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数控车床自动刀架常见故障诊断与维修

2013/4/15    来源:万方数据    作者:              
关键字:数控车床  刀架  故障诊断维修  
针对数控车床刀架在使用过程中经常出现的各种问题,以目前使用较多的端齿盘式四工位自动刀架为例,论述了数控车床刀架工作原理,分析了可能出现各种故障现象,并提出了相应的维修方法和步骤。

    经济型数控车床一般都配有自动回转刀架,现有的刀架结构主要是插销式和端齿盘式。由于刀架使用频繁,且各种型号规格的刀架质量参差不齐,所以故障率较高。一旦出现某种故障现象,则可能是机械原因,也可能是电气、控制系统方面的原因。因此,根据不同的故障类型,找准原因,准确迅速确定故障点,方能及时排除故障。本文以目前使用较多的端齿盘式四工位自动刀架为例,将可能出现的各种故障现象加以分析,并提出了对应的维修步骤和方法。

1 数控车床刀架工作原理

    图1所示为经济型数控车床常用的四方刀架结构,其刀具转位信号由加工程序指定。其工作过程为:刀架抬起一刀架转位一刀架定位一夹紧刀架。

数控车床四工位刀架结构

    (1)刀架抬起

    当数控机装置发出换刀指令后,电动机1启动正常,通过套筒连轴器2使蜗杆轴3转动,从而带动蜗轮丝杠4转动。刀架体7的内孔加工有螺纹,与蜗轮丝杠旋合,蜗轮与丝杠为整体结构。蜗轮丝扛内孔与刀架中心轴式间隙配合,在转位换刀时,中心轴固定不动,蜗轮丝杠绕中心轴旋转。当蜗轮开始转动时,由于刀架底座5和刀架体7上的端面齿处在啮合状态,且蜗轮丝杠轴向固定,因此刀架体7抬起。

    (2)刀架转位

    当刀架体抬至一定距离后,刀架底座5和刀架体7的端面齿脱开,转位套9用销钉与蜗轮丝杠4联接,随蜗轮丝杠一同转动, 当端面齿完全脱开时转位套正好转过160(如图所示),球头销8在弹簧力的作用下进入转位套9的槽中,带动刀架体转位。

    (3)刀架定位

    刀架体7转动时带着电刷座10转动,当转到程序指定的刀号时,粗定位销15在弹簧力的作用下进入粗定位盘6的槽中进行粗定位,同时电刷13接触导体使电动机1翻转。由于粗定位槽的限制,刀架体7不能转动,使其在该位置垂直落下,刀架体7和刀架底座5上的端面齿啮合实现精确定位。

    (4)夹紧刀架

    电动机继续反转,此时蜗轮停止转动,涡杆轴3自身转动,当两端面齿增加到一定夹紧力时,电动机1停止转动。译码装置由发信体13、14组成,电刷13负责发信号,电刷14负责位置判断,当刀架定位出现过位或不到位时,可松开螺母12,调好发信体11与电刷14的相对位置。

2 刀架常见故障及其诊断维修

    2.1刀架不能启动

    (1)机械方面的原因

    ① 刀架预紧力过大。当用六角扳手插入蜗杆端部旋转时不易转动,而用力时,可以转动,但下次夹紧后刀架仍不能启动。此种现象出现,可确定刀架不能启动的原因是预紧力过大,可通过调小刀架电机夹紧电流排除之。

    ② 刀架内部机械卡死。当从蜗杆端部转动蜗杆时,顺时针方向转不动,其原因是机械卡死。首先,检查夹紧装置反靠定位销是否在反靠棘轮槽内,若在,则需将反靠棘轮与螺杆连接销孔回转一个角度重新打孔连接;其次,检查主轴螺母是否锁死,如螺母锁死,应重新调整;再次,由于润滑不良造成旋转件研死,此时,应拆开,观察实际情况,加以润滑处理。

    (2)电气方面的原因

    ① 电源不通、电机不转。检查溶芯是否完好、电源开关是否良好接通、开关位置是否正确。当用万用表测量电容时,电压值是否在规定范围内,可通过更换保险、调整开关位置、使接通部位接触良好等相应措施来排除。除此以外,电源不通的原因还可考虑刀架至控制器断线、刀架内部断线、电刷式霍尔元件位置变化导致不能正常通断等情况。

    ② 变频器的正转输入端子和反转输入端子断线。

    ③ 手动换刀正常、机控不换刀,应重点检查微机与刀架控制器引线、微机I/0接口及刀架到位回答信号。

    ④ 梯形图中正转输出信号Y0.0和反转输出信号Y0.1在输入有信号的情况下,输出为低电平,导致对应的继电器无输出。

责任编辑:陈浩
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