数控车床刀架故障分析及排除探讨正式版

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数控车床刀架故障分析及排除探讨正式版

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刀架故障是数控车床经常出现的故障类型。本文首先简单介绍了数控机床电动刀架的工作原理，然后具体分析了数控车床刀架的典型故障及排除措施，以期为相关技术和维修人员提供参考。

数控机床是一种具有高精度、高柔韧性、高效率、高自动化机床设备，由于其成本投入要远远大于普通机床，因而减少机床故障发生率、延长机床使用寿命是其日常管理的重要内容。通常情况下，因为数控机床程序技术高度复杂，对于维修人员的素质和专业能力要求较高，以致其故

障检测和排除相对效率较低。作为机床故障的主要类型，刀架故障的排除就显得更为重要。因此，加强有关数控机床刀架故障的分析和排除措施的探讨，对于提高数控机床检修质量、改善数控机床使用效率具有重要现实意义。

数控机床电动刀架工作原理

数控机床电动刀架的一般工作原理为：工作人员将指令输入到机床中，在指令传输给计算机后，计算机输出换刀指令，此时控制刀架继电器开始工作；当继电器合闸后，刀架电动机开始动作，在经过涡轮、蜗杆、螺杆过程后使刀架销盘上升到固定高度，此时离合销嵌入到离合盘槽内，两者循环带动；销盘同时引起上刀

架体转动，当上刀架体旋转到恰当位置时，电动机反转，此时反靠销嵌入到反靠盘中，离合销退出离合盘，以此刀架实现粗定位；销盘的下降端齿啮合，在经过精确定位后刀架便锁紧；刀架反转完成一个周期后，继电器会自动切断，电动机继而停止运行；当延时继电器开始动作后，中断电源、电动机停止动作，向计算机输入返回指令，加工过程便开始。

数控机床刀架典型故障分析及排除

2.1.换刀指令失效

故障原因分析：刀架电动机的三相电源缺相进行输出造成转矩较小；接触线圈发生不同程度的老化或损坏；电动机不同相采用了错误的接线顺序，从而导致电动

机通电后发生逆时针旋转，而其内部的离合销、弹簧、反靠销等机械结构智能进行单向运动，造成电动机非正常制动；控制刀架继电器出现故障；刀架电动机出现损坏；主触点发生短路或断路；接线端子接触不牢或滑落。

排除措施：关闭电源检查器件有无松动；检查刀架机械结构是否正常；检查机床控制和强电回路是否完整；检查电机的QF4是否出现跳闸；采用更换法检查电机是否正常运转。

2.2.刀架转位不停

故障原因：刀架体内的磁极和磁钢方向相反，发信盘与磁钢位置不一致、高度不精确；连接发信盘的电源发生断路，没

有正常的电源供应，发信盘便不能开始运行；发信盘霍尔元件出现断路或短路，作为发信盘的重要元件之一，每个霍尔元件都有一个固定的刀位，如果其中的一个霍尔元件出现问题，就会造成刀架转位不停的故障；当刀架体内发信盘的接地线出现短路或断路时，刀架停止信号不能及时传输到系统中，也会造成刀架体转位不停。

排除措施：对于线路故障问题应当拆除刀架体上盖，检查发信盘的接地线路或电源是否出现断路，若是断路问题及时更换线路；对于磁钢磁极方向故障应当将刀架体的磁钢磁极方向调整一致，并仔细检查发信盘与磁钢位置是否平行，并做适当调整；对于霍尔元件的问题，因为霍尔元

件与发信盘通常是固定在一个整体的密封装置内，所以先用三用表对发信盘两侧的接线柱电阻进行检测，如果两侧电阻值不一致则表示发信盘发生损坏，此时更换新的发信盘即可。

2.3.刀架电动机无法正常启动

故障原因：在刀架电动机拆卸后重新安装时经常会出现这种问题。这通常是由于安装过程中，没有准确连接刀架电动机相位和电源相位所致。

排除措施：当在电源接通时如果听到刀架电动机出现异常声响，应当立刻切断连接电源，调整电动机相位使其与电源相位相一致；如果调整完成后刀架仍不能正常动作，且向下推进，电动机出现异常声

响，则应当重新进行进行接线。

2.4.刀架无法锁紧

故障原因：刀架装配时，可能存在较大的积累误差，导致反靠销、离合销拥有较长的装配尺寸；没有正确设置系统PMC 刀具锁紧时间参数；刀架电动机无法接收到反转信号；丝杠螺母副出现卡死。

排除措施：检查反靠销、离合销装配尺寸，如果过长要通过修磨使其长度缩短；重新设定系统PMC刀具锁紧时间参数，通常将其周期设置为1S；查看刀架反转接触器是否正常；对刀架机械结构进行全面检查，调整丝杠螺母副的固定位置。

2.5.上刀体转位不精确

故障原因：反转装置不能正常运行；

由于运转周期过长，刀架在机床强烈振动状态下，霍尔元件在圆周方向与磁钢发生不同程度的偏离，造成上刀体转位过大或过小；弹簧片触点与发信盘触点出现不同程度的偏离；在发信盘安装过程中，没有恰当调整鼠牙盘和发信盘的位置，这些都会引起上刀体转位不精确的现象。

排除措施：检查弹簧有无损害或老化，反靠销是否能够进行灵活定位，螺杆连接销和反靠棘轮能否正常连接，检查完成后根据不同情况采取合理措施；调整霍尔元件在圆周方向上的位置，使其与磁钢包保持一致；检查发信盘夹紧螺母是否正常夹紧，如果出现松动现象要对弹簧片触点位置和发信盘触点位置进行调整，最后

锁紧螺母。

2.6.上刀架体不能旋转到所需刀位

故障原因：部分霍尔元件与磁钢之间失去作用信号；部分霍尔元件出现短路或断路；发信盘内的霍尔元件没有对应好正确的刀位信号。

排除措施：加强对发信盘的全面检查，如果发信盘出现故障则及时更换发信盘；检修发现盘内部线路连接是否正常，修整出现问题的线路；信号线未对应的情况一般会出现在安装和调整发信盘的过程中，应该根据设计刀位信号重新连接信号线。

数控机床刀架故障能否及时排除直接