袁 林 付福起 李海滨

（①西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室，陕西西安 710072；②西京学院经营文学院，陕西西安 710123）

数控车床刀架典型故障分析及排除

袁 林①付福起②李海滨①

（①西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室，陕西西安 710072；②西京学院经营文学院，陕西西安 710123）

针对数控车床在使用过程中刀架经常出现的各种典型问题，以LDB4系列电动刀架为例，通过对数控车床刀架的结构与工作原理的阐述，并以其在日常生产中遇到的常见问题为依据，分析讨论了生产中车床刀架可能会出现的各种问题，并提出了相应的解决方案。

数控车床 电动刀架 典型故障 解决方案

数控车床常见的故障有刀架类、主轴类、螺纹加工类、系统显示类、驱动类、通信类等［1］，其中刀架故障占有相当大的比例，常常包括电器方面、机械方面以及液压方面的问题。基于此，本文以自己的实际经验为指导，对数控车床在日常生产中遇到的常见典型的刀架问题逐一进行了分析，并提出解决问题的方法。鉴于现今数控车床刀架型号较多，而且刀架的结构、尺寸也有所不同，但其原理基本相同［2］，因此维修的时候可以相互借鉴。文中以LDB4系列电动刀架（图1）为例，对各种故障进行分析及排除。

1 LDB4系列电动刀架的工作原理

操作者向数控机床输入换刀指令，指令传递给微机，微机发出换刀信号，由此控制刀架继电器动作，电动机继电器闭合，刀架电动机18正转，电动机通过蜗杆24、蜗轮23、螺杆4将刀架销盘3上升至一定高度时，离合销15进入离合盘5槽中，离合盘带动离合销、离合销带动销盘、销盘带动上刀架体14转位，当上刀体转到所需刀位时，霍尔元件电路发出刀位信号，电动机反转，反靠销16进入反靠盘17槽中，离合销15从离合盘5槽中爬出，刀架完成粗定位。同时销盘下降端齿啮合，完成精定位，刀架锁紧。（15T）刀架反转时间到，继电器断开动作，电动机停止。（3/5T）延时继电器动作，切断电源、电动机停转，向微机发出回答信号，加工程序开始［1］。

2 霍尔集成电路

刀架体转位过程中刀位信号是靠霍尔开关检测的到位信号。当某一刀位转到指定位置时，霍尔开关受到磁钢上的磁场作用，其OC门由高阻状态变为导通状态，输出低电平，当霍尔开关离开磁场作用时，OC门重新变成高阻状态，输出高电平［6］。如图2。

3 常见典型故障

3.1 刀架电动机不能正常启动

此种情况常常出现在拆卸刀架电动机并重新安装后。由于安装时，未能将电源相位与刀架电动机的相应相位进行正确连接，导致此种情况的发生。

解决方法：如果刀架电动机的声音与其正常运转的声音不同，此时则应立即切断机床电源，调整电源相位以使其与刀架电动机的相位相对应，电动机相序反。刀架不仅没有抬起的动作，反而下压，而且电动机有响声。此时应重新正确接线。由于是电源相位与刀架相位的相对应对接问题，可调整刀架电动机相位或者机床电源相位任何一方的顺序，直至刀架正常启动。

3.2 上刀架体不转动

电气方面：由于机床电压不正常，或者刀架电动机的断路器跳闸、保险烧断、接触器未能正常吸合，机床电压未能达到刀架电动机所需380 V电压，导致刀架电动机不能正常工作。

解决方法：应该按图纸检查相关的保险及开关，检测调整机床电源，使供应电源达到机床要求电气方面的问题，即可解决。

机械方面：数控车床在日常生产中，必须用冷却液进行冷却才能正常进行生产，如果刀架密封不好，冷却液、废料小颗粒伴着冷却液渗进刀架体，破坏了刀架体里的润滑系统，刀架体里的零件与伴着废料小颗粒的冷却液长期作用后，刀架体里的零件被冷却液腐蚀，或者废料小颗粒阻碍上刀架体的正常转动，都能使刀架不能正常转动。此种情况的检测，可拆掉刀架电动机轴的端盖，用相应大小的六方扳手转动电动机，手感一下轴的松紧程度，如顺时针用力可转动，但下次夹紧后仍不能启动，则可将电动机夹紧电流稍调小。如顺时针转不动时，属于机械卡死，则表明刀架体里的零件由于腐蚀，或者小颗粒阻碍而不能正常工作。

解决方法：可按由上到下的顺序拆掉刀架体上端盖、发信盘的刀位信号线、发信盘等等，把已经腐蚀的零件用煤油进行清洗，用等级高的细砂纸，砂掉零件的生锈部分，恢复零件的应有精度，清除掉刀架体里的废料小颗粒。在拆卸刀架的时候，应该记录下拆卸的顺序，而且也应该记录下拆卸重要位置零件的相对位置，以便于清理完工作后，安装工作能正确、顺利地进行，此种冷却液渗入及废料小颗粒阻碍问题即可解决。再者，冷却液的渗入，也有可能腐蚀破坏发信盘，应该正确地检查，及时修理或者更换坏掉的部件。

