辛辛那提数控车床刀塔控制原理及故障分析
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指 令刀 位 附近 时 ， 速 并 停 止 ， 塔 缩 回并 夹 紧 ， 减 刀 完成
一
次换 刀操 作 。
液 压马 达通 过一组 齿 轮 驱 动 ２个 刀塔 旋 转 ， 阀 的活 当 塞从 凸轮 位 置进一 步 回退 时旋转 速度 加快 。 （ ） 相邻 分 度位 置之 间 ， ５在 限位 开关 １ 一 断开 ， ３ 每一 次 到达一 个分 度位 置 时 １ 一 Ｓ闭合 ，Ｅ １ — ３Ｌ Ｌ Ｄ ０ ４点
ＭＩＦ ｎ ｗ ｉ Ｉ ｕ ａ ｇ ｅ ，Ｔ ＡＮ Ｊ ｎ，Ｄ ＯＮＧ Ｃ ｕ ｑａ ｇ ｈ ｎ ｉｎ
（ｎｔｕｅｏ Ｍｅｈ ｎｃｌ ａ ｕａｔｒ ｇＰｏｅｓ ｈｎ ｓ ｃｄ ｍ ｆ Ｉｓｔｔ ｆ ｃ ａ ｉ ｎ ｆｃ ｉ ｒｃｓ，Ｃ ｉｅｅＡ ａ ｅ ｙｏ ｉ ａＭ ｕｎ Ｅ ｇ ｅｒ ｇＰ ｙｉｓ Ｍｉ ｙｎ ２ ０ Ｈ ｎ ｉ ｅｉ ｈ ｓ ， ａ ａ ｇ ０ ，Ｃ Ｎ） ｎ ｎ ｃ ｎ ６１ ９
ＣＮ Ｉ Ｎ Ｔ— ＩＡ Ｒ Ｎ系 列数控 车 床 刀塔 采 用 ＩＣＮ Ａ ＩＡＬ Ｃ Ｏ
的是 由液 压 马 达 驱 动 的双 联 的 冠 状 刀 盘 （ ｒｗ ｕ． Ｃｏ ｎ Ｔ ｒ
ｒｔ和 盘 式 刀 盘 （ ｉ ｕｒｔ ， 有 ６个 刀 位 。工 作 ｅ） Ｄｓ Ｔ ｒ ） 各 ｃ ｅ 时， 由编程 或手 动输 入指令 ， 动 后 ， 塔松 开并 伸 出 ， 启 刀 ２个 刀盘 同时 转动 ， 旋转 方 向固定 ， 能 反 转 。分 度 到 不
Ｔｈ ｕ ｒ ｔｃ ｎ ｒ ｌ ｒ ｃｐｅ ａ ｄ ｆ ｕｔａ ａｙ ｉ ａ ｏ ｔ ｕ ｎｎ ｅ ｔ ｒｅ ｏ ｔｏ ｉ ｉｌ ｎ ａ ｌ ｎ ｌｓｓ ｂ ｕ ｒ ｉｇ ｐ ｎ ｔ ｃ ｎ ｅ ｓ ｏ ＮＣＩ ＡＴｌ — ＡＩＡＣＲＯＮ ｅ ｉｓ ｅ ｔ ｒ ｆＣＩ ＮＮ Ｌ ｓ ｒ ｅ
放 松位 置 。限位 开关 ８ Ｌ 一 Ｓ和 ９ Ｌ 触发 。 一 Ｓ被 （ ） 刀 盘 放 松 时 ， 位 开 关 １ — Ｓ和 １ 一 Ｓ ３ ２个 限 Ｏ Ｌ １ Ｌ 处 于触 发状 态 ， 同时 ＩＯ模 块 上 的 Ｌ Ｄ ０ ２点 亮 。 Ｖ Ｅ １— （） ４ 电磁 阀 Ｓ Ｌ １ 电 ， Ｏ２ 上 阀芯 移 动 到 如 图 １的 ３ ６ 号 的位 置 ，Ｅ １ — Ｌ Ｄ ４ ４点 亮 ， 一 速 电磁 阀驱 动 活塞 开 加 减 始从 凸轮 （ Ａ 位 置 回退 ， 时液 压 马达 开 始 旋 转 。 Ｃ Ｍ） 同
２ ２ 刀塔控 制原 理 ．
正 常状 态下 ， 塔 完 成一 次 换 刀 过 程 需 要按 照 如 刀 下 电气及 液 压控 制顺 序进 行 ：
刀塔 位置 限 位开关 组合 逻辑 表 。每一个 刀 位对应 一组 不 同 的二进 制码 ， 并在 到 达 刀 位后 由 ＩＯ模 块 上 显 示 ／ 出来 。当 Ｃ Ｃ系统 读 取 的初 始 刀 位 信 息 与 指 令 刀 位 Ｎ 信息 不一 致 时 ， 刀开 始执行 。 换
表 １ 刀塔 位 置 限位 开关 组合 逻辑 表
０ ＋ ０
Ｏ Ｏ ＋
＋ ＋ ＋
警 。 出现 上述 问题 后 即便排 除 了故 障也会 导致 机床 必 须 执 行一 系列 初始 化操 作 ， 重新 校准各 伺 服轴 、 刀塔 零 位、 卡盘 、 尾座 等部 件后 才能 正常 启动 ， 来很 大麻 烦 。 带
１ 故 障现 象
故 障主要 表现 在 ： 刀塔 转速 变慢 或不 稳定 ， 时快 时 慢 ； 法 准确 分度 ， 塔 不 到 位 ； 障 出 现后 刀 盘 处 于 无 刀 故
