數控（kòng）車（chē）床電動刀架的工作原理及故障診斷
2018-5-28 來源：福建信息（xī）職（zhí）業技術學院 作者：陳（chén）懷（huái）麗
摘要:隨著工業快速發展,數控車床的應用（yòng）越來越廣泛。但是從應用實況來看數控車床中電動刀架發生故障的幾率較高,影響（xiǎng）數控機床的正常使用。因此,研究電動（dòng）刀架（jià）出現的故障具（jù）有現實意義（yì）。本文闡述了電動刀架的（de）工作原理,在此基礎上探究刀架故障的診斷方法。
關鍵詞:數控車床;電動刀架;工作原理;故（gù）障診斷;電機;軸承
電動刀架（jià）能否正（zhèng）常運轉直接影響著數控機（jī）床的加工效率與穩定性。對數控車床而言,一旦電動刀架出現了故障可能中斷工件加工,嚴重時還可能產生廢品或者（zhě）發生碰撞等各種（zhǒng）破壞性的事故。因此分析如何診斷刀架故障具有（yǒu）現實意（yì）義。
1、電動刀架的工作原理
要（yào）探究如何（hé）診斷（duàn）電動刀架發生（shēng）的故障（zhàng）,就必須了解刀架（jià）的工（gōng）作原理。電動刀架是由控製過程（chéng）、一體（tǐ）化動作過程等兩部分共同組成。
1.1 控製過程
數控係統將選刀T代碼傳輸出去,按照CW信號（hào）傳送出（chū）去（qù）,通過交流接觸（chù）器與中間繼電器之後,促使電動機帶動刀架正常運轉。當檢查到刀位信號後,電動機就自動（dòng）停止運轉。如果接受到CCW信號,帶動刀架的電動機（jī）就會反轉,鎖緊刀架後就能夠實現整體控製（zhì）過程。一旦數控係統（tǒng）發生（shēng）了異常,就斷開電動機和刀架體（tǐ）的連接來診（zhěn）斷是電（diàn）氣故障（zhàng）還是（shì）機械故障。同時還能（néng）夠利用（yòng）數控係統中動態顯示來對電動機的正反（fǎn）轉輸出進行（háng）檢（jiǎn）測;通過數控係統中自我診（zhěn）斷功能對（duì）發（fā）信（xìn）盤信號（hào）狀（zhuàng）況進行判別。
1.2 機電一體化動作過程
一（yī）旦（dàn）換刀信號傳輸到後,刀架電動（dòng）機就會開始（shǐ）正轉,通過升降機構與減速機構將上刀體動作到製定位（wèi）置,離合盤就（jiù）開始動作。等到上刀（dāo）體運動到預（yù）定位置後,發信盤就會將相關信息傳輸出去（qù）,刀（dāo）架電動（dòng）機收到（dào）信息開始反向（xiàng）運轉。一旦初定（dìng）位完（wán）成後,上刀體即下落,端齒盤進行齧合,就實現了精定位,通（tōng）過升降機構鎖緊刀架。
2、電動刀架故障的診（zhěn）斷
2.1 刀（dāo）架換刀時（shí）無法停止運（yùn）轉（zhuǎn）
（1） 霍爾元件損（sǔn）壞。如果刀位連接正常,對應刀位先無（wú）法輸出高電平（píng）,可以診斷為霍爾元件損壞,就要（yào）及時換刀架的發信盤或者發信（xìn）盤（pán）上的霍爾元件。一般（bān）而（ér）言,霍（huò）爾元件（jiàn）不可能整體發生損壞。
（2）磁鋼問題。磁鋼問題包含了霍爾元（yuán）件和磁鋼高度位置不精確（què）、磁極（jí）裝反、磁性比較低等問題;一旦刀（dāo）架上升時磁鋼位置過高,就應該控製磁鋼的位置,對正霍（huò）爾元件;假如磁極裝反了（le）,對磁極方向重新調整即可;如果（guǒ）磁極較低,增強了（le）磁性之後依然無法滿足要求,就必須要更換新磁（cí）鋼。
（3）發信盤電源故障。一（yī）旦發信盤霍爾元件發生電源短路,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:使用（yòng）萬用表檢測係統2V4的出線端電壓,觀察輸出電源是（shì）否正常。假如電壓消失（shī）,可以診斷出係統電源故障,就要維修電源;假如電源正常,就（jiù）要檢查刀架和係統的接線位置是否有（yǒu）斷路（lù）。檢查刀架電源0一2V4電壓是否存在斷路,或者因短路（lù）降低（dī）了24V電壓（yā）,因發（fā）信盤常常處於（yú）濕（shī）度較高的環境下（xià）工作,線路極易老（lǎo）化斷線（xiàn）,自然影響（xiǎng）回（huí）路正常（cháng）工作。
