LDB4型免抬起电动刀架拆装技巧及故障分析
数控车床电动刀架的安装调试与常见故障的排除
机械化工科技风2021年1月DOZ10.19392/ki.1671-7341.202102079数控车床电动刀架的安装调试与常见故障的排除陈坚1赵玉凤21.中航航空高科技股份有限公司江苏南通2260012.南通理工学院江苏南通226001摘要：本文叙述了数控电动刀架结构和工作原理、与FANUC Ot Mate系统连接的三个步骤：电气原理图的设计、PLC程序设计、参数设置；同时还讲述了常见故障的一般排除方法。
关键词：电动刀架的安装调试;FAN'C Ot Mate；常见故障排除LDB4系列电动刀架采用蜗轮蜗杆转动，三齿盘啮合螺杆锁紧，具有转位稳定、免抬等优点，运用蜗轮蜗杆、三齿盘啮合等机构,在工作的时候，上刀体不需要抬起,这样在刀架转位的时候,不存在受冷却液和切削力的影响。
我们在使用数控机床时，区别于以前的手动控制，希望工作时间和工作辅助时间减少,这样我们需要每一个工序尽量快一些，在工艺安排上，尽量一次装夹完成多道工序，这样不仅可以节省时间，还可以提高精度，同时需带有自动换刀装置。
数控车床上的电动刀架是一种最简单的自动换刀装置，一般可分为立式和卧式两种规格：1'2]#一、电动刀架（一）工作原理LDB4系列电动刀架接收数控系统的换刀信号以后，继电器开始工作，电动刀架开始选刀，选刀过后，电动机正转，此时，通过蜗杆、蜗轮、螺杆将销盘上升至一定高度时，离合销进入离合盘槽，离合盘带动离合销，离合销带动销盘，销盘带动上刀体转位，当上刀体转到所需刀位时，磁钢感应霍尔元件，电路发出到位信号，电机反转，反靠销进入反靠盘槽,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,完成精确定位，刀架锁紧。
反转时间到，继电器动 作电机停止-3]。
（二）刀架工作路线接收换刀指令一电动机开始正转一销盘带动上刀体转位一转动确定位置指令一电动机开始反转一刀架完成粗定位一开始精定位锁紧一时间到，电动机停转一回复指令一加工开始（三）刀架工作要点（1）刀架采用三相380V刀架电机，刀架连续运行时，换刀不能过于频繁,1分钟不超过6次，换刀过于频繁容易烧坏电机。
数控刀架维修初探
数控刀架维修初探作者：侯朱伟来源：《新课程·教师》2012年第04期要想自己动手来维修刀架故障，那么先要对刀架结构及刀架的工作原理进行了解，我校数控车床使用的是LDB4系列的刀架，其结构及原理通过看刀架说明书就能有所了解了。
工作时，刀架收到换刀信号，继电器动作，电机正转，通过蜗轮、蜗杆、螺杆将螺母上升至一定高度，离合盘带动螺母、上刀体转位，当上刀体到位时，霍尔元件电路发出到位信号，电机反转，反靠销进入反靠盘槽，螺母下降端齿啮合，刀架锁紧，完成换刀。
故障实例一：一次由于学生对刀错误，导致一开始自动加工就撞上了工件，致使主轴停转，刀架都转过了一点角度，刀架卡死。
事故后用手动换刀，刀架不转，听电机有启动声但不转。
再将内六角扳手伸入蜗杆轴前端部，用力手动转动蜗杆轴，能小角度旋转，但很费劲。
分析原因：故障是由撞刀引起的，电器部分应该不大会有问题，主要原因是机械部分问题，是刀架内部卡住了。
通过学习说明书上的刀架结构，问题可能出现在以下几个方面：（1）刀架主轴弯曲变形，导致刀架旋转时卡死；（2）刀架主轴轴承或蜗杆轴承损坏，使转动不灵活；（3）反靠销弯曲变形，卡在反靠盘中；（4）蜗轮蜗杆副咬死，不能灵活转动。
按照刀架说明书上的拆卸顺序，将上刀体部分进行了拆卸（注意发讯盘和上刀体的位置以及发询盘上的接线）。
发现是反靠销弯曲变形，卡在反靠盘中。
将反靠销取出后用45#钢按样配制反靠销，装上后刀架能灵活转动，故障消除。
故障实例二：有一台机床刀架偶尔会出现不转，用内六角手动转动蜗杆轴旋转刀架后能进行换刀动作，但过后不久又会出现刀架不转故障。
分析原因：刀架不转是随机出现的，且不是固定的刀号的位置。
问题可能是刀架内转动部分有垃圾或轴承磨损致使转动不灵活。
拆开刀架体后发现主轴上端的平面轴承明显有磨损痕迹，这是由于轴承中进入了垃圾造成的。
将拆出的部件进行了擦洗，更换了轴承，后故障消除。
故障实例三：一机床在使用过程中也出现了不换刀现象。
LDB4型免抬起电动刀架拆装技巧及故障分析
LDB4型免抬起电动刀架拆装技巧及故障分析一、拆装技巧1.准备工作：在开始拆装之前，先确保刀架处于关闭状态，并且断开电源。
2.拆卸电源线：用一个螺丝刀拧出电源接线盒上的螺丝，将电源线从接线盒中拔出。
3.拆卸刀片：使用一个扳手，反转螺旋扣紧螺柱，然后取下刀片。
注意要小心操作，以免刀片损坏或者伤及手指。
4.拆卸刀架箱体：先将锁紧螺母旋松，然后将刀架箱体从底座上拔出。
需要注意的是，刀架箱体较为沉重，所以需要两人协调操作。
5.拆卸底座：在底座的四个螺栓的两侧用扳手旋松，然后将底座从工作台上取下。
二、故障分析1.电源线故障：如果刀架无法正常工作，首先要检查电源线是否接触良好，是否有断裂或者损坏。
如果存在问题，可以更换电源线，然后重新接线。
2.刀片磨损：如果刀片出现明显的磨损，会导致切割效果下降。
可以通过替换新的刀片来解决这个问题。
注意在拆卸和安装刀片时要小心，以免伤到手指。
3.刀架运行响声大：如果刀架运行时出现噪音较大的情况，可能是由于齿轮磨损或者没有正确润滑引起的。
可以通过更换齿轮或者添加润滑油来解决这个问题。
4.升降功能失效：如果刀架无法正常升降，首先要检查升降电机是否工作正常，是否接触良好。
