数控车床刀架常见故障的实例分析

数控车床刀架常见故障的实例分析
在机械加工领域中，数控机床是集电力电子、自动控制、电机、传感器、计算机、机床、液压、气动等技术于一体的典型机电产品。

它具有加工柔性好、精度高、生产效率高等优点。

但在使用中也易出现问题，一旦出现了故障，往往比较棘手，尤其是在加工精度稳定性方面，轻则零件加工精度降低，重则导致零件报废甚至整个生产线停产。

引起加工精度不稳定的因素是多方面的，刀架定位精度不准确是主要因素。

以CK6140 数控车床为例，针对电动刀架发生定位精度不稳定现象做进一步的分析及其检修过程。

1.本厂有有10 台CK6140D 数控车床，系统配置采用SINUNER1K802D系统。

经过一个月时间使用发现其中有1 台机床加工尺寸精度不稳定（30 个零件之中有 6 个件尺寸达不到图纸要求）造成了小批量零件报废，其加工误差范围在0.03～0.08 mm之间。

经过各项检测，引起此故障的原因是由于刀架定位精度不准确。

刀架定位精度不准确的原因
刀架动作顺序：换刀信号→电机正转→刀架转位→到位信号→电机反转→初定位→精定位夹紧→电机过流停转→换刀信息反馈→换刀结束
弱电部分由位置传感器（霍尔元件）组成，每个霍尔元件对应电动刀架一个工位。

对刀架控制工作原理及刀架机械传动原理进行分析，得知影响刀架的重复定位精度产生误差的原因：刀盘连接部件松动；定位牙盘内有污物；霍尔元件开关位置不良，造成电器控制失效；每次刀盘到位的夹紧力不均。

2 .刀架的检修过程
（1）对刀架机械传动部分进行检修。

检修时拆下箱盖板发现此刀架传动螺杆与传动轴有污物，此时需进行刀架清洗上油。

通过检修可以对刀架连接部件的松动、定位牙盘内的污物、霍尔元件开关位置的不良造成电器控制失效等故障排除。

（2）检修刀架到位后的夹紧力不均导致加工精度不稳定。

从刀架控制原理可以看出，正转由K1 继电器控制，反转由K2 控制，RC是抗干扰夹弧器，拆开刀架控制盒盖板，输入换刀指令，T2 计算机输出TL+ 正转信号，K1 继电器吸合，三相主触点闭合，电机得电正转。

当二号刀到位后，霍尔元件与磁钢导通，发出到位信号送回数控系统，系统按到反馈信号电平后，中断正转信号。

同时发出TL- 反转信号，K2 继电器吻合，反三相主触点闭合，电机反转使刀架锁紧。

K2 继电器吸合时，用万用表测量其输出电压是否为AC380 V。

如果此电压不是AC380 V，将可以断定K2 中间继电器。

继电器触点接触不良，引起输出AC380 V三相电压不平衡。

电机反转锁紧刀架时，保护空气开关没有出现过流断路，以致换刀时间短，
电机反转瞬间。

转功率不够，是因电机反相锁紧力达不到1.2 N，刀架夹紧力不够造成刀盘定位精度不准。

此时应该拆下刀架控制盒，拔下K2 中间继电器，并更换，更换后，再连接好线路。

刀架控制电路可以不采用刀架厂生产的刀架控制盒，而直接用交流接触器代替刀架控制盒K1，K2 中间继电器拖动刀架电机。

这样可以增强刀架控制线路的稳定性。

最后对多个零件进行试加工，结果显示，尺寸准确。

表明故障已经排除。

3.3 刀架使用注意事项
1.刀架电机采用三相380V特殊刀架电机，刀架连续运行时，每分钟换刀次数不得超过6次，否则会烧坏电机。

该刀架反转锁紧时间为1.2-1.3秒。

反转锁紧时间设置过长会使电机温度过高而损坏电机。

反转时间设置过短会使刀架不能充分锁紧。

在每台刀架的合格证上都注明了该刀架的准确锁紧时间。