2.2 換刀時電動刀架不動作
當換刀時,電動刀架不動作可能是電動（dòng）機損（sǔn）壞,或者電（diàn）源的相序混亂所（suǒ）致,其（qí）分析（xī）過程如下。
（1）電動機損壞。接通電（diàn）源後,在（zài）空載時電動機依然無法運轉,說明電（diàn）動機損壞（huài）。事實上（shàng）,造成電動機損壞的原因比較多,比如繞組（zǔ）接地故障、缺相、過載運（yùn）行（háng）、匝間短路故障等等,如果是繞（rào）組短路（lù）故障,就采用萬用（yòng）表檢測不同相間絕緣電（diàn）阻（zǔ）,檢測時必須要把電動機上（shàng）所有（yǒu）引線拆（chāi）分開。假如絕緣電阻值低於0.2MQ,可以診斷為相間短路。分開（kāi）檢測三相繞組電（diàn）流,某相電流遠遠超過其他兩相可診斷為短路相;就要采用短路探（tàn）測器檢測繞組件的短路;如果采用電橋檢測三相繞組電阻,短（duǎn）路（lù）相上電阻遠遠低於（yú）其他兩相。而（ér）接地故障,采用搖表探測電動機繞組對地絕緣電阻,假如絕緣電阻（zǔ）值低於0.2MQ,說明電動機嚴重（chóng）受潮! 采用萬用表電阻檔或者校驗（yàn）燈進（jìn）行分段檢查,校驗燈電阻（zǔ）過低或者顯示過暗,說明繞組嚴重受潮,就必須要烘幹維護;假如電阻顯示0或者校驗燈的正常發亮,說明繞組出現了接地（dì）。繞組接地常常有（yǒu）幾種可能,即為繞組凸（tū）出槽口處（chù）、電（diàn）動機出線（xiàn）孔處、電（diàn）源線進線孔處。如果是繞組凸出槽口的位（wèi）置接地可以采用絕緣紙或者竹片把繞組和鐵心（xīn）隔開,當檢查完（wán）接地時之（zhī）後還要塗上一層絕（jué）緣漆。
（2）刀架電源出現相序混亂或者缺相。一旦電動機相序混亂必然影響電動刀架正常工作,這種現象常常在新裝刀架或者機床維修（xiū）之後可能發生。進行處（chù）理時一定要斷開電源,要對電動機的相序進行調整。電動（dòng）機無（wú）法（fǎ）動作卻有異常聲（shēng）響,可能（néng）是一相發生斷路,因此（cǐ）就必須要重點（diǎn）檢查接觸器或（huò）者開關上（shàng）動靜觸頭（tóu）,維修後可恢複正常。
2.3 刀架鎖（suǒ）不緊
如果刀架鎖不緊必定（dìng）影響正常運（yùn）行,對這（zhè）種故障的診斷如下方法如下:l)刀（dāo）架機械鎖結構發（fā）生異常,就把刀架拆分開,對機械構件進行檢查,尤其要檢修定位鎖的（de）位置是否磨損破壞;2)刀架反轉,按照刀架不動作的檢查方式,檢查電動（dòng）機的（de）反轉控製回（huí）路!3〕;3)電動機反轉的時間不夠,對係（xì）統的反鎖周期參數進行檢查,一般是把時間設定到（dào）1.25左右（yòu）。
2.4 電動機的軸承故障
如果刀架電動機平時沒（méi）有及時進（jìn）行維護保養,特別是風槍（qiāng）除（chú）鐵屑或者采用乳化（huà）液冷卻,那麽軸承就（jiù）可能因為進水而（ér）影響軸承的潤滑環境,極易造成軸承（chéng）發生損壞、卡殼與生鏽等等。處理故障時就要全麵檢查軸承,如果損壞的程度不大,隻需要進行（háng）潤滑處理與保養維護,但是軸承的損壞（huài）比較嚴（yán）重,就必須要更（gèng）換新軸承。
3、結束語
數控電動刀架在生產（chǎn）過（guò）程中存在（zài）各種刀（dāo）架（jià）故障（zhàng）,影響著數控車床的正常運轉。因（yīn）此筆者依據自（zì）己經（jīng）驗分析了幾（jǐ）種故障產生的原因（yīn）,同時提出解決方案建議,縮短了排查刀架（jià）故障的時間,提高了維修效率。
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