如果电机没有问题，可能是由于升降装置损坏导致的，需要修复或者更换升降装置。
5.电路故障：如果刀架完全无法工作，可能是由于电路故障引起的。
可以通过检查电路连接线是否松动或者短路来解决这个问题。
如果有需要，可以找专业技术人员进行维修。
总结：LDB4型免抬起电动刀架的拆装与故障分析可以通过以上的方法来进行。
需要注意的是，在进行拆装时要遵循相关操作规程，以免发生意外。
对于一些复杂的故障，如无法解决，建议找专业技术人员进行维修。
数控车床电动刀架常见故障诊断--“毕业设计”
**************************** 毕业设计姓名：******学号：*********系部：电气工程系专业：机电一体化论文题目：数控车床电动刀架常见故障诊断指导教师：******职称：************* 年**月*************学校毕业论文任务书系部：电气工程系专业年级：***********学生姓名:*********任务下达日期： 2011 年11 月 25 日毕业日期论文：****年***月**日至*****年**月***日毕业论文题目：数控车床电动刀架常见故障诊断毕业论文专题题目：数控车床电动刀架常见故障诊断毕业论文主要内容和要求：一、常见数控车床刀架的结构及工作原理1、TND360刀架的结构与工作原理2、LDB4电动刀架的结构与工作原理3、两种结构的比较二、常见故障分析与诊断系主任签字：指导教师签字：指导教师评阅书指导教师评语：（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：本文能应用数控车床机械方面基础理论和方法，独立分析常见数控车床刀架的结构及工作原理，并能根据工作实际分析常见故障与诊断方法。
论文内容条理基本清晰，能及时认真修改，写作态度认真。
工作量符合论文字数要求。
但该论文创新点不够明显，分析不够深入细致，缺乏个人设计创新内容，文中未使用CAD软件画图，表达不够清晰，希在设计内容方面进一步修正。
同意答辩成绩：指导教师签字：年月日**********************学校毕业论文评阅教师评阅书评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；③工作量的大小；④取得的主要成果及创新点；⑤写作的规范程度；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：评阅教师签字：*****************学校毕业设计答辩及综合成绩摘要电动刀架是数控车床实现自动换刀的机构，通过对两种典型的电动刀架的结构进行分析与比较，阐述了刀架的传动升降、刀盘的定位原理，TND360刀盘的抬起与锁紧是由凸轮机构和碟形弹簧实现的，刀盘的圆周分度是由槽轮机构实现的，LDB4电动刀架的抬起与锁紧是由丝杠螺母的系统实现的，而刀架的圆周分度是由霍尔元件定位系统实现的。
电动刀架常见故障分析
数控车床电动刀架主要内容：1）前言2）结构和工作原理3）常见故障分析一、前言电动刀架是数控车床进行自动换刀的实现机构，实现刀架上刀盘的转动和刀盘的开定位、定位与夹紧的运动，以实现刀具的自动转换，具有传动机械结构、电气正反转控制、PLC 编程控制等数控机床的核心内容，是每一个学习数控机床结构的学生必须掌握的，具有机械、电气的综合特点，同时电动刀架在数控加工过程中容易出现故障，因而对于该刀架的结构和故障的分析，在教学过程中显得尤为重要。
而常见的电动刀架中具有典型的结构有TND360 刀架和LDB4 刀架，这两种刀架采用了不同的传动升降结构、不同定位控制。
都实现了刀盘的正向换刀和反向锁紧，刀盘的圆周定位功能。
二、结构和工作原理1）TND360 刀架的结构与工作原理它属于转塔刀架，是由换刀机构和刀盘组成，刀盘用于刀具的安装。
刀盘的背面装有端面齿盘，用于刀盘的定位。
转塔刀架的换刀机构是实现刀盘的开定位、转动换刀位、定位和夹紧的传动机构。
要实现刀盘的转动换刀，就要使得刀盘的定位机构脱开后，才能行转动，当转动到位后，刀盘要定位并夹紧，才能进行加工。
转塔刀架的换刀传动是由刀架电动机提供动力，刀盘的抬起是用凸轮机构来实现的，而刀盘在圆周方向上的分度是用槽轮机构来实现的，分度完成后的回复也是在碟形弹簧的作用下进行工作的。
刀盘在转动过程中，经1：1 的齿轮副将运动传递给圆光栅，由圆光栅将转位信号送可编程控制器进行刀位计数。
在加工的过程中，当端面齿盘上的定位销拔出后，切削力过大或撞刀时，刀盘会产生微量转动，这时圆光栅的转动信号就成为刀架过载报警信号，机床就会迅速停机。
圆光栅将传动转换成脉冲信号送给数控系统，正常时用于刀盘上刀具刀位的计数；撞刀时用于产生刀架报警信号。
刀盘的转动可根据最近找刀原则实现正反向转动，以达到快速找刀的目的。
2）LDB4 电动刀架的结构与工作原理它属于四工位刀架，由电动机、蜗轮和蜗杆结构、丝杠和螺母结构、霍尔元件定位系统等组成，正转时，电动机通过涡轮和蜗杆结构将驱动传给丝杠，螺母和转动的刀架是键槽联结，即螺母和转动的刀架只能做相对上下滑动，而不能相对转动，而螺母与电机底座是通过齿面啮合形成定位机构，在这对啮合齿脱开之前，螺母是不能转动的，也就是转动的刀架也是不能转动，刚刚开始，由于丝杠的顺时针旋转，螺母相对于转动的刀架向上移动，当啮合齿脱开后，通过销钉和止推槽的作用，使得丝杠转动→螺母转动→刀架转动→进行换刀，到指定的工位时，通过霍尔元件定位系统将到位信号传递给数控装置系统，从而停止转动，通过霍尔元件定位系统和辅助定位销钉进行位置的定位；数控装置控制刀架换刀电动机进行一定延时的反转信号，因为止推销钉的作用，螺母系统和刀架系统不能反转，因而螺母系统顺着丝杠向下移动，直到两对啮合齿重新啮合为止，这样完成了整个换刀的过程。
