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

(中国工程物理研究院机械制造工艺研究所，四川绵阳 621900)

CINCINNATI－AILACRON系列数控车床是某企业20世纪90年代初购买的设备。其采用ACRAMATIC 850TC数控系统，经过近20年的使用，元器件磨损老化，导致故障频发，特别是刀塔故障表现尤为突出，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，在吃透其刀塔结构及控制原理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。

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;无法准确分度，刀塔不到位;故障出现后刀盘处于伸出状态，不能归位;系统出现10976或10955号报警。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，带来很大麻烦。

2 刀塔控制原理分析

2.1 刀塔及运行简介

CINCINNATI－AILACRON系列数控车床刀塔采用的是由液压马达驱动的双联的冠状刀盘(Crown Turret)和盘式刀盘(Disc Turret)，各有6个刀位。工作时，由编程或手动输入指令，启动后，刀塔松开并伸出，2个刀盘同时转动，旋转方向固定，不能反转。分度到指令刀位附近时，减速并停止，刀塔缩回并夹紧，完成一次换刀操作。

2.2 刀塔控制原理

正常状态下，刀塔完成一次换刀过程需要按照如下电气及液压控制顺序进行:

(1)当一个换刀指令被执行后，系统需要读取初始刀位信息。刀位信息是由3个刀塔接近开关:14－LS、15－LS、16－LS提供的二进制信号组合而成，见表1刀塔位置限位开关组合逻辑表。……