3.3 上刀架体连转不停

发生此情况的原因如下：

由于刀架体里的发信盘的接地线断路，致使信号不能传递给系统，导致上刀架体连转不停。

"发信盘电源线断路，发信盘没有24 V电源供应，导致不能正常工作。

③发信盘里的霍尔元件短路或断路，霍尔元件是发信盘的主要元件，每一个霍尔元件对应一个刀位，如果霍尔元件其中之一有问题，则会出现上刀架体连转不停的情况。

④刀架体里的磁钢与磁极装反，磁钢与发信盘高度位置不精确，也会出现上刀架体连转不停的情况。

解决方法：上述①②两种情况，可去掉刀架体上盖，检修发信盘装置接线线路，修复发信盘断路线路，即可解决。第③种情况由于霍尔元件多数情况下，都与发信盘做成一个密封的整体，因此，若出现此种情况可以更换一个新的发信盘，即可解决问题。密封的发信盘可用三用表检测发信盘两的接线柱之间的电阻，如果检测的电阻值不是很一致，则表明发信盘已坏。第④种情况，可拆掉刀架盖，调整磁钢与磁极方向，仔细调整磁钢与霍尔元件的相对高度，亦可解决。

3.4 上刀架体不能转到所需刀位

发生此情况的可能原因如下：

①发信盘里某霍尔元件断路或短路。

②发信盘霍尔元件与所对应刀位信号线未对应。

③某霍尔元件与磁钢无作用信号。

解决方法：对于①，解决方法同上刀体连转不停中的①。对于②，多出现在重新调整、安装发信盘时，可按图纸刀位信号线颜色重新接线，即可解决。对于③，应重点检测发信盘，如发信盘出现故障，可更换发信盘，即可解决。

3.5 上刀体转位时不到位或过冲太大

发生此情况的可能原因如下：

①由于长时间工作，刀架在机床振动下，霍尔元件相对磁钢在圆周方向产生偏差，致使上刀体转位时不到位或过冲太大。

②安装发信盘的时候，发信盘与鼠牙盘的相对位置调整不当，亦可引起此症状。

③反靠装置不起作用。

④发讯盘触点与弹簧片触点错位。

解决方法：对于①，可调整磁钢在圆周方向相对于霍尔元件的位置，即可解决；对于②，可仔细调整发信盘与鼠牙盘的相对位置，即可解决；对于③，应检查反靠定位销是否灵活，弹簧是否疲劳，反靠棘轮与螺杆连接销是否折断，然后针对具体情况进行解决［6］；对于④，应检查发讯盘夹紧螺母是否松动，若松动，则重新调整盘触点与弹簧片触点位置，然后锁紧螺母［6］。

4 结语

通过总结数控车床在现实生产中遇到的各种刀架故障，依据自己的经验，对各种故障产生的原因进行认真的分析，并提出了自己的解决方案，对故障及相应解决方案地总结极大的缩短了对故障的排除时间。其次，在分析好问题基本所在，如果遇到要拆卸刀架的时候，应该养成一个好的习惯，每次拆卸一个零件或者接线时，应该做好标记，以避免在安装的时候出现零件，或者接线不能正确复位，引起别的故障，如上所述几点也有由于未能正确复位而引起的刀架故障。

1 孙汉卿，田力飞，孙朝霞等.数控机床维修技术［M］.北京：机械工业出版社，2000.

2 《数控机床数控系统维修技术与实例》编委会.数控机床数控系统维修技术与实例［M］.北京：机械工业出版社，2001.

3 廖效果，朱启逑.数字控制机床［M］.武汉：华中科技大学出版社，1992.

4 廖兆荣.机床电气自动控制［M］.北京：化学工业出版社，2003.

5 周虹.CK0630自动转位刀架常见故障与排除［J］.设备管理与维修，2003（5）

6 关薇.CK6136数控车床常见故障分析［J］.中国科技信息，2008（21）

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CNC Lathe Turret Typical Failure Analysis and Resolution

YUAN Lin①，FU Fuqi②，LI Haibin①
（ Key Laboratory of Education Ministry for Contemporary Design and Integrated Manufacturing，Northwestern Polytechnic University，Xi’an 710072，CHN；②Xijing Unioersity，Xi’an 710123，chn）

Aimed at the various typical issues of turret appeared in the course of CNC lathe，toke LDB4 series electric turret as an example，according to describe the structure and working principle of NC lathe turret，and in the purpose of the frequently questions that always met in the daily production，the various problems that may occur in the course of lathe turret are analyzed and discussed，a variety of solutionss is put forward.

CNC Lathes；Electric Turret；Typical Fault；Solutions

TH17

A

袁林，男，1980年生，助理工程师，硕士研究生，主要研究领域：CAD/CAM集成制造。

（编辑 李 静） （

2009－09－02）

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