LDB4系列电动刀架
一、概述LDB4系列电动刀架是继LD4系列刀架之后本厂开发的又一新产品。
其特点采用了由销盘、内端齿、外端齿盘组合成的三端齿定位机构，该机构实现了上刀体转位时无需抬起，从而排除了冷却及切屑对刀架转位是的侵扰，彻底可靠的解决了刀架的密封问题。
三端齿机构是目前国外流行的机构，由于具有较大的工艺难度而未被普遍推广。
本厂集中技术优势，几经探索和攻坚，终于试制成功。
目前已在立卧式刀架上成功应用，LDB4系列刀架就是该类型的刀架，相信他的应市会给数控车床锦上添花。
二、工作原理微机发出换刀信号，控制继电器动作，电机正转，通过蜗杆蜗轮螺杆将销盘上升至一定高度时，离合销进入离合盘槽，离合盘带动离合销，离合销带动销盘，销盘带动上刀体转位，当上刀体转到所需刀位时，霍尔元件电路发出刀位信号，电机反转，反靠销进入反靠盘槽，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。
刀架锁紧。
（15T）反转时间到，继电器动作，电机停止。
（3/5T）延时继电器动作，切断电源，电机停转。
向微机发出回答信号，加工程序开始。
三、刀架动作顺序换到信号—电机正传—刀体转位—刀位信号—电机反转—初定位—精定位夹紧—电机停转—回答信号—加工程序进行四、技术参数五、技术指标六、安装将刀架置于机床中拖板上（改装的则去掉小托板）卸下蜗杆端盖堵头，用内六角扳手顺时针转动蜗杆，使上刀体转动45度左右，配打压装孔，清洁安装表面，配上安装螺钉，固定刀架即可。
七、调试1.使用前应试运转，试运转时应能灵活轻松无异常声音，以及不到位或过冲现象。
2.在首次通电后，发现有异常现象：如电机不转或刀台连转不停，应立即关闭电源，对照常见故障排除方法（1）（2）原因进行排除解决。
八、安装尺寸参数九、常见故障分析及排除方法前大约磁钢宽度的三分之一。
十、拆装顺序及结构图1)拆卸顺序A.使刀架处于松开状态，拆下上盖1，拆下发信盘2上的电线，然后拆下小螺母3，发信盘2，磁钢座4。
数控车床四方电动刀架的拆装与故障分析-数控_New
数控车床四方电动刀架的拆装与故障分析-数控————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：数控车床四方电动刀架的拆装与故障分析-数控数控车床四方电动刀架的拆装与故障分析戴军（宁夏工商职业技术学院，宁夏银川750001）摘要：对常用数控车床四方电动刀架的结构进行剖析，从而可以很清晰地明白刀架的工作原理。
经过多年的实践，总结自己的拆装经验，为今后工作和初学者提供必要的参考。
组装后的调试尤为重要，很多意想不到的故障会出现，对故障点的全面分析可以帮助我们顺利地完成刀架的组装。
关键词：粗定位；精定位；磁钢；反转时间；拆装中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）05-0195-02近几年随着全国职业技能大赛的开展，每年全区都要进行“数控机床维修与调试”的比赛，我们学院也参与其中，逐渐地对数控机床结构和维修有了更加深入的了解。
通过对各种资料的研究和反复对数控车床四方刀架的拆装与故障调试，我发现基本找不到一份详尽的拆装说明。
现就将我在数控车床四方刀架拆装与调试竞赛过程中的一些发现和体会做一阐述。
一、经济型数控车床四方刀架的结构及动作原理经济型数控车床四方刀架完全由电气控制，其功能虽然与普通车床四方刀架相同，但结构已有很大改变，其结构图如下：1-上盖；2-发信盘；3-小螺母；4-磁钢座；5-大螺母；6-离合器盘；7-螺杆；8-外端齿；9-下刀体；10-蜗轮；11-中轴；12-反靠垫；13、27-反靠销；14-上刀体；15-霍尔元件；16-磁钢；23-联轴器；24-止退圈；25-离合销；26-销盘；27-销钉1.主要部件作用：原动力件：电机；机械传动件：蜗杆、10、11、7、26；基础件：9、14；位置传感元件：2、15、16；机械定位件：25、27、12、13。
2.结构说明：（1）静止不动的原件：电机、9、11、24、5、2、3、15。
LD4型电动刀架的故障诊断及维修
LD4型电动刀架的故障诊断及维修杜晋，朱亚东，张承阳（扬州职业大学机械工程学院，扬州225009）摘要：文章介绍了LD4型电动刀架的工作原理，针对其常见的几种故障现象进行分析并提出维修方法，以供参考。
关键词：LD4型电动刀架；工作原理；故障现象；维修方法Fault Diagnosis and Maintenance of LD4 Electric Tool HolderDU Jin，Zhu Ya-dong，ZHANG Cheng-yang(Dept. of Mechanical Engineering, Yangzhou Polytechnic College, Yangzhou 225000,China) Abstract: This paper introduces the working principle of the LD4 electric tool holder, Analysis the fault reasons for its fault appearance and raise the maintenance method for reference.Key words: LD4 electric tool holder; working principle; fault appearance; maintenance method 0．绪论LD4型电动刀架是4工位简易型电动刀架，目前广泛应用于经济型数控车床及实验装置中。