伸 出状 态 ， 能 归 位 ； 统 出 现 １９ ６或 １ ９ ５号 报 不 系 ０７ ０５
２
３
４ ５ ６
ＣＮ ＩＮ Ｔ— ＩＡ Ｒ Ｎ系列 数控 车 床是 某 企业 ＩＣＮ Ａ ＩＡ Ｌ Ｃ Ｏ ２ Ｏ世 纪 ９ Ｏ年代 初 购 买 的设 备 。其 采 用 Ａ Ｒ ＭＡ Ｉ Ｃ Ａ ＴＣ ８０ Ｃ数 控 系统 ， 过 近 ２ ５Ｔ 经 ０年 的使 用 ， 器 件 磨 损 老 元 化， 导致 故 障频发 ， 别 是 刀 塔 故 障表 现尤 为突 出 ， 特 严 重影 响设 备使 用 。我 们通 过对 机床 技术 资料 的认 真分 析 和现 场 的反 复 检查 ， 吃透 其 刀 塔 结 构及 控 制 原 理 在 的基 础 上陆续 解 决 了一 系 列 刀 塔 运行 故 障 ， 彻底 消 除 了故 障根 源 ， 恢复 了设 备正 常运 行 。
＋： 限位开关触发—— Ｉ Ｄ灯亮 Ｊ Ｅ ０： 限位开关 未触发——Ｌ Ｄ灯灭 Ｅ
（ ）Ｏ １ ２ Ｓ Ｌ９为 刀 盘 松 开／ 紧 电 磁 阀 ， 圈 得 电 夹 线
２ 刀 塔 控 制 原 理 分 析
２ １ 刀塔 及运 行简 介 ．
后 ， 动 阀芯 到 ４ 推 ２号 位 置 ， 刀 盘 松 开 位 置 ， 见 图 即 参 １ 。液压 油输 向刀塔 的放松 油缸 ， 刀塔 开始 轴 向移 动到
限位 开 关 及 ＩＯ模 块 Ｌ Ｄ灯 号 码 ／ Ｅ 刀 塔 位 置 １－ Ｓ ４ Ｌ （ Ｅ ０ ５ Ｌ Ｄ１— ）
１ ＋ Ｏ
＋
１－ Ｓ ５ Ｌ （Ｅ １— Ｌ Ｄ ０ ６）
０ ＋
上 ຫໍສະໝຸດ Baidu
１－ Ｓ ６ Ｌ （ Ｅ ０ ７ Ｌ Ｄ１ — ）
０ ０
０
主题 ：数控机露设备曩用与管理 －
Ｉ ｐＯ ・ｓｎ 柏 ａ Ｍａ ａ ｅ ｅ ｔ ｏ Ｏ ｔｓ Ｕ ｉｇ ｎ ｇ ｒ ｎ ｔ ｎ Ｍａ ｈｎ ｏ １ ｃ ｉｅ Ｉ ｏ￥。
辛 辛 那 提 数 控车 床 刀 塔 控 制原 理 及 故障 分 析
宓方玮 田 军 董春强
（ 国工 程物理 研 究 院机 械 制造 工 艺研 究所 ， 中 四川 绵 阳 ６ １０ ） ２９０
一
次换 刀操 作 。
液 压马 达通 过一组 齿 轮 驱 动 ２个 刀塔 旋 转 ， 阀 的活 当 塞从 凸轮 位 置进一 步 回退 时旋转 速度 加快 。 （ ） 相邻 分 度位 置之 间 ， ５在 限位 开关 １ 一 断开 ， ３ 每一 次 到达一 个分 度位 置 时 １ 一 Ｓ闭合 ，Ｅ １ — ３Ｌ Ｌ Ｄ ０ ４点
ＭＩＦ ｎ ｗ ｉ Ｉ ｕ ａ ｇ ｅ ，Ｔ ＡＮ Ｊ ｎ，Ｄ ＯＮＧ Ｃ ｕ ｑａ ｇ ｈ ｎ ｉｎ
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ＣＮ Ｉ Ｎ Ｔ— ＩＡ Ｒ Ｎ系 列数控 车 床 刀塔 采 用 ＩＣＮ Ａ ＩＡＬ Ｃ Ｏ
的是 由液 压 马 达 驱 动 的双 联 的 冠 状 刀 盘 （ ｒｗ ｕ． Ｃｏ ｎ Ｔ ｒ
ｒｔ和 盘 式 刀 盘 （ ｉ ｕｒｔ ， 有 ６个 刀 位 。工 作 ｅ） Ｄｓ Ｔ ｒ ） 各 ｃ ｅ 时， 由编程 或手 动输 入指令 ， 动 后 ， 塔松 开并 伸 出 ， 启 刀 ２个 刀盘 同时 转动 ， 旋转 方 向固定 ， 能 反 转 。分 度 到 不
