浅谈数控车床电动刀架的故障维修措施

方乔乔（山东雄狮建筑装饰工程有限公司,山东　滕州　277599）

浅谈数控车床电动刀架的故障维修措施

方乔乔
（山东雄狮建筑装饰工程有限公司,山东滕州277599）

数控机床运行的稳定性以及加工效率与电动刀架的工作情况息息相关。当电动刀架在机床运行过程中发生问题时，轻则使工件的加工中断造成废品的产生，严重时会发生破坏性的事故。正因为电动刀架在机床中起到如此重要的作用，所以本文对数控机床电动刀架的故障维修进行研究分析，对机床的稳定性有重要的意义。本文作者结合多年来的工作经验，对数控车床电动刀架的故障维修措施进行了研究，具有重要的参考意义。

数控车床；电动刀架；故障；维修

1　电动刀架的结构及运行原理

1.1电动刀架的结构

数控机床的电动刀架主要是由下齿盘、动机、传动轴、霍尔开关、上齿盘、微动开关电路等组成。数控机床系统一般通过PMC给予刀架输入、输出信号来控制刀架的运转。

1.2电动刀架的运行原理

数控机床采用T代码进行选刀操作，CW信号通过接触器和中间继电器传递给电动刀架上的电动机，使其能正常运转。当检测到霍尔元件的信号时，刀架停止运动。刀架的反转运动是通过CCW信号控制的，当刀架自由度被完全限制住后，即可完成所需的所有控制过程。当数控系统的信号发送至刀架电动机，刀架运行不受预期控制时，需要将刀架整体与电动机断开，检查判断是机械问题还是软件通讯问题。电动机的正、反转运动情况可通过数控系统的梯形图动态显示；利用数控系统的自诊断功能可判别发信盘信号状况等。

当刀架电动机收到系统发出的换刀信号后，刀架上的电动机正转，刀体借助相关机械机构到达预先设定的位置，然后离合盘执行相应操作。当刀体传送至预定的位置户，发信盘将刀具到位信息发送给控制系统，控制系统向刀架电动机发送反转指令，刀架电动机反转。经过初定位后，上刀体开始下落，端齿盘完全啮合，当位置被判断为正确位置时，刀架自由度被升降机构限制住。

2　电动刀架常见故障判断及应对方法

2.1电动刀架换刀时运转不停

（1）设备霍尔元件出现损坏。当设备换刀时电动机运转不停时，首先检查机械结构连接是否出现问题，若检查无问题，且对应的刀位线无法进行高电平输出，则霍尔元件出现问题。维修方法是：霍尔元件的损坏无法一一进行检测，则更换刀架发信盘上的所有的霍尔元件。一般来说，霍尔元件整体损坏的概率可以忽略不计。

（2）磁钢问题。当数控机床磁钢出现问题时，主要是由于以下三种原因造成的：1）霍尔元件与磁钢位置有高度差；2）磁极未能正向安装；3）磁钢磁性较弱或者直接无磁。

霍尔元件与磁钢位置有高度差时，则需要调节磁钢的位置，使其与霍尔元件的位置相对应；当磁钢磁极未能正向安装时，也会出现电动刀架换刀时不停顿的现象，这时需要反转磁极；当出现磁性较低或无磁时，需要增强磁钢的磁性，若仍不能满足需要，则更换新的。

（3）发信盘电源故障。若发信盘上的霍尔元件的电路出现问题时，会造成刀位的信号无法与系统控制面板通讯。出现这种情况时，需要对发信盘上的电源进行检查：用万用表对24V的出线端进行检查，看是否有电压。如果没有电压示数，则表示电源故障，需要对电源进行维修或者更换。由于发信盘的工作环境较为潮湿，宜出现线路老化，所以还需要着重检查这部分的线路，看是否存在短路、断路问题。

2.2电动刀架换刀时不动作

（1）电动机故障。用万用表检查电动机输入线路，并将电动机载荷去掉，如果检测到输入电压正常，但是电动机仍然不能正常运转，则说明电动机损坏。绕组接地、缺相、匝间短路故障、过载运行和绕组相间等都会造成电动机损坏。对这些问题的判别方法如下：用万用表检查不同相间的绝缘电阻，注意应将测量的两相单独隔离出来进行测量，如果电阻不大于0.2MΩ，则说明相间短路，然后检测三相绕组的电流，电流显示较高的为短路相；接地故障可对电动机绕组对地的绝缘电阻进行探测，如果电阻不大于0.2MΩ，说明电动机受潮，用万用表对电阻进行分段检测，电阻值低的位置电动机绕组受潮严重，应烘干处理，如果读数为0，则说明绕组接地，对接地部分可采用绝缘纸隔开，若还不起作用，则需要涂层绝缘漆。

（2）刀架电源相序混乱或缺相。新刀架安装后或者机床损坏进行维修后很容易发生刀架电动机相序混乱的情况，这主要是由于人为接线因素造成的，在处理该问题时，需要切断电源，对相序进行调整。

电动机有时还会出现缺相问题，这时电动机的表现方式为：电动机不动作且存在异常声响，检查接触器线路是否接触不良，还需要对开关的动静触头进行检查，若出现接触不良情况，及时进行检修，使输入电动机的各相接触正常。

2.3刀架锁不紧

有时数控机床刀架会出现升降机构对刀架的锁紧故障，此时严重影响设备的正常运行，出现问题及解决方法如下：

（1）锁紧刀架的机械结构故障。将该机构拆分，检查对应机构是否磨损严重，影响正常的机械配合，对不能正常使用的零件，及时进行更换。

（2）刀架反转时出现异常情况。检查相关机械结构是否出现异常，若出现异常则进行检修；还需要对线路问题以及软件控制程序进行检查。

（3）刀架电动机反转后未停止在正确位置。检查反转时间是否合适，一般是1.2s左右，还需要检查系统参数设定。

2.4电动机轴承故障

数控机床在平时需要进行相应的保养维护，定期进行设备润滑等。若轴承润滑不畅或者有进水现象，则会破坏轴承的润滑环境，轴承容易出现生锈、损坏现象。当出现这种情况时，需要对轴承破坏程度进行检查，若无大碍，则及时进行补油润滑和定期保养；若损坏严重，则需及时更换，以防影响整个设备的稳定性及运行精度。

3　结束语

数控机床电动刀架直接影响着整个数控设备的稳定性和可靠性，因此学会对电动刀架相应问题的处理有着重要意义。相关操作维护人员需要加强对这方面的认识，学习更多处理问题的方法，对日常出现的问题进行及时总结记录，并给出相应解决方法，逐步提高自己的维护设备的水平。

[1]范芳洪，石金艳.数控车床电动刀架的故障维修两例[J].机械工程与自动化,2011,13(14):74-75.

[2]王建强，潘王琴，张棉好.基于Mach3的开放式数控车床系统换刀宏程序开发[J].制造业自动化,2012(05).

[3]王凤平，孙洪强.立式电动刀架刀位检测常见三种方式的比较分析[J].制造技术与机床，2014(02).