随着其数量的不断增多，对该系列电动刀架的故障诊断和维修就显得尤为重要了。
1．LD4型刀架的工作原理刀架的机械部分如图1所示：它是由上下刀架体、定位盘、离合器、蜗杆蜗轮、主轴等组成的。
其运动过程大体可分为三步：①数控系统发出换刀指令，中间继电器KA1得电动作使正转交流接触器KM1得电动作，刀架电机旋转驱动蜗轮蜗杆机构使上刀架体抬升一定高度，②离合转盘带动上刀架体旋转至指定刀位（由霍尔元器件检测刀位信号），③到达指定位置后，KA1释放，KA2得电动作使反转交流接触器KM2得电动作，电机反转，在活动销反靠作用下使上刀架体下降直至与牙盘啮合、锁紧，换刀完成。
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。
数控转塔刀架常见故障与维修浅析
数控车床转塔刀架常见故障与维修浅析[摘要] 随着数控技术的不断发展，经济型数控车床已经得到了广泛的应用，数控转塔刀架故障频发也是用户头痛的一大问题，就关于此类数控刀架故障和维修谈谈。
[关键词] 刀架简介 发讯盘 联轴器 故障与维修[中图分类号] G642[文献标识码] A随着我国职业教育事业的不断蓬勃发展。
实训教学越来越被重视。
目前，职业类学校中数控车床被广泛用于实训教学中，且一般设备数量都比较多。
学生在操作练习中难免会发生撞刀等事故，以及长时间使用后会产生各种刀架故障。
刀架产生故障后就不能正常使用了，如果要等厂家或专业维修人员前来维修，那将要等较长的时间及花较昂贵的维修费用，对学生的正常实训会产生较大的影响。
如果一些小故障我们带班老师能自己动手解决的话将大大缩短维修等待时间，减小对学生实训的影响。
一、数控转塔刀架简介转塔刀架一般为四工位电动刀架，它是以脉冲电波的形式接受指令的，刀架内部有一端带涡轮的蜗杆刀架和底座接触面上各有一个端面齿轮和两个限位块正常情况下两个端面齿轮时咬合的底座上面装有马达并有连轴蜗杆当接收到换刀指令时马达正传蜗杆带动涡轮同时刀架蜗杆转动使刀架上升端面齿轮分离当刀架升高到一定程度时刀架连同刀架蜗杆一起旋转旋转90°后遇到限位块阻挡由于马达受阻力量达到一定时开始反转自然刀架下降于底座端面 齿轮咬合限位块锁死完成换刀。
即松开—换刀—定位—锁紧四个动作完成一次换刀指令。
二、刀架发讯盘工作原理发信盘内部根据刀架工位数设有四个或六个霍尔元件，并与固定在刀架上的磁铜共同作用来检测刀具的位置。
1、 发信盘内部结构和工作原理。
四工位发信盘共有六个接线端子，两个端子为直流电源端，其余四个端子按顺序分别接四个刀位所对应的霍尔元件的控制端，根据霍尔传感器的输出信号来识别和感知刀具的位置状态。
2、 霍尔器件结构和检测。
刀架发信盘内部核心元件是霍尔器件（hall-effectdevices ），它是由电压调整器、霍尔电压发生器、差分放大器、史密特触发器和集电极开路的输出级集成的磁敏传感电路，其输入为磁感应强度，输出是一个数字电压信号。
数控车床电动刀架故障诊断与维修
数控车床电动刀架故障诊断与维修摘要：电刀支架失效是数控车床中最常见的一种故障。
以FANUC0i数控机床为实例，对LDB4四工位电动刀架的机械结构、电动刀架的操作次序进行了分析；本文对电动刀架的电控原理和 PLC编程进行了深入的探讨，并以电动刀架的故障诊断为例，对同类产品的分析、诊断和维修方法进行了归纳，为同类产品的诊断和维修工作提供了依据。
关键字：数控车床；电动刀架；故障诊断与维修；1.引言数控车床分为刀架、系统、进给型等几种故障，其中电动刀架是 CNC机床的重要组成部分，它能促进机床的高效运转。
如果电动刀片出现问题，将会造成很大的损伤，甚至会造成刀片与卡头的碰撞，造成不可预见的意外。
目前，电动刀架的故障问题时有发生，严重地影响着机床的工作，因此，对其进行及时的诊断和修理是非常必要的。
2.数控车床电动刀架的工作原理作为一个例子，LDB4的电动刀架。
这种电动刀架是一种四工位刀架，它包括电动机、蜗轮、螺杆、螺帽、螺杆等部件，在这种电动刀架的正向旋转时，电机将传动传递到螺杆上，用一个键槽把螺丝帽与转动的刀座连接起来，使螺丝和刀架总是能保持上下滑动，而不能相互转动，用齿轮啮合实现螺帽和电机的紧固，螺母在这一对齿轮没有脱离之前，不能旋转，刀架也不能旋转，一开始，丝杠就会随着螺旋轴的顺时针方向旋转，从而带动刀柄和螺帽的相反方向向上运动，直到啮合齿真正脱离，才能充分发挥螺杆与止推槽的作用，按照规范的程序：螺杆转动一螺帽，刀座一转一进行切刀，到达所需工位后，使用霍尔单元定位系统将信号输入 CNC设备，实现旋转，通过霍尔元件的定位和辅助定位销，精确定位；因为推进器和销子的影响，螺帽和刀座都不允许出现倒退的现象，所以，螺母系统会不断地向下运动，直至两对啮合的牙齿再次咬合，如此，整个替换程序就完成了。
3.数控车床电动刀架的故障诊断和维护（一）电动刀架换刀时不动作(1)刀座被机械卡住。
刀架机械卡住会导致刀架马达卡住，产生超负荷报警，并且，在排除机械卡住的情况下，可以将刀架从马达上拆下来，用扳手盘动蜗杆，如果不能旋转，说明机械有问题。
