位之后，通过霍尔元件定位系统把准确定位的信号迅速传递到数控装置体系中，直到整个工作完成。
接下来，采用霍尔元件定位系统、辅助定位销钉，对具体位置进行准确定位。
充分彰显止槽、销钉的功能，螺母和刀架两个系统均不得出现反转的情况。
因此，螺母系统便会沿着丝杠渐渐地向下移动，直到遇到两对啮合齿，并有效啮合后完成下移，这样，换刀过程便顺利完成[1]。
二、电动刀架常见故障判断及应对方法（一）电动刀架换刀时运转不停其一，设备霍尔元件存在问题。
基于CAK6150P数控车床故障排除实例分析
基于CAK6150P数控车床故障排除实例分析导言：在制造业领域，数控车床已经成为一个不可或缺的设备。
然而，由于不可避免的原因，数控车床也会出现各种故障。
本文将以CAK6150P数控车床为例，分析其中一个故障情况，并介绍解决问题的方法，以帮助读者更好地理解和排除数控车床故障。
故障现象描述：CAK6150P数控车床在操作过程中出现了一个常见的故障现象：切削工具无法正常进给。
通常情况下，当切削工具无法正常进给时，可能会导致加工产量下降，严重时甚至会导致设备停机。
故障排除步骤：故障排除的过程通常需要分为几个步骤。
在本例中，我们将按照以下步骤进行排除：1. 观察故障现象和提示信息在开始排除故障之前，首先应该仔细观察故障现象和任何可能的提示信息。
在本例中，我们注意到，当切削工具无法正常进给时，数控车床的显示屏上并没有明显的错误代码或警告信息。
2. 检查进给系统由于故障现象是切削工具无法正常进给，我们可以怀疑该故障与进给系统相关。
因此，我们需要仔细检查进给系统的各个部件，包括进给电机、进给轴、进给刀塔等。
可能的故障原因包括电机故障、轴承损坏或刀塔卡住等。
3. 检查电源和电控系统如果进给系统没有问题，我们需要进一步检查电源和电控系统。
可能的故障原因包括电源线路故障、电控器故障等。
我们可以通过检查电源线路的连接状态、测试电源输出电压和使用替代的电控器来进一步确定故障原因。
4. 清洁和润滑有时，进给系统故障可能是由于灰尘、碎屑或润滑不足造成的。
因此，在排除故障过程中，我们应该对机床进行清洁和润滑。
这包括清除切削区域的碎屑和灰尘，检查润滑系统并添加或更换润滑剂。
5. 运行自检程序大多数数控车床都配备了自检程序，可以用于检查机床各个部件的功能和状态。
在排除故障过程中，我们可以运行自检程序以帮助确定潜在的故障原因。
通过比较自检结果和正常状态，我们可以得出结论并采取相应的措施。
6. 查找技术资料和咨询专家如果以上步骤都没有解决问题，我们可以查找相关的技术资料，例如数控车床的用户手册或维修手册。
CKA6150数控车床主传动系统故障维修精品文档3页
CKA6150数控车床主传动系统故障维修数控机床综合应用了计算机、自动控制、精密测量、现代机械制造和数据通信等多种技术，是机械加工领域中典型的机电一体化设备。
我院建设有数控加工专业国家级高技能人才实训基地，其中数控车床是重要的实训设备。
在实训过程中发现CKA6150数控车床，出现部分主轴转速无法实现等情况，并且系统无报警，排除了人为等因素后，故障依然存在。
本文以此数控车床的故障及排除实例进行分析。
一、CKA6150数控车床概述CKA6150数控车床是大连机床集团有限责任公司开发的经济型数控车床，采用平床身，具有良好的经济型和实用性。
选用FANUC 0i-MATE TB 操作系统，可对工件进行多次重复循环加工。
该机床为万能型通用产品，特别适合于军工、汽车、拖拉机、冶金等行业的机械加工。
主要承担各种轴类及盘类零件的半精加工及精加工。
可加工内、外圆柱面、锥面、车削螺纹、镗孔、铰孔以及各种曲线回转体。