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放 松位 置 。限位 开关 ８ Ｌ 一 Ｓ和 ９ Ｌ 触发 。 一 Ｓ被 （ ） 刀 盘 放 松 时 ， 位 开 关 １ — Ｓ和 １ 一 Ｓ ３ ２个 限 Ｏ Ｌ １ Ｌ 处 于触 发状 态 ， 同时 ＩＯ模 块 上 的 Ｌ Ｄ ０ ２点 亮 。 Ｖ Ｅ １— （） ４ 电磁 阀 Ｓ Ｌ １ 电 ， Ｏ２ 上 阀芯 移 动 到 如 图 １的 ３ ６ 号 的位 置 ，Ｅ １ — Ｌ Ｄ ４ ４点 亮 ， 一 速 电磁 阀驱 动 活塞 开 加 减 始从 凸轮 （ Ａ 位 置 回退 ， 时液 压 马达 开 始 旋 转 。 Ｃ Ｍ） 同
２ ２ 刀塔控 制原 理 ．
正 常状 态下 ， 塔 完 成一 次 换 刀 过 程 需 要按 照 如 刀 下 电气及 液 压控 制顺 序进 行 ：
刀塔 位置 限 位开关 组合 逻辑 表 。每一个 刀 位对应 一组 不 同 的二进 制码 ， 并在 到 达 刀 位后 由 ＩＯ模 块 上 显 示 ／ 出来 。当 Ｃ Ｃ系统 读 取 的初 始 刀 位 信 息 与 指 令 刀 位 Ｎ 信息 不一 致 时 ， 刀开 始执行 。 换
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１ 故 障现 象
故 障主要 表现 在 ： 刀塔 转速 变慢 或不 稳定 ， 时快 时 慢 ； 法 准确 分度 ， 塔 不 到 位 ； 障 出 现后 刀 盘 处 于 无 刀 故
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４ ５ ６
ＣＮ ＩＮ Ｔ— ＩＡ Ｒ Ｎ系列 数控 车 床是 某 企业 ＩＣＮ Ａ ＩＡ Ｌ Ｃ Ｏ ２ Ｏ世 纪 ９ Ｏ年代 初 购 买 的设 备 。其 采 用 Ａ Ｒ ＭＡ Ｉ Ｃ Ａ ＴＣ ８０ Ｃ数 控 系统 ， 过 近 ２ ５Ｔ 经 ０年 的使 用 ， 器 件 磨 损 老 元 化， 导致 故 障频发 ， 别 是 刀 塔 故 障表 现尤 为突 出 ， 特 严 重影 响设 备使 用 。我 们通 过对 机床 技术 资料 的认 真分 析 和现 场 的反 复 检查 ， 吃透 其 刀 塔 结 构及 控 制 原 理 在 的基 础 上陆续 解 决 了一 系 列 刀 塔 运行 故 障 ， 彻底 消 除 了故 障根 源 ， 恢复 了设 备正 常运 行 。
＋： 限位开关触发—— Ｉ Ｄ灯亮 Ｊ Ｅ ０： 限位开关 未触发——Ｌ Ｄ灯灭 Ｅ
（ ）Ｏ １ ２ Ｓ Ｌ９为 刀 盘 松 开／ 紧 电 磁 阀 ， 圈 得 电 夹 线
２ 刀 塔 控 制 原 理 分 析
２ １ 刀塔 及运 行简 介 ．
后 ， 动 阀芯 到 ４ 推 ２号 位 置 ， 刀 盘 松 开 位 置 ， 见 图 即 参 １ 。液压 油输 向刀塔 的放松 油缸 ， 刀塔 开始 轴 向移 动到
限位 开 关 及 ＩＯ模 块 Ｌ Ｄ灯 号 码 ／ Ｅ 刀 塔 位 置 １－ Ｓ ４ Ｌ （ Ｅ ０ ５ Ｌ Ｄ１— ）
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１－ Ｓ ５ Ｌ （Ｅ １— Ｌ Ｄ ０ ６）
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上 ຫໍສະໝຸດ Baidu
１－ Ｓ ６ Ｌ （ Ｅ ０ ７ Ｌ Ｄ１ — ）
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主题 ：数控机露设备曩用与管理 －
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辛 辛 那 提 数 控车 床 刀 塔 控 制原 理 及 故障 分 析
宓方玮 田 军 董春强
（ 国工 程物理 研 究 院机 械 制造 工 艺研 究所 ， 中 四川 绵 阳 ６ １０ ） ２９０