数控车床电动四工位刀架常见故障分析和维修范本
操作规程编号：LX-FS-A98427数控车床电动四工位刀架常见故障分析和维修范本In The Daily Work Environment, The Operation Standards Are Restricted, And Relevant Personnel Are Required To Abide By The Corresponding Procedures And Codes Of Conduct, So That The Overall BehaviorCan Reach The Specified Standards编写：_________________________审批：_________________________时间：________年_____月_____日A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑数控车床电动四工位刀架常见故障分析和维修范本使用说明：本操作规程资料适用于日常工作环境中对既定操作标准、规范进行约束，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。
资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。
本文通过对数控车床电动四工位刀架的结构与工作原理进行阐述，并以该类刀架的一些典型故障为依据进行分析，剖析了其相应机械和电气方面的故障原因，并提出相应的维修方案。
本人单位近年来购入多台数控车床供教学使用，随着时间的推移，部分车床的电动四工位刀架出现不同性质的故障，导致机床无法正常使用，甚至产生了刀具和工件相撞的现象，给教学带来较大影响。
本文通过对该类故障的典型例子进行了原因分析，并提出故障排除方法，供大家参考。
数控车床电动四工位刀架的工作原理在进行刀架维修之前，我们先分析一下数控车床电动四工位刀架的结构和工作原理。
电动四工位刀架工作原理如下描述：当数控系统发出信号，通过放大线路驱动继电器使电机旋转（正转），电机驱动涡轮蜗杆机构将上刀体升起一定位置后，离合转盘起作用，带动上刀体旋转到所选刀位，刀位发信盘向数控系统发出信号，假如刀架已旋转到正确刀位，此时刀架控制器（继电器）使电机反转，使得刀体下降，齿牙盘啮合，从而完成精定位，并通过蜗杆、锁紧蜗轮，使电动刀架锁紧，当夹紧力达到预先调好的状态后，电机停转，完成换刀。
数控车床自动刀架旋转停不下来的故障检修
数控车床自动刀架旋转停不下来的故障检修作者：韦丽来源：《科学与技术》 2019年第5期■韦丽摘要：现代制造业中，数控机床以先进的加工技术取代传统的加工技术，有效地降低生产和管理成本，提高了加工工件的精度和质量。
随着数控机床的普及化应用，机床维护也成了机电一体化专业学生必须掌握的重要技能。
在对数控机床故障分析和盘查过程中，通过GSK980TA系统提供PMC维修界面的信号状态查询、系统提供的各种监控诊断方法，分析自动换刀装置电气控制原理和电动刀架停不下来的常见故障，达到最快捷、最有效的机床维修效果。
关键词：GSK980TA系统；LDB4型立式自动换刀装置；霍尔传感器；发信盘；人机界面；刀架旋转停不下来故障检修前言掌握数控机床的原理及应用、快速地排除加工过程中机床的机械和电气故障，可以保证数控机床安全、可靠、有效地进行自动化加工。
本文以GSK980TA系统的CKA6150型数控车床为例，主要从介绍LDB4型立式自动换刀装置的组成结构、换刀动作过程、电动机的电气控制原理、霍尔传感器的作用等基础知识，通过GSK980TA系统提供PMC维修界面的信号状态查询，分析自动换刀装置电气控制原理和电动刀架停不下来的故障，来达到快捷最有效的机床维修效果，保障机械加工的顺利进行。
一、GSK980TA系统的自动换刀装置刀架是数控车床加工过程中非常重要的部件，加工各种不同的零件必须安装不同切削加工的刀具，CKA6150型数控车床中的LDB4型立式电动刀架是一种自动换刀装置。
自动换刀装置在CKA6150的数控车床的具体位置如下图1所示：图1图21.自动换刀装置的结构LDB4型立式电动刀架利用蜗杆传动、三齿盘啮合、螺杆锁紧的机械传动原理，刀体转动到位信号由磁铁与发询盘的霍尔元件发出，LDB4型立式电动刀架是机电一体化紧密结合一种典型装置。
LDB4型立式电动刀架有四个不同的刀位，可以安装4把不同功能的刀具，四方刀架转动90°时，刀具交换一个刀位。
任务2：数控车床刀架常见故障维修
五、任务总结
数控机床刀架涉及到机械、电气、控制系统等多方面的技术， 一旦出现某种故障现象，应根据不同故障类型，找准原因，方 能及时排除故障。 注：1.调整霍尔元件与磁钢的相对位置，应在刀架锁紧状态下 进行，拆卸时要打标记； 2. 刀架每分钟换刀次数不得超过6次，否则会烧坏电机； 3.如发生撞车，应检查中轴、定位销、外端齿盘是否损坏、变 形或松动； 4.切勿将刀位信号线与电源正极短路，否则会损坏发讯盘。
1.2立式回转刀架 立式回转刀架的刀架回
转轴与安装底面相对垂直， 一般通过机电系统控制来 实现自动换刀动作。根据 加工要求可设计成四方或 六方刀架，并相应地可以 安装4把刀具或6把刀具， 其中立式4工位刀架应用较 多。
1.3卧式回转刀架 卧式回转刀架的回转轴与
安装底面相对平行，每个刀 位可安装固定切削刀具，亦 可安装旋转切削工具，可使 复杂型体通过一次装夹便可 完成车削内外圆、端面、铣 槽、攻丝、铣多边形等多种 工序的加工。