二、故障现象与剖析故障现象：主轴变速时，S1、S3、S5、S7、S9、S11转速正常，S2、S4、S6、S8、S10、S12无法实现。
数控机床的故障按有无自诊断显示可分为有报警显示故障和无报警显示故障，以上故障现象属无报警显示故障。
无报警显示故障往往表现为指令正常，而执行时却不能动作，手动操作也无法执行动作，因此这类故障的排除相对于有诊断显示故障的排除难度更大。
根据故障现象去确定最终故障点时，先后做了以下几方面的推断，即：（一）查找系统的故障数控机床的主传动系统是数控机床的重要组成部分，主要包括主轴箱、主轴头、主轴本体、主轴轴承等，是机床的关键部件。
主轴部件是机床的重要执行元件之一，它的结构尺寸、形状、精度及材料等，对机床的使用性能都有很大的影响，特别是影响机床的加工精度。
主轴变速的方式有无级变速、分段无级变速、分段变速等。
无级变速数控机床直接采用直流或交流伺服电动机实现主轴无级变速。
分段无级变速数控机床在交流或直流伺服电动机无级变速的基础上配以齿轮等其他机构，使之成为分段无级变速，常见的有：带有变速齿轮的主传动、通过带传动的主传动、用两个电动机分别驱动主轴、内装电动机主轴。
实验一 数控机床结构与典型部件解析
实验一数控机床结构与典型部件解析实验地点：新厂房一、实验目的1.本实验使学生了解CKA6150数控车床布局、主轴系统、进给机构2.分析数控车床的组成、加工过程、进给运动、主运动传动关系、刀架结构的作用，使学生进一步明确数控机床的特点和用途。
二、实验要求1.了解CKA6150数控车床的布局，掌握主轴系统的工作原理和结构特点，以及各部分主要零件的作用；2.了解刀塔的换刀过程；三、实验仪器CKA6150、CK0628数控车床四、实验原理与内容本实验为认识实验，主要目的是加强学生对数控机床的基本组成、工作原理及功能部件、电子元器件、位置检测元件的感性认识。
由老师给学生作现场讲解并进行数控机床运动控制演示。
通过实物教学演示与讲解以下内容：1.知道数控机床基本组成结构。
数控机床一般由输入/输出设备、CNC装置、伺服单元、驱动装置（或执行机构）可编程控制器及电气控制装置、辅助装置、机床本体及测量装置组成，如下图所示为数控机床的组成框图。
其中除机床本体以外的部分统称为CNC系统。
2.各组成部分的作用：1）输入/输出装置输入装置的作用是将载体上的数控代码变成相应的电脉冲信号，传送并存入数控装置内，一般为键盘。
输入装置为显示器，其作用是为数控系统通过显示器为操作人员提供必要的信息，如正在编辑的程序、坐标值、报警信号等。
因此，输入/输出装置是机床数控系统和打操作人员进行信息交流、人机对话必须具备和必要的交互设备。
2）数控装置计算机数控系统的核心，接收的是输入装置送来的脉冲信号；经数控装置的系统软件或逻辑电路进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种信号和指令，控制机床的各个部分，使其进行规定的、有序的动作。
这些控制信号中最基本的信号是经插补运算决定各坐标轴的进给速度、方向和位移指令，还有如主轴的变速、换向和启停信号，刀具的指令信号，冷却液、润滑油启停，工件和机床部件的松开、夹紧、分度工作台转位等辅助指令信号等。
它主要包括微处理器（CPU）、存储器、局部总线、外围逻辑电路以及与CNC系统其它组成部分联系的接。
数控车床电动刀架常见故障诊断3 常见故障分析与诊断
3 常见故障分析与诊断3.1换刀时刀架不转电源相序接反（使电机正反转相反）或电源缺相(适用普通车床刀架)。
