任务2：数控车床刀架的常见故障维修

《数控机床故障维修与维护》项目三:数控机床换刀装置的故障检测与维修任务1：换刀装置的零部件认识及拆装任务2：数控车床刀架的常见故障维修任务3：数控铣床换刀装置的常见故障维修任务4：数控加工中心刀库的常见故障维修《数控机床故障维修与维护》任务2：数控车床刀架的常见故障维修一、目标要求二、任务介绍三、相关知识四、任务实施五、任务总结《数控机床故障维修与维护》一、目标要求专业能力1、清楚刀架的结构；2、能诊断刀架常见故障产生的原因；3、具备顺利排除刀架常见的故障的能力；4、能进行对刀架的日常维护保养。《数控机床故障维修与维护》社会能力1、具有良好的职业道德和敬业精神；2、具有团结协作精神；3、具有良好沟通能力。方法能力1、具有通过PPT、网络、参考书等学习知识的能力；2、具有通过操作实践进行技术归纳提炼的能力。《数控机床故障维修与维护》二、任务介绍刀架类型：CK6136数控车床使用的立式四工位LDB4电动刀架。故障现象：数控车床正常启动后换刀，在换刀过程中，刀具停止的位置与所指定的刀号不一致，或与理想的停止位置有一定角度的偏差。即，想换2号刀，刀架回转后停在3号刀的位置；或者是虽然停在2号刀的位置，但此时刀架端面与主轴轴线不垂直，有一定角度偏差。《数控机床故障维修与维护》三、相关知识1.数控刀架类型1.1排式刀架刀架夹持着各种不同用途刀具的刀夹沿着机床的X坐标轴方向排列在横向滑板上，如图所示。一把刀具完成车削后，横向滑板只要按程序沿X轴移动预先设定的距离，第二把刀就到达加工位置，这样就完成了换刀动作。这种换刀方式迅速省时，有利于提高机床的生产效率。《数控机床故障维修与维护》1.2立式回转刀架立式回转刀架的刀架回转轴与安装底面相对垂直，一般通过机电系统控制来实现自动换刀动作。根据加工要求可设计成四方或六方刀架，并相应地可以安装4把刀具或6把刀具，其中立式4工位刀架应用较多。《数控机床故障维修与维护》1.3卧式回转刀架卧式回转刀架的回转轴与安装底面相对平行，每个刀位可安装固定切削刀具，亦可安装旋转切削工具，可使复杂型体通过一次装夹便可完成车削内外圆、端面、铣槽、攻丝、铣多边形等多种工序的加工。《数控机床故障维修与维护》2.LDB4电动刀架结构及工作原理2.1LDB4刀架结构LDB4四工位回转刀架是经济型数控车床上采用的一种最简单的换刀装置，主要用于加工轴类零件。在工作过程中要求具有抗强力切削的刚度和换刀时的回转定位精度，该类刀架由刀架电动机、蜗轮和蜗杆机构、螺旋升杆、导向主轴、刀架底座、刀架上刀体和下刀体、齿盘、锁紧压板、反靠销、锁紧螺母、霍尔元件（发讯盘）定位系统、磁钢、保护端盖等组成。《数控机床故障维修与维护》反靠盘螺杆F面外端齿盘反靠销螺母离合销离合盘止退圈大螺母铝罩发讯盘防护罩刀架基面小螺母罩座上刀体电机主轴滚针轴承蜗轮下刀体联接座LDB4刀架结构图1《数控机床故障维修与维护》14信号线动力线电机联接座左联轴器右联轴器下刀体蜗杆调整垫端盖蜗轮上刀体M10螺钉LDB4刀架结构图2《数控机床故障维修与维护》2.2LDB4刀架工作原理数控系统发出换刀信号，控制正转继电器动作，电机正转，通过左右联轴器带动蜗杆、蜗杆带动蜗轮、蜗轮带动螺杆旋转，螺母开始上升，同时螺杆带动离合盘转动，离合销在离合盘平面上滑动，当螺母上升至一定高度时，三端齿啮合脱开，离合销进入离合盘槽中，此时螺杆带动离合盘、离合销、螺母、上刀体、外端齿及反靠销开始转位，反靠销从反靠盘槽中爬出，即上刀体开始换刀动作。当上刀体转到所需刀位时，霍尔元件电路发出到位信号，正转继电器松开、反转继电器吸合，电机开始反转，螺杆带动离《数控机床故障维修与维护》合盘、离合销、反靠销、上刀体反转。当反靠销在反靠盘平面上移动经过反靠槽时，反靠销被弹簧弹入反靠槽。由于反靠销进入反靠槽，反靠销直角面与反靠槽直角面相互顶住（刀架完成粗定位），阻止了反靠销、离合销、上刀体的转动，此时离合盘在螺杆的带动下继续反转，离合销从离合盘槽中爬出，螺母开始下降，直至三端齿完全啮合，完成精定位，刀架锁紧。此时，反转时间到，反转继电器松开，电机停止转动。延时继电器动作，切断电源，电机停转，并向数控系统发出换刀完成信号，加工程序开始。