數控車床電（diàn）動刀架（jià）的工作原理及故障診斷-數控機床市場網

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數控車床電動刀架的工作原理及故障診斷

2018-5-28 來源：福建信息職業技術學院作者：陳懷麗

摘要:隨著（zhe）工業快（kuài）速發展,數控車床的應用越（yuè）來越廣（guǎng）泛。但是從應用實況來看數控車床中（zhōng）電動刀架發生（shēng）故障的幾率（lǜ）較高,影響數控機床的正常使用。因此（cǐ）,研究電動刀架出現的故障具有現實意義。本文闡述了電動刀（dāo）架的工作原（yuán）理,在此基（jī）礎上探（tàn）究刀架故障的診（zhěn）斷方法。

關（guān）鍵詞:數控（kòng）車床;電（diàn）動刀架;工（gōng）作原理;故障診斷（duàn）;電機;軸（zhóu）承

電動刀架（jià）能否正常運轉直接影響著（zhe）數控（kòng）機床的加工效率與穩定性。對（duì）數控車床而言,一旦電動刀架出現了故障可能中斷工件加工,嚴重（chóng）時（shí）還可（kě）能產生廢品或者發生（shēng）碰撞等各種破壞性的事故。因此分析如何診斷刀架故障具（jù）有現實意義。

1、電動刀架的工作原理

要探究如何診斷（duàn）電動刀架（jià）發（fā）生的故障,就必須了解刀架的工作原理。電動刀架是由控製過程、一體化動作過程等兩（liǎng）部分共同組成。

1.1 控製過程

數控（kòng）係統將（jiāng）選（xuǎn）刀T代碼傳輸出去,按照CW信號傳送（sòng）出去,通過交流接觸器與中間繼電器之後,促使電動機帶動刀架正常運轉。當檢查到刀位信（xìn）號後,電（diàn）動機就自動停止（zhǐ）運轉。如果接受（shòu）到CCW信號,帶動刀架的電動機（jī）就會反（fǎn）轉（zhuǎn）,鎖緊刀架後就能夠實現整體控製過程。一旦數（shù）控係統（tǒng）發（fā）生（shēng）了異（yì）常,就斷開電動（dòng）機和刀架體的連接（jiē）來診斷是電氣故障還是機械故障。同時還能夠利（lì）用數控係統中動態顯示來對電動機的（de）正反轉輸出進行檢測;通過數控係統中自我診（zhěn）斷功能對發信盤信號狀況進行判別。

1.2 機電一體化（huà）動作過程

一（yī）旦換刀（dāo）信號傳輸到後,刀架電動機就（jiù）會開始正轉,通過升降機構與減速（sù）機構將上刀體動作到製定位置,離合盤就開始動作。等到上刀體運動到（dào）預定（dìng）位置後,發（fā）信盤就會將相關信息傳輸出去,刀架電動機（jī）收到信息開（kāi）始反向運轉。一旦初定位完成後,上刀體即下落,端齒（chǐ）盤進行齧合,就實現了精定位,通過升降機（jī）構鎖緊刀架。

2、電動（dòng）刀架故障的（de）診斷

2.1 刀架換刀時（shí）無法停止運轉

（1）霍爾元件（jiàn）損壞。如果（guǒ）刀位連接正常,對（duì）應刀位先無法輸出高（gāo）電平,可以診斷為霍（huò）爾（ěr）元件損壞,就要及時換刀架的發信盤或者發信盤上的霍爾元件。一般而（ér）言,霍爾元件不可（kě）能整體發生損壞。

（2）磁鋼問題。磁（cí）鋼問（wèn）題包（bāo）含了霍爾元件和磁鋼高度位置不（bú）精確、磁極（jí）裝反、磁性比較低（dī）等問題;一旦刀架上升時磁鋼位置過高（gāo）,就應該控（kòng）製磁鋼的（de）位置,對正霍爾元件;假如磁極裝（zhuāng）反了（le）,對磁極方向重新調整即可;如果磁（cí）極較低,增（zēng）強了磁性之後依然無法滿足要求,就必須要更換新磁鋼。

（3）發信盤電源故障。一旦發信盤（pán）霍爾元件（jiàn）發生電（diàn）源短路,更無法傳（chuán）輸刀位到位的信號,就要檢查發信盤的電源。診斷方法是:使（shǐ）用萬用表檢測係統2V4的出（chū）線端電壓（yā）,觀察輸出電源是否（fǒu）正常（cháng）。假如電壓消失,可以診斷出係統電源（yuán）故障,就要維修電源（yuán）;假如電（diàn）源正常,就要檢查刀架和係（xì）統的接線位置是否有斷路。檢查刀架電源0一2V4電壓是否存在斷路,或者因短路降低了24V電壓,因發信盤常常處於濕度較高的環境下工（gōng）作,線路極易老化斷線,自然影響回路正常工（gōng）作（zuò）。