数控系统在换刀时,换刀信号已经发出,控制刀架电机的接触器也已经闭和,如果现在刀架电机不运转,有可能是因为刀架电机电源缺相,另一个原因有可能是因为刀架电机正反转信号接反,因为普通经济型车床所使用的刀架是通过刀架电机的正反转来进行选刀,并进行锁紧等动作,一般的工作顺序是刀架首先正转进行选泽刀具,刀具选者到位后,电机再进行反转,把所选择的刀具进行琐紧.整个换刀过程才结束,如果刀架电机电源的相序接反或者是所发出的正反转信号相反,那么数控系统选择刀具时所发出的刀架电机正转信号,刀架电机此时的运动状态恰好是反转锁紧,所以刀架电机就会静止不动,一直处在锁紧状态.此时将刀架电机的电源线任换两相,或者是将PLC的刀架输出信号相互调节一下,故障即可以消除.3.1.1刀架与刀库常见故障及故障维修（如表1所示）表13.1.2 LDB4刀架在换刀过程中找不到想要的刀位LDB4刀架的换刀过程是数控系统控制电动刀架的正转，在正转的过程中，一个小磁块固定不动，4个工位的霍尔元件跟随刀架旋转，当其中一个霍尔元件接近小磁块后，发出对应的高电平或低电平信号，当所需要工位的霍尔元件接近小磁块时，该信号传递回数控系统，这时数控系统停止正转控制，发出延时的反转信号，控制刀架缩紧。
当对应的霍尔元件出现故障或信号回传通道出现故障的时候，对应的刀位信号无法反馈回数控系统，就出现了刀位故障。
排除方法：检查霍尔元件是否出现故障、检查信号通道是否畅通。
3.1.3 LDB4定位精度出现误差LDB4的定位分为两个层次：定位霍尔元件进行电动机定位，定位卡销与刀座上的卡槽进行精确定位。
如果定位精度出现误差，主要是定位霍尔元件是否出现移位或位置出现误差，或者弹簧定位卡销出现故障。
排除方法：检查定位霍尔元件的位置与弹簧定位卡销系统。
C6150A车床电气线路分析及常见故障处理
C6150A车床电气线路分析及常见故障处理C6150A车床的让会拥有量较多，其相关电路原理图、控制线路图、组合行程开关触点示意图、操作手柄挡位图分别见图1、图2、图3、图4、图5、图6。
电路图均为结合该台车床实际绘制，图中所标数字为线号。
一、单元电路组成及原理为了确保安全，所有机床、车床的指示灯电源、车床照明电源、交流接触器、继电器线包工作电源均是经隔离变压器降压隔离的。
一般来说，指示灯采用交流6．3V，照明采用交流24V或交流36V；接触器、继电器采用交流220V或交流110V。
若变压器损坏或保险FU1熔断而造成电源指示灯照明灯均不亮，整机不工作。
QF1、QF2、QF3是自动空气开关，其中QF1是带过载短路保护的总电源开关，QF2、QF3分别是润滑电机和冷却液电机的控制开关，且QF2、QF3内带过流热继电触点串联在交流110V主控制回路中(图1)，如果9F2、QF3其中之一未合闸或工作过程中出现跳闸，则主机停止工作。
KM1、KM2是主电机正、反转切换接触器，以改变主电机的正、反转方向来改变主轴的转速变换。
KM1、KM2由各自辅助常闭触点互锁，其工作是由SA2切换的(图2)。
KM3、KM4是溜板箱快速移动(进、退)电机控制接触器，由常开按钮SB4、SB5分别点动控制，两接触器由各自辅助常闭触点互锁。
KA1、KA2是控制电磁离合器YC1、YC2工作的继电器，由组合行程开关SQ1—SQ6控制其工作状况，两继电器通过各自的常闭触点进行互锁，即YC1、YC2不能同时得电工作。
通过KM1、KM2常开、常闭辅助触点的控制，KA1、KA2又可分别交换控制YC1、YC2，达到主轴正、反转时不同转速的变换。
两只操作手柄之间电气联锁，实现同步。
平时手柄操作后，靠一只弹簧把手柄自动顶回到两个空挡位置。
两个空挡位置是手柄的经常位置，正转、停止(制动)和反转三个位置是暂时位置(图5、图6)。