《数控机床故障维修与维护》换刀信号正转继电器吸合电机正转上刀体抬起上刀体转位刀具到位信号正转继电器松开、反转继电器吸合电机反转粗定位上刀体下降精定位夹紧反转继电器松开电机停转换刀完成信号加工程序进行。刀架动作顺序：《数控机床故障维修与维护》3.刀架控制电路图DB15孔91251368723ML3L2L14#霍尔3#霍尔2#霍尔1#霍尔12V直流继电器线圈12V直流继电器线圈地4#刀3#刀2#刀1#刀刀正刀反12VJ3刀架口WA-21SF《数控机床故障维修与维护》4.刀架常见故障及维修方法◆4.1刀架旋转失控故障现象：换刀时刀架旋转失控，刀架可能旋转多圈而不能停止到位，且故障时有时无，没有规律。故障分析与排除：根据故障现象可以判定主要是刀架控制系统方面的原因。应该从发讯盘和刀位线路检查：⑴检查刀架到位信号是否发出，若没有到位信号，则是发讯盘故障。可检查：发讯盘弹性触头是否磨坏、发讯盘地线是否断路或接触不良或漏接。⑵当仅出现某号刀不能定位时，则一般是由于该号刀位线断路所致。可能是此位刀的霍尔元件损坏或此刀位信号线断路，造成系统无法检测到位信号。《数控机床故障维修与维护》◆4.2刀架回转定位精度不准故障现象：在换刀过程中，刀架停止的位置与所指定的刀号不一致，或与理想的停止位置有一定角度的偏差。故障分析与排除：根据故障现象判定主要是机械部分和定位检测元件的原因。⑴检查定位销是否灵活，弹簧是否疲劳。此时应修复定位销使其灵活或更换弹簧。⑵检查棘轮与蜗杆连接是否断开，若断开，需更换连接销。⑶检查某些机械部件是否磨损严重，已不能通过常规的调整、刀具间隙补偿等来解决，需整体更换。⑷检查霍尔元件与磁铁是否错位，此时，应重新调整刀架轴上的锁紧螺母，使4个霍尔元件开关与感应磁铁逐一对应并锁紧螺母。《数控机床故障维修与维护》◆4.3刀架不能正常锁紧故障现象：在换刀过程中，刀架有时转位正常，有时出现转位刀架不锁紧，同时“进给保持”灯亮，刀架停止运动。故障分析与排除：该故障现象应该是PMC控制程序或机械部分所致。⑴检查夹紧开关位置是否不当，并调整至正常位置。⑵检查其相应线路继电器是否能正常工作，并更换继电器。⑶检查刀架内部机械配合是否松动。有时会出现由于内齿盘上有碎屑造成夹紧不牢而使定位不准。⑷“进给保持灯亮”说明刀架不能结束转位动作，保持松开状态。检查奇偶校验开关和由开关到数控系统I/O板线路是否有松动。⑸系统反锁时间不够长:调整系统反锁时间参数即可（新刀架反锁时间ｔ＝１.2ｓ即可）。《数控机床故障维修与维护》◆4.4在任何操作状态下刀架均不转故障现象：机床接通电源后，无论在任何操作状态下启动刀架，刀架均不旋转。故障分析与排除：⑴刀架电机不通电。检查刀架电源接口是否良好接通；控制器是否断线等。⑵刀架电机反转。检查电机相序是否接反，检测线路相序，变换相序即可排除。⑶刀架电机夹紧电流过大。通过调整刀架电机夹紧电流排除。⑷刀架内部机械卡死。首先，检查夹紧装置反靠定位销是否在反靠棘轮槽内；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。《数控机床故障维修与维护》四、任务实施1.拆开刀架《数控机床故障维修与维护》2.查找原因根据故障现象，结合刀架常见故障及维修方法的◆4.2刀架回转定位精度不准的排除方法，发现霍尔元件与磁铁发生了错位。《数控机床故障维修与维护》3.排除故障重新调整刀架轴上的锁紧螺母，使4个霍尔元件开关与感应磁铁逐一对齐，并锁紧螺母。当程序指令刀架更换2号刀具时，刀架电机驱动刀架旋转，磁钢随上刀体一同旋转，而此时的发信盘固定不动，可是由于锁紧螺母松动，发信盘和刀体发生了相对的转动而导致此故障的产生。《数控机床故障维修与维护》数控机床刀架涉及到机械、电气、控制系统等多方面的技术，一旦出现某种故障现象，应根据不同故障类型，找准原因，方能及时排除故障。注：1.调整霍尔元件与磁钢的相对位置，应在刀架锁紧状态下进行，拆卸时要打标记；2.刀架每分钟换刀次数不得超过6次，否则会烧坏电机；3.如发生撞车，应检查中轴、定位销、外端齿盘是否损坏、变形或松动；4.切勿将刀位信号线与电源正极短路，否则会损坏发讯盘。五、任务总结《数控机床故障维修与维护》祝同学们学习愉快