祝同学们 学习愉快
任务2：数控车床刀架的常见故障维修 一、目标要求 二、任务介绍 三、相关知识 四、任务实施 五、任务总结
一、目标要求
1、清楚刀架的结构；
专 业
2、能诊断刀架常见故障产生的原因；
能
3、具备顺利排除刀架常见的故障的能力；
力
4、能进行对刀架的日常维护保养。
社 会
1、具有良好的职业道德和敬业精神；
能
2、具有团结协作后，无论在任何操作状态下启动刀架， 刀架均不旋转。
故障分析与排除：⑴刀架电机不通电。检查刀架电源接口是否 良好接通；控制器是否断线等。⑵刀架电机反转。检查电机相 序是否接反，检测线路相序，变换相序即可排除。⑶刀架电机 夹紧电流过大。通过调整刀架电机夹紧电流排除。⑷刀架内部 机械卡死。首先，检查夹紧装置反靠定位销是否在反靠棘轮槽 内；其次，检查主轴螺母是否锁死，如螺母锁死，应重新调整； 再次，由于润滑不良造成旋转件研死，此时，应拆开，观察实 际情况，加以润滑处理。
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。
LD4电动刀架故障排除的几种方法
【摘要】： ld4刀架是4工位简易型电动刀架，目前，广泛应用于数控车床及实验装置中。
本文主要介绍了ld4型电动刀架的工作原理、调试、安装、电气控制说明、针对其常见的几种故障现象进行分析并提出排除方法。
【关键词】：电动刀架工作原理故障分析、排除方法【分类号】：tg519.1一、工作原理数控机床发出换刀信号，继电器动作，电动机正转，通过蜗轮蜗杆及螺杆将上刀体抬升至一定高度时，由离台盘带动定位销，定位销带动上刀体旋转到所需刀位，霍尔元件电路发出刀位到位信号，电机反转，反靠销初定位，上刀体下降，齿牙盘啮合，完成精定位动作，并使刀架锁紧，锁紧时间到，切断电源，电机停转，向数控系统发出换刀完成信号。
二、调试刀架使用前应试运转，试运转时刀架应能灵活、轻松、无异常声音，以及不到位或过冲现象。
在首次通电后，发现有异常现象如电机起不动、刀台连转不停（抬起时），应立即关闭电源，查找原因进行排除解决。
三、安装置刀架于机床中拖板上（改装的则去掉小拖板），用内六角扳手转动轴承盖孔内六角，使刀架转动约45°，配打压装螺孔，清洁安装表面，配上安装螺钉，固定刀架即可。
四、电气控制说明电动刀架的电气控制分强电和弱电两部分，强电部分由三相电源驱动三相交流异步电动机正、反向旋转，从而实现电动刀架的松开、转位、锁紧等动作。
弱电部分由位置传感器（霍尔元件）组成，每一个霍尔元件对应于电动刀架的一个刀号，根据数控系统控制电动刀架的方式不同，霍尔元件的接线方式也不同，现以数控系统gsk980td，四工位刀架为例加以说明：图1 刀架主电路图2 刀架接触器控制电路图3 中间继电器控制电路图4 发信盘与数控系统的连接五、常见故障分析及排除方法1.换刀时，刀架不转，电机无响声km4不吸合，km5不吸合，则检查ka3、ka4是否有动作，检查图2 、图3、图4电路，找出原因。
2.换刀时，刀架不转，电机有响声刀架不仅没有抬起的动作，反而下压，而且电动机有响声。
四工位电动刀架拆装与调试演示文稿
第6页，共28页。
外形尺寸值
尺寸 型号
H1 H2 H3 H4 L1
LD4B-CK0620 146 51 26 15.5 60
L2 L3 L4 A A1
100 100 72 114 50
B B1
114 50
LD4B-CK0625 152 51 30 17 78/114 118 130 99 130 65 138 65
4、刀架的电气控制
电气控制注意事项
（1）霍尔发讯盘：采用开关型、单极性霍尔传感器发讯。其输出为NPN型常开输出，低电平有效，最大 额定输出电流25mA，使用电源为12V-24VDC。
（2）发讯盘设计有限流保护电路。如果发讯盘的输出电流大于额定输出电流则保护电 路启动,切断所有刀位信号输出电流(刀架连转)。此时需断开发讯盘电源,排除电路故障, 重新上电即能正常工作。因此刀架接线时应确认发讯盘的负载电流是否符合要求。例如 不能用发讯盘直接带继电器等大负载器件,另外加上拉电阻时上拉电阻阻值不可太小。带 保护的发讯盘有12V和24VDC二种规格，使用前应确认所使用发讯盘的电源规格。
第9页，共28页。
2、 刀架的机械结构
刀架机械结构图
No Image
No Image
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刀架各零件名称及材料
序号 零件名称
01 电机
02
螺钉 M5x12
03 联接座
04 右联轴器
05 左联轴器
06
螺钉 M5x50
07 6201轴承
08 蜗杆
09 调整垫
10 轴承盖
11 闷头
12 下刀体
LD4B-CK6125 159 57 31 16.5 78/114 118 136 104 136
数控车床LDB4电动刀架常见的故障诊断与维修
数控车床LDB4电动刀架常见的故障诊断与维修摘要结合数控车床LDB4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。
关键词数控车床LDB4故障诊断与维修1电动刀架常见的故障诊断与维修方法电动刀架在使用过程中由于频繁地转动，所以故障率较高，主要表现为刀架不转动、转动不停、锁不紧及由于刀架问题引发的加工质量问题。
下面以工作中遇到的实例进行分析，说明刀架的常见故障及维修方法。