主轴正、反转和制动既可在进给箱旁操作手柄，也可在床鞍溜板旁操作。
CK6150型数控车床常见故障排除方法
CK6150型数控车床常见故障排除方法论文导读：CK6150型数控车床是一种常见的通用型数控车床，应用比较广泛。
但是在日常应用中，由于数控车床故障比较复杂，同时数控系统自诊断能力还不能对系统的所有部件进行测试，往往是一个报警号指示出众多的故障原因，使人难以入手。
CK6150型数控车床故障维修通常按照：现场故障的诊断与分析、故障的测量维修排除、系统的试车这三大步进行。
关键词：CK6150，数控车床，故障维修CK6150型数控车床是一种常见的通用型数控车床，应用比较广泛。
但是在日常应用中，由于数控车床故障比较复杂，同时数控系统自诊断能力还不能对系统的所有部件进行测试，往往是一个报警号指示出众多的故障原因，使人难以入手。
下面介绍维修人员生产实践中常用的排除故障方法。
一、现场故障的诊断与分析1.先外部后内部现代数控系统的可靠性越来越高，数控系统本身的故障率越来越低，而大局部故障的发生那么是非系统本身原因引起的。
免费。
由于数控机床是集机械、液压、电气为一体的机床，其故障的发生也会由这三者综合反映出来。
维修人员应先由外向内逐一进行排查。
尽量防止随意地启封、拆卸，否那么会扩大故障，使机床丧失精度、降低性能。
系统外部的故障主要是由于检测开关、液压元件、气动元件、电气执行元件、机械装置等出现问题而引起的。
2.先机械后电气一般来说，机械故障较易觉察，而数控系统及电气故障的诊断难度较大。
在故障检修之前，首先注意排除机械性的故障。
3.先静态后动态先在车床断电的静止状态，通过了解、观察、测试、分析，确认通电后不会造成故障扩大、发生事故后，方可给机床通电。
在运行状态下，进行动态的观察、检验和测试，查找故障。
免费。
而对通电后会发生破坏性故障的，必须先排除危险后，方可通电。
4.先简单后复杂当出现多种故障互相交织，一时无从下手时，应先解决容易的问题，后解决难度较大的问题。
往往简单问题解决后，难度大的问题也可能变得容易。
二、故障的测量维修排除1.初始化复位法一般情况下，由于瞬时故障引起的系统报警，可用硬件复位或开关系统电源依次来去除故障。
CAK6140数控车床常见故障检测与维护_毕业设计
毕业设计CAK6140数控车床常见故障检测与维护摘要本文主要以常见数控车床CAK6140为研究对象，研究数控车床故障检测及维护的相关内容。
从数控机床故障诊断的基础内容谈起，介绍数控车床故障规律，故障诊断的一般步骤及方法。
并讲述数控车床的常见故障，包括机械故障、伺服系统故障、PLC电气故障等。
本文还通过一些常见实例介绍数控车床故障产生后分析处理的过程。
从而得知，数控车床维护是一门复杂的技术，要熟悉数控车床的各个部分，理论与实践相结合，提高工作效率。
关键词数控车床 CAK6140 故障检测维护目录前言 (1)第一章概述 (2)1.1 数控机床故障诊断与维修的意义 (2)1.2 数控车床常见故障分类 (2)1.3 数控机床故障诊断的一般步骤 (3)1.4 数控机床故障诊断原则 (3)1.5 数控机床维修的特点 (4)第二章 CAK6140数控车床的工作原理 (5)第三章 CAK6140数控车床机械部分常见故障及处理方案 (6)3.1数控车床主传动系统与主轴部件的常见故障及处理方案 (6)3.2数控车床进给系统的常见故障及处理方案 (7)3.3数控车床导轨副的常见故障及处理方案 (8)第四章 CAK6140数控车床液压部分的常见故障及处理方案 (10)第五章 CAK6140数控车床电气控制部分的常见故障及处理方案 (12)5.1伺服系统故障及诊断 (12)5.2 PLC故障诊断的方法 (14)第六章 CAK6140数控车床的维护 (16)6.1数控车床的保养知识 (16)6.2数控车床系统的维护 (16)第七章数控车床故障维修实例 (18)7.1主传动系统故障维修实例 (18)7.2进给系统故障维修实例 (18)7.3刀架系统故障维修实例 (19)7.4伺服系统故障维修实例 (19)7.5电气控制系统故障维修实例 (19)结论 (20)致谢 (21)参考文献 (22)前言数控机床是机电一体化的高技术产品，它的产生是20世纪中期计算机技术，微电子技术和自动化技术高速发展的结果,是在机械制造业要求产品高精度、高质量、高生产率、低消耗和中、小批量、多品种产品生产实现自动化生产的结果,机械制造业是国民经济的支柱产业之一，但在实现多品种、小批量产品自动化生产方面曾遇到困难,对于大批大量生产，实现自动流水作业比较容易，但对于多品种小批量生产的自动化经历了漫长的道路,因为机械制造业属于离散型生产，它与化工生产、电力生产等连续型生产类型截然不同,在机械加工中，产品是经过一道道工序、多次换刀与一系列动作逐步累加而成型的,通过成组技术将产品分类，力求把中、小批量产品转换成大批大量生产的形式，组成流水生产作业，在一定程度上可以使机械加工生产类型由离散型转化为连续型。
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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统输 出、换刀指令未传 到 刀架 电机、刀架 电机故 障、
刀架机械故 障。 （ ２ ）手动换 刀不 能正 常进 行 ， 自动换 刀功 能正
常
故障现象 ：当在手 动 模 式下 ，通 过 控 制 面 板上
“ 刀位选 择 ”和 “ 刀 位转动 ”按 键进 行 手动 换 刀时 ， 刀架没有动作 ；而当通过控制面板输入 “ Ｔ Ｘ Ｘ Ｘ Ｘ ” 换 刀指令 ，进行 自动换刀时 ，刀架能够进行正常换刀 。
作 ，充分发挥数控车床 的作用 。数控编程的理论知识 关键要在实践加工过程 中去理解 和检验 ，以上提 出的 两点 体会 ，肯定还存在不 足之处 ，希望能起到抛砖 引
玉的效果。
（ ２ ）程序段 Ｎ ６ ０中 当快 要 加 工 到设 计 深 度 时 ， 需减小进给量 Ｆ ，以免 因切削阻力过大 ，出现断刀现象。 采用以上 编程 方 法加 工 一个 中心 孔用 时不 到 １ ｍ ｉ ｎ ，同样按每天 加工 ４ ０个工 件计 算 总共 可节 约 ６ ０ ｍ ｉ ｎ即 １ ｈ ，而且大大减小 了操作者 的劳动强度 。 ３ 结论
在机床 使用过程 中，会发生多种多样 、各不相 同的故
束 ，是通过 刀架 上的霍尔元 件将其 到位信 号传到数控 系统 ，数控系统接收到该信号后 ，向控制电机反转 的 继 电器 、接触器发 出控制信号 ，使其动作 ，实现 电机
的反 向运行 ，再通过 电机 的反 向锁 紧机械机构实现对 刀架 的反 向锁 紧 ，电机 反向运行 的时间是 由数控系统 的反向锁紧时间确定的 。锁紧时间到后 ，控制其停止
【 ２ 】 侯 晓方 ． 数控 车床 电动刀架 故 障诊断 与维 修 ［ Ｊ ］ ． 机 床
与液压 ， ２ ０ １ ０ ， ３ ８ （ ８ ） ： ９ １— ９ ２ ．
【 ３ 】 史利娟 ， 仲丛和 ， 李小 国． 阀零件硬车加工切削参数 的设
计［ Ｊ ］ ． 煤矿机械 ， ２ ０ １ ０ （ １ ） ： １ １ ６—１ １ ８ ，
以分析 出，发生此故障的原因 ：换刀 指令未从控制 系