2.2 換刀時電動（dòng）刀架不（bú）動作

當換刀時,電動刀架不動（dòng）作（zuò）可能是電動機（jī）損壞,或者電源的相序混亂所致（zhì）,其分（fèn）析過程如下。

（1）電（diàn）動機損壞。接通電源後,在空載時（shí）電動機依然無法運轉,說明電動機損壞。事實上（shàng）,造成電動機損壞（huài）的原因比較多,比如繞組接地故障、缺相、過載運行、匝間（jiān）短路故障等等,如果（guǒ）是繞組短路故障,就采用（yòng）萬（wàn）用表檢測不同相間絕緣電阻,檢測時必須要（yào）把電動機（jī）上所有引（yǐn）線拆分開（kāi）。假如絕緣（yuán）電阻值低（dī）於0.2MQ,可以診斷為相間短路。分開檢測三（sān）相繞組電流,某相（xiàng）電流遠遠超過其（qí）他（tā）兩相可（kě）診斷為短路相;就要采用短路探測器檢測繞組件的短路;如果采用電橋檢測三相繞組電（diàn）阻,短（duǎn）路相上電阻遠遠低於其他兩相。而接地故障,采用（yòng）搖表探測電（diàn）動機繞組對地絕緣電阻,假如絕（jué）緣電阻值低於0.2MQ,說明電動機嚴重受潮! 采用萬用表（biǎo）電阻檔或者校驗燈進行分段檢查,校驗燈電阻過低或者顯（xiǎn）示過暗,說明繞組嚴重受潮,就必須要烘幹（gàn）維護（hù）;假（jiǎ）如電阻顯示0或者校驗燈的正常發亮,說明繞（rào）組出現了接地。繞（rào）組接地常常有幾種可能,即為繞組凸出槽口處、電動機出（chū）線孔處、電源線進線孔處。如果是（shì）繞組凸出槽口的位置接地可以采用絕緣紙（zhǐ）或者竹片把繞組和鐵（tiě）心隔（gé）開,當檢查完接（jiē）地時之後還要塗上一層絕緣（yuán）漆。

（2）刀架電源出現相序混亂或者（zhě）缺（quē）相。一（yī）旦電動機相序混（hún）亂必然影響電動刀架正常工作,這種現象（xiàng）常常在新（xīn）裝刀架或者機床（chuáng）維修之後（hòu）可能發生。進行處理時一定（dìng）要斷開電源（yuán）,要（yào）對電動機的相序（xù）進行（háng）調整（zhěng）。電動機無法動作卻有（yǒu）異常聲響,可能是一相發生斷（duàn）路,因（yīn）此就必須要重點檢查接觸器（qì）或者開關上動靜觸頭,維修後可恢複正常。

2.3 刀架鎖不緊

如果刀架鎖不緊必定影響正常運行,對這種故障的（de）診（zhěn）斷如下（xià）方法如下:l)刀架機械鎖結構發生（shēng）異常,就把刀架拆分開,對機械構件進行檢查,尤（yóu）其要（yào）檢修定位鎖的位置是否磨損破壞;2)刀架反轉,按照刀架不動作的檢查方（fāng）式,檢查電（diàn）動（dòng）機的反轉控製回（huí）路!3〕;3)電動機反（fǎn）轉的時間（jiān）不夠,對係（xì）統（tǒng）的反鎖周期（qī）參數（shù）進行檢查,一般是把時間設定到1.25左右。

2.4 電（diàn）動機（jī）的軸（zhóu）承故障

如果刀（dāo）架電動機平時沒有及（jí）時進行（háng）維護保養,特別是風槍除鐵屑或者采用乳化液冷卻,那麽軸承就可能因為進水而影響軸承的潤滑環境,極易造成軸承發生損壞、卡殼與生鏽等等（děng）。處理故障時就要全麵檢（jiǎn）查軸承,如果損壞的程度不大,隻需要進行（háng）潤滑處理與保養維（wéi）護,但（dàn）是軸承（chéng）的損壞比較嚴重,就必須要更換新軸承。

3、結（jié）束語

數控電動刀架在（zài）生（shēng）產（chǎn）過程中存在各種刀架故（gù）障,影響著數控車床的正常運轉。因此筆者依據自己經驗（yàn）分析了幾種故障產生的原因,同時提出解（jiě）決方案建議,縮短（duǎn）了排查刀架（jià）故障（zhàng）的時間,提高了維修效率。

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