1.1刀架的上刀体不转动这类故障一般是由于刀架电机的电源问题及刀架的机械部分引起的。
首先查看电机三相电源线相序是否接反，如果是应该立即切断电源调整相序，如果长时间继续工作容易烧毁电机；其次测量电源电压值是否偏低，如果是应该等电源电压正常后再使用；最后在排除电气部分故障之后就应该重点查看电机内部结构，可能电机卡死或电机损坏。
1.2刀架的上刀体连续转动不停或在某一个刀位不停这类故障一般都与发讯盘故障有关，都属于检测部分故障。
首先查看发讯盘电源是否正常；其次查看霍尔元件、磁钢的位置安装及电气连接是否正确；最后应该检查系统PLC各项参数是否正确。
对于某一个刀位转动不停，按照上述只检查该刀位的相关问题即可。
1.3刀架反转后锁不紧这类故障一般与反转控制时间及相应的电气部分有关。
首先检查反转控制时间与机床标准参考进行比较，有问题及时修改；其次查看反转控制电气部分接线是否接触不良，应进行紧固调整；最后查看刀架的机械部分。
1.4换刀位置不到或者超过这类故障一般与检测装置及机床动作控制程序有关。
首先检查磁钢在圆周方向相对霍尔元件的位置是靠前或者靠后，进行调整；其次查看机床动作控制程序中，修改或者删除在刀架电机正转停止和刀架电机反转开始之间的延时。
1.5工件的加工表面出现波纹这类故障一般与刀架是否锁紧及车刀的安装是否牢固有关系。
锁紧问题按照前面方法检修维修；对于车刀安装问题进行紧固即可。
数控车床刀架典型故障分析及排除
数控车床刀架典型故障分析及排除袁林;付福起;李海滨【摘要】针对数控车床在使用过程中刀架经常出现的各种典型问题,以LDB4系列电动刀架为例,通过对数控车床刀架的结构与工作原理的阐述,并以其在日常生产中遇到的常见问题为依据,分析讨论了生产中车床刀架可能会出现的各种问题,并提出了相应的解决方案.【期刊名称】《制造技术与机床》【年(卷),期】2010(000)001【总页数】3页(P128-130)【关键词】数控车床;电动刀架;典型故障;解决方案【作者】袁林;付福起;李海滨【作者单位】西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室,陕西,西安,710072;西京学院经营文学院,陕西,西安,710123;西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室,陕西,西安,710072【正文语种】中文【中图分类】TH17数控车床常见的故障有刀架类、主轴类、螺纹加工类、系统显示类、驱动类、通信类等［1］，其中刀架故障占有相当大的比例，常常包括电器方面、机械方面以及液压方面的问题。
基于此，本文以自己的实际经验为指导，对数控车床在日常生产中遇到的常见典型的刀架问题逐一进行了分析，并提出解决问题的方法。
鉴于现今数控车床刀架型号较多，而且刀架的结构、尺寸也有所不同，但其原理基本相同［2］，因此维修的时候可以相互借鉴。
文中以LDB4系列电动刀架（图1）为例，对各种故障进行分析及排除。
操作者向数控机床输入换刀指令，指令传递给微机，微机发出换刀信号，由此控制刀架继电器动作，电动机继电器闭合，刀架电动机18正转，电动机通过蜗杆24、蜗轮23、螺杆4将刀架销盘3上升至一定高度时，离合销15进入离合盘5槽中，离合盘带动离合销、离合销带动销盘、销盘带动上刀架体14转位，当上刀体转到所需刀位时，霍尔元件电路发出刀位信号，电动机反转，反靠销16进入反靠盘17槽中，离合销15从离合盘5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。
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LDB4型免抬起电动刀架拆装技巧及故障分析
摘要：数控机床维修维护中，电动刀架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。
本文以LDB4型免抬起电动刀架为例，研究分析了电动刀架的工作原理，总结了电动刀架在拆卸、装配过程中的一些注意事项以及电动刀架在实际使用过程中常见的故障。
关键词：电动刀架；四工位；免抬起
1.刀架工作原理
当要换刀时，系统给出换刀信号（某一刀号），控制继电器动作，电动机得到信号后正转—蜗杆转动—蜗轮转动，蜗轮与螺杆用端齿联接，螺杆的转动把夹紧轮往上抬，从而使三齿圈（内齿圈、外齿圈和夹紧齿圈）都松开，这时，离合销进入离合盘的槽内，反靠销同时脱离反靠盘的槽子，离合盘带动离合销，离合销带动夹紧轮，夹紧轮带动上刀体转位，当上刀体转到对应的刀位时，磁钢与发讯盘上的霍尔元件相对应，发出到位信号。
系统收到信号后发出电机反转延时信号，电机反转，反靠销进入反靠盘的槽子，离合销从离合盘槽中爬出，刀架完成粗定位。
同时夹紧轮往下压紧内外齿圈，完成精定位。
电机反转到达PLC所设定的时间后，继电器动作，电机停转，延时结束，夹紧轮往下压紧内外齿圈直至刀架锁紧，并向系统发出指令，换刀结束，主机系统指令下一道工序。
2.刀架拆装注意事项
2.1.刀架拆卸
2.1.1.拆卸前刀架处于锁紧状态，此时夹紧轮处于精定位状态，端齿与内外齿圈啮合，离合销脱离离合盘槽，离合盘、轴承、止退圈被紧紧的顶在大螺母上，大螺母处于锁紧状态。
因此，在拆下闷头之后，应首先用内六角扳手（6mm）顺时针转动蜗杆，使夹紧轮松开，方便大螺母拆卸。
2.1.2.拆卸时螺钉、螺栓及各零部件应按顺序摆放整齐，便于装配。
拆卸刀位线之前，应先记录各刀位线的颜色。
2.1.