故障现象 ：在进行 换刀的过程中换刀能够正常进 行 ，但当换刀指令完成后 ，刀架端盖上的刀位号与换 刀指令输入 的刀位号不一致 。
故 障分析 ：在机床换刀过程 中 ，从两个地方可 以 看 到刀位 号的显示 ：（ １ ）输入 Ｔ Ｘ Ｘ Ｘ Ｘ指令时显示 的 刀位号 ； （ ２ ） 刀架 的端盖 上有 刀位号 的显 示。当机
中图分类号 ：Ｔ Ｈ １ ７ 文献标识码 ：Ｂ 文章编号 ：１ ０ ０ １ — ３ ８ ８ １（ ２ ０ １ ３ ）１ ６—１ ９ １— ２
数 控机床是机电一体化技术 的产物 ，它综合 了机
输 出刀架反 向运 行 或者 说刀 架 正转 什 么时 候 结
械 、电子 、计算 机和通信 等先 进 的技术 ，结 构 复杂 。
运动 。
障 ，故障 的类型按照发生故 障的部位有数 控装 置的硬 件故障 和软件故 障、Ｐ Ｌ Ｃ的硬件故 障和软件故 障 、伺 服 系统故 障和机床主体部分故障 ；按照发生故 障的类 型有 机械故障和 电气故 障；按故障发生后有无报警 显
示可 以分为硬件报警显示 、软件报警显示 和无 报警显
２ ０ １ ３年 ８月
机床 与液压
Ｍ ＡＣＨＩ ＮＥ ＴＯＯＬ ＆ ＨＹＤＲＡＵＬ Ｉ Ｃ Ｓ
Ａｕ ｇ ． ２ ０１ ３
Ｖｏ １ ． ４１ Ｎｏ ．１ ６
第４ ｌ 卷 第１ ６期
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ — ３ ８ ８ １ ． ２ ０ １ ３ ． １ ６ ． ０ ５ ９
故 障现象 ：当在控制 面板 中输人调刀指令控 制刀 架进行 换刀时 ，刀架 没有动作。 故障分析 ：由前面工作原理可以看 出，从控制面 板输入换刀指令到看到刀架 的运动 ，需要数控车床 的
带 动刀架开始转动 。
（ ３ ）刀架反 向锁 紧的实现
收稿 日期 ：２ ０ １ ２— ０ ６— ２ ５
若其 出现故障 ，会给加工造成很大 的影 响 ；而且刀架
一 刀 架电 ｌ械装置 刀架机
故障在数控车床故 障中 占有很 大的比例。基 于此 ，作
者 以Ｃ Ｋ Ａ ６ １ ５ ０数控 车床 的 四方刀 架为 例 ，对 其工 作 原理 和常见故 障进行分析 。
１ Ｃ Ｋ Ａ ６ １ ５ ０刀 架工 作原 理
床换刀结束后 ，两处 刀位号的显示保 持一致 。这 两者
的一致性是 由 Ｐ Ｌ Ｃ和霍 尔元 件线 路 共 同保证 的，而 端盖上的刀位号显示顺序是不能更改 的。由此可 以判 断发生此故障的原 因是 ：Ｐ Ｌ Ｃ刀位号定义与霍尔元件
线路连接发生 了冲突 。
故障分析 ：从前面的故障现象可以看 出 ，当 自动
换刀能够进行时 ，说明刀架电机和刀架机械机构以及 刀架上霍 尔元件 是没有 问题 的 ；在进行手动换刀时是
３ 结 论
数控车床 刀架 的换 刀过 程 由 Ｐ Ｌ Ｃ控 制 部分 、电
气元件和连接线路 以及机械部分共 同完成 ，当其 出现
通过控制面板 上 的按键 电路 和 Ｐ Ｌ Ｃ进 行换 刀指 令 的 输 出 ，指令输 出信号 的传 递是 和 自动换 刀是 相 同的 ， 从而可 以分析 出发生此故障的原因是 ：Ｐ Ｌ Ｃ故障或者
动。
合共同完成 ，若某一部分有问题 ，都会 造成刀架换刀
故障 。也就是说 ，当出现故障时可能是某一方面 的问 题 ，也可能是多方面 的问题 ，需要仔细地进行故 障的
分析 和诊 断。
２ 典型 故 障分析
（ Ｉ ） 自动换刀不能正常进行
（ ２ ）刀架正 向转动 的实现 电机 的旋 转运动通过涡轮 、蜗杆 、丝杠传动机构
作者简 介 ：史利娟 （ １ ９ ７ ５ 一） ，女 ，硕士 ，讲师 ，研究 方向为机 电一体化 。Ｅ—ｍ ａ ｉ ｌ ：ｓ ｌ ｊ ｚ ｃ ｈ ＿ ２ ０ ０ ０ ＠１ ２ ６ ． ｃ ｏ ｍ。
