数控车床伺服刀塔故障诊断与维修

数控车床伺服刀塔故障诊断与维修
发表时间：2019-12-30T13:30:54.077Z 来源：《科学与技术》2019年 15期作者：杨艺[导读] 刀塔是数控车床的主要构件
摘要：刀塔是数控车床的主要构件，是加工安全性和精度的关键保障，但是刀塔加工的原理和结构都比较复杂，在运转中面临潜在故障，比如刀塔锁不紧或者是运转不到位。

引发刀塔故障的因素是多方面的，本文详细论述伺服刀塔的相关问题，主要是刀塔的常见问题和故障判定方式，以及面临不同的故障如何进行高效修复。

关键词：数控车床；伺服刀塔；故障诊断；维修
引言：
为了强化数控车床的加工效果，就需要重视伺服刀塔的运行品质，尤其要关注刀塔运转的故障现象，判定刀塔无法锁紧和转半位的原因，然后开展针对性的修复过程，强化刀塔的运转的可靠性，提升刀塔中各个组件的性能，强化整个车床的加工性能和效率。

一、工作原理
伺服刀塔是非常关键的机床组件，结构形式十分复杂，但是作业的可靠性和速度都非常高，主要构成为传感器和电机等设备，通过活塞控制分度盘的运行，并且借助于编码器的功能来实现转刀的环节价格，即将转刀的指令输入控制设备中，刀塔就能够依照程序设定实现操作，当刀位正确时，能够保障稳定的加工过程。

二、故障诊断和维修
（一）刀塔锁不紧
这是伺服刀塔的主要故障，当刀塔不能锁紧的时候，会影响到刀塔的操作安全，总体而言，刀塔锁不紧的情况和维修策略如下所述： 1.在换刀结束后，发现刀塔存在晃动问题，再搬动之后无法有效弹回，这是刀塔锁不紧的明显症状。

由此可以判定三联齿盘的问题，可能是其啮合不到位才引发了刀塔的晃动现象。

在实际的情况中，紧缩面之间的关系决定了该装置的啮合情况，也就是相关的紧缩面必须处于合理的齿轮位置，在运行状态中，如果齿轮无法趋于紧缩面的顶部，就会存在啮合不到位的隐患。

该问题一是源于齿轮元件的品质，二是源于设备的轴向距离不合理，倘若装置中存在异物，设备的轴向间距就无法保障，干扰到齿盘的啮合，导致刀塔无法锁紧的问题。

有效的维修策略：一是查验齿轮的状况，如果检查到齿轮磨损，就将齿轮尽快更换掉，二是查看轴向间距，及时调节距离，并且将装置内的异物清理掉。

三是查看齿盘的元件状况，有些齿轮的弹簧存在问题，也会影响齿盘的啮合，关键是检查弹簧是否断开和曲折，并且调整或者修复弹簧。

2.在换刀结束后，一般需要测试刀塔的状况，会使用到百分表，而且关键的测试内容就是刀塔是否锁紧，在这个过程中，如果检测出设备的变形问题，即使刀塔呈现出锁紧的状态，但是设备的刚性减小，仍旧会干扰到加工操作。

在此情况中，存在的并非是锁紧问题，而是锁紧的刚度受到影响，不能实施稳定的加工，这仍旧是源于齿盘啮合度不足，如果是在彻底啮合的情况下，紧缩的刚度就有所保障[1]。

维修策略：先将齿盘拆除下来，观察齿面的状况，如果存在一定的高点，就需要将高点进行处理与修复，还需要查验齿盘的啮合情况，一般需要借助于上色法，如果啮合的接触部分不合理，就要维修处理，必须要保障足够的接触率，不能小于百分之七十。

3.在换刀结束后，设备可以迅速锁紧，却无法稳定地保持锁紧状态，出现自动松开的情况，限制了刀塔的功能发挥。

这关键是源于紧缩面的问题，当其运行至顶部时，如果出现滑落的情况，就会导致自动松开的问题。

刀塔之所以会松开，是因为两点因素，一是电机的速度不合理，但电机超速转动时，一旦发生制动就会引发回弹现象，影响到齿盘的啮合，使得刀塔发生不明显的松开现象。

二是设备中的定子无法精准地固定，引发了一定的耍圈问题。

维修策略：先要查验设备刹车片的情况，因为该装置的磨损问题会造成上述的刀塔松开现象，但该装置磨损时，就必须尽快实施修复。

另外，也可以延长刹车过程，尽量提早开始刹车操作，降低其对刀塔啮合的影响，最后就是将定子装置拆卸下来实施查验，保障装置中相关元件的紧密固定。

（二）刀塔松不开
这也是伺服刀塔的问题之一，当刀塔被放置很久之后，其可靠性能可能会有所降低，如果重新开始应用该刀塔设备，存在着不能换刀的问题。

这主要是源于紧缩面的问题，一般在应用刀塔之前需要检测刀塔的性能，尤其是在加工前期，需要检测紧缩面的状况，加入该装置的脱离过程发生异常，就不能正常的换刀和旋转，限制刀塔的加工过程。

维修策略：详细地查验紧缩面，尤其是不同元件的情况，当装置上发生高点或者锈蚀的问题时，往往会引发刀塔无法松开的情况，这是就应该尽快修复，一般需要借助于砂纸处理元件的锈蚀现象[2]。

（三）刀塔转半位
刀塔的流畅运行是确保加工稳定性的关键因素，但是刀塔也存在着转半位的情况，也就是说在实际换刀中，并未运转至加工作要求的位置，刀塔就不再运转，而判定该情况主要是借助于设备中的相应开关，其被设计于刀塔的前部，不存在具体的触点，但是灵敏度很高，能够对于转半位的情况进行检测和警报，为刀塔修复提供支持。

维修策略：首先是要判定转半位的现象是否真实，也就是要查看检测开关的问题，如果检测开关的位置过近，可能会发生警报错误的问题，这时就需要修复无触点开关装置，如果是开关松动的现象，就需要紧固开关。

另外也查看齿盘的状况，如果是关键的压盘螺丝出现问题，就需要调节和更换压盘螺丝。

三、结束语
综上所述，伺服刀塔的应用优势较为明显，但是运转中也会出现无法锁紧或者刀塔松动的风险，这会限制机床的加工环节，所以必须强化对于刀塔故障的分析与判断，研究出问题因素并加以处理和修复，支持刀塔设备的安全运转。

参考文献：
[1]钟学勇, 张忠娟, 王斌. Sauter刀塔常见故障分析与处理办法[J]. 设备管理与维修, 2017(8):78-78.
[2]朱伟, 马有明. 数控车床伺服刀塔故障诊断与维修[J]. 机械, 2017(8).。