3.拆卸轴承后应注意轴承两端孔径大小不一，大端在下，换刀时跟随上刀体一块转动；小端在上，固定不转。
2.1.4.拆卸离合盘时，应借助于两个辅助拆卸螺栓，旋入离合盘上的两个螺纹孔后利用螺纹配合将其取出。
也可以先不拆卸离合盘，将刀架垂直放在桌面上，上刀体组整体取出后，可以很方便地将离合盘拿出。
这样不公方便拆卸，而且还可以避免从上部直接抬起
上刀体后导致内部弹簧及反靠销的丢失。
2.1.5.拆卸外齿圈时，需先松开四个紧固螺栓，再拆卸四个圆锥定位销。
定位销拆卸时要用专用的起销器拆卸，如果从刀架的另一侧直接用木榔头敲出会导致定位孔定位不精确，影响刀架定位精度。
2.1.6.拆卸定轴之前由于刀位线长度的限制，要先将刀位线从定轴孔中抽出。
抽线时刀位线上均有线鼻子，受定轴内孔大小的限制若直接抽线，线鼻将被卡死在定轴内孔中，用力过大还会导致线鼻脱落，此时可将各线依次抽出，同时注意用力适当。
2.2.刀架装配
2.2.1.装配定轴前，先将刀位线穿入定轴孔中，穿线时仍需依次穿线。
穿好线后，将蜗轮轴承、蜗轮装入定轴轴上，后续装配时，应首先将蜗轮装配到位，使其与蜗杆配合好，再将蜗轮轴承、定轴装入既定位置。
2.2.2.定轴装好后，用内六角扳手转动蜗杆，蜗杆带动蜗轮旋转至蜗轮槽与反靠盘槽在同一条直线上。
2.2.
3.装配上刀体组之前，首先要调整螺杆的位置，旋转螺杆使其端面距夹紧轮的距离大约为22mm，同时螺杆的两齿与两反靠销在同一条线上，注意该直线要与下刀体组中反靠盘槽与蜗轮槽所组成的直线在一个方向上，这样一次性装配就能成功。
2.2.4.装配完上刀体组后，需用内六方扳手转动蜗杆，使螺杆转过一个角度，便于装配离合盘，螺杆角度转到位后，螺杆漏出夹紧轮的高度大约为半个螺距。
2.2.5.装配大螺母时，要用手往下按压离合盘至最低点，然后旋紧大螺母。
可以手动用内六方扳手转动蜗杆，模拟换刀过程，校验装配是否正确。
用6mm 内六方扳手顺时针转动蜗杆，起始转动时，为刀架松开的过程，此时上刀体不动；继续转动蜗杆，上刀体开始旋转，当上刀体转过一个刀位后会听到“磕巴”一声响，此为反靠销滑过反靠盘到达刀位的声音，这时逆时针转动蜗杆，直到转不动为止，在此期间，刀架将完成粗精定位及反向锁紧的动作过程。
若刀架能够锁紧，则说明装配正确，然后把其余零件装上并压上刀位线即可完成整个刀架装配过程。
3.常见故障
3.1.上刀体不转动
该故障可能原因是电机三相电源线相序接反或电机缺相，对于相序接反应立即切断电源，调整电机相序；若是电机缺相则应检查电机电源接线是否有漏相或虚接现象。
3.2.刀架在某刀位不停
该类故障可能原因较多：（1）发讯盘电源故障；（2）发讯盘某刀位信号线接触不良；（3）某霍尔元件断路或短路；（4）磁钢磁极装反；（5）磁钢与霍尔元件高度位置不准；（6）某霍尔元件与磁钢无信号等。
排除时应去掉刀架铝盖，一一检查。
检查发讯盘接线是否有短路或开路现象，发讯盘电源电压是否正常，检查机床相关接线是否良好，再且调整磁钢磁极方向，调整磁钢与霍尔元件位置，调整时一般在刀架锁紧状态下进行，其霍尔元件应比磁钢要向前大约磁钢宽度的1/3，甚至更换霍尔元件。
参考文献：
[1]武桂香.数控机床安装调试与维修.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2008
[2]马同新，刘安.数控机床四方电动刀架电器故障分析.机床电器.2009，1：22-23.
[3]陈木荣.浅析LDB4电动刀架的工作过程与故障排除.经济技术协作信息.2008，15（962）：108.。