・
１ ９ ２・
机 床与液压
第４ １ 卷
Ｐ Ｌ Ｃ 、电气 、刀架 机械结 构等部分 共 同完成 。 由此可
架 转到此 刀具 时 ，不会停止而继续进行旋转 ，而在进
参 考文 献 ：
【 １ 】 魏彩乔， 陈明， 王晓光． 数控车床刀架的故障分析与维修
［ Ｊ ］ ． 机床与液压 ， ２ ０ ０ ５ （ ７ ） ： １ ９ ８ ， １ ９ ０ ．
行其他刀位号的换刀时则不会 发生此 现象 。 故障分析 ：对刀位号所对应刀具 的寻找 ，主要是 由刀架上 的霍尔元 件 和 Ｐ Ｌ Ｃ共 同完 成 的。 当刀架 旋 转 到所需要 的刀位号后 ，它所对应 的霍尔元件输 出状
参 考 文献 ：
【 １ 】 宋方之． 数控工艺培训教程［ Ｍ］ ． 北京 ： 清华大学出版
社。 ２ ０ ０ ８ ．
通过 以上分 析可知 ，数控编程 的最终 目的是加工 出能满足客户要 求的零件 ，而不是为 了运用那些指令
代码编程而编程。在正确理解 数控加 工指令 含义 的基
【 ２ 】 刘立． 数控车床编程与操作［ Ｍ］ ． 北京： 北京理工大学出
态发生变化 ，此状态经连 接电路传 到 Ｐ Ｌ Ｃ控制系 统 ，
从 而完成 刀位信号 的寻找 。由此分析 出现此故障原 因
【 ４ 】 姚道如， 汪功明， 辛礼兵． 数控机床故障诊断的模糊方法
［ Ｊ ］ ． 机床与液压 ， ２ ０ ０ ９ ， ３ ７ （ １ ２ ） ： ２ ３ １ —２ ３ ３ ．
示等 。当机床发生故 障后进行故 障原因分 析时 ，发现 引起该故 障的原因一般也都 比较复杂 ，这给数控机床
的故 障诊 断和维修带来不少 困难 。
刀架换刀过程还可 以如图 １ 所示 。
回
机转动
坌 堑 竺
卜—一
－ 曩 各 蘸
刀 架转 动
Ｉ
刀架在数控机床 的运行过 程 中起 着重 要 的作 用 ，
可能是 ：霍尔 元件 故 障、信 号 传递 线 路故 障 或着 是
Ｐ Ｌ Ｃ部分故障。 （ ４ ）换刀过程 出现刀位号错误 （ 上接 第 １ ８ ７页） ‘
【 ５ 】 史利娟 ， 陈金英． 基于 Ｌ ａ ｂ ｖ ｉ ｅ ｗ的切 削力监 控 系统 ［ Ｊ ］ ．
北京工业职业技术学 院学报 ， ２ ０ ０ ８ （ ７ ） ： ５ ８— ６ ０ ．
是按键 电路故障 。
（ ３ ）换刀过程 中找不到某一 刀位号
故 障进行分析和诊断时 ，要在充分 了解其工作原理 的 基础上进行故 障分析 ，先确定故 障具体发生 的原 因是
机 械方 面还 是电气方 面 ，然后再针对具体故 障确定相
对应的排除方法。
故 障现象 ：在对某一刀位号刀具进行调刀时 ，刀
（ ｂ ） 刀架 反 转
Ｃ Ｋ Ａ ６ １ ５ ０数控 车床 所 用刀 架是 四方 刀架 ，其 实
现换刀 的过程 主要 由以下几个过程组成 ：
图 Ｉ 刀架 换刀过程
分 析刀架 工作原 理可以看出 ：换刀过程的实现需 要数控装置 、机床电气控制 回路和刀架机械机构的配
（ １ ）换刀指令 的输入 和转换 通过控制 面板 或程序 向数控 系统 输入换 刀 指令 ， 数控 系统分析 处理 后经 Ｐ Ｌ Ｃ向控 制 刀架 电机 正转 的 继 电器 、接触 器发 出指令 ；继 电器接 触器触 点 闭合 ， 刀架 电机正转 。这一部分主要是将输入 的指令信号通 过数控 系统和机床 电气控制 回路转换成刀架 的旋 转运
Ｃ Ｋ Ａ ６ １ ５ ０数控车床刀架工作原理和典型故障分析
史并 ４ 娟
（ 北 京 工业职 业技 术 学院机 电 系，北京 １ ０ ０ ０ ４ ２ ）