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經濟型數控車床電動（dòng）方（fāng）刀架常見故障診（zhěn）斷

2022-8-30 來源：山東華宇工學院作者：陳（chén）國蘇朝輝（huī）

摘要：目的（de）：充分發揮數控設備的應用優勢，促（cù）進經濟型數（shù）控機床研究進程全麵進（jìn）步。方（fāng）法：實際操作中對電動方（fāng）刀架操作流程具體要點予以管理，充分了解經（jīng）濟型數控車床電動（dòng）方刀架的結構和（hé）目前國（guó）內（nèi）相關研究現狀，在明（míng）確工作原理的基礎上，完（wán）善分析和診斷機（jī）製（zhì），從而解決刀架鎖、刀體刀架等相關故障問題（tí），落（luò）實針對性控製機製和故障解決措施。結論：全麵（miàn）分析數（shù）控機床在實際（jì）應用中融合（hé）的測控技術單元、可（kě）編程控製單元（yuán）等，在工業生產活動中，有效發揮科技性、可操作性的優

勢作用，滿足數控車床發展的基本需求，提高應（yīng）用效率（lǜ）和綜合經濟效益，為數控車床行業的健康可持續發展奠定基礎。

關鍵詞：經濟型數控車床；電（diàn）動方刀架；原理；故障；解決（jué）措施

隨著（zhe）市場經濟地不斷（duàn）發展，智能化技術、自（zì）動化技術方案等技術體係的應用和研究不斷深入，將這些技術體係應用到不同行業中可在很大程度上（shàng）提升工作效率（lǜ）和應用質量，有利於經濟效益和應用管（guǎn）理效益的雙贏，能夠進一步提高工業生產效率。但一旦出現故障問題，其排查、維（wéi）修和後期養護（hù）等工作也將變得更加（jiā）困難。為保證技術體係都能落實到位，要（yào）整合運行要點，針對故障多發的電動方刀架係統予以特別關注（zhù），明確維修規律和要點的同時，落實匹配的解決方案（àn），保證設備處於最優運行狀態。

1、經濟型數控車床電動方刀架概述

1.1 結構

車床（chuáng）電動方刀架是較為常（cháng）見的換刀裝置，配（pèi）合（hé）自動處理單元，就能實現數控化（huà）處理。其主要分為轉塔刀架、六角刀架和（hé）四（sì）方刀（dāo）架（jià）等，因為數控車（chē）床對刀架應用提出了較高要求，因此，要確保其具備承受充足切削（xuē）力的水平，並維持良好的剛度和強度另外，回轉刀架在（zài）實際應用中要保證重複定位（wèi）的精準性符合預期。例如，要設置端齒盤，將其作為整個結構體係的精（jīng）準定位元件，並（bìng）利用霍爾開關完成（chéng）信號傳輸控製，從而減少機械接觸造成的不良影（yǐng）響，延長數控車床電動方刀（dāo）架的應用時長。

本論述以LD4-I係電動（dòng）方刀架具體結構為例，具體如圖1所示。

圖（tú）1 電動方刀架（jià）結構示意圖

首先，數（shù）控車床回轉刀架的基本要求（qiú）是對應功能部件能滿足性能要（yào）求和可靠性要求（qiú）。

其次，轉位的（de）準確性、轉位的（de）具體時間、重複定位的精準度（dù）以及密封性等都是結構要求，隻有滿足平穩安全的基本需求才能提高（gāo）整體工序的合（hé）理性和規範性。

最後，要確保各個部（bù）件夾緊剛度滿足標準（zhǔn），並利用重（chóng）載荷切削操作完成相應（yīng）的處理（lǐ）工序（xù）。

1.2 工作原理

在實（shí）際工作過程中，主機係統發出對應的工作數控信號，刀架的電（diàn）動機隨之（zhī）轉（zhuǎn）動，從而有效帶（dài）動蝸（wō）杆、蝸輪實（shí）現轉動，然後配（pèi）合夾緊輪的操作，就能實現蝸杆的逐漸上（shàng）抬，此時活動銷鬆開，離合轉盤隨（suí）之轉動，就能實現盤和銷的分離，此時，上刀體開始運動，轉動到相應的位置（zhì），霍爾元件對應磁鋼完成信號定位，實現操作處理。需要注意（yì）的是，信號（hào）符合應用要求（qiú）時電（diàn）動機反轉延時得以獲取，完成初步定位和精度定位（wèi），若是電機堵轉，則延時結束進入下一道工序。這一設計可視為對故

障的（de）“自行排查”，但在實際的經濟型數控車床維護活動中，出現的電路故障、信號執行故障問題更加複雜。

1.3 研究（jiū）現狀

我國數（shù）控車（chē）床研究工作中，目前應用最為廣泛的是以電動模式為主的數控刀（dāo）架結（jié）構，較為常（cháng）見的是（shì）立式回轉刀架和臥（wò）式轉刀架，能在（zài）發揮（huī）各自（zì）優勢的基礎上有效提升（shēng）數控車床應用（yòng）運（yùn）行質量，滿足經濟要求，整合（hé）具體的應用方案維（wéi）持數控機床的操（cāo）作規（guī）範性。其一，立式回（huí）轉刀架（jià），應（yīng）用在簡（jiǎn）易數控車床處理（lǐ）方（fāng）麵；其二，臥式回轉刀（dāo）架，分為8工（gōng）位（wèi）、10工位以及12工位等，利用正向旋轉和逆向旋（xuán）轉完成就近取刀處理，並（bìng）且（qiě）能應用在全功能性數（shù）控車床控製工作中。值得一提的是，臥式回轉刀架還能應用在液壓驅動刀架處（chù）理和伺服驅動刀（dāo）架處理中，作為數控（kòng）車床的基礎元件，電動刀架的應用和合理性選配（pèi）方案非常關鍵，隻有建立完整的實施控製方案，才能最大程度上提高勞動生產率，降低（dī）生產準備時間，從而最大程度上減少人為誤差對（duì）整個工序產生的影響，滿足精準性的根本需求。例如，在較為複雜的幾（jǐ）何（hé）形狀零件加工處理工序中，為了（le）有效提升工藝適應（yīng）性和連續（xù）穩（wěn）定性，要建立控製（zhì）指數的分析方案，從而確保控製係統應用的最（zuì）優化。

2、經濟型（xíng）數控（kòng）車床電（diàn）動（dòng）方（fāng）刀架常見故障（zhàng）和解決措（cuò）施分析

為進一步提高經（jīng）濟型數（shù）控車床電動方刀架應用的合理性（xìng）和有效性，就要及時檢索和分析故障問題，從刀架鎖、刀體以及刀架等方麵進行針對性的判定，並且維修人員要製定相匹（pǐ）配的處理措施，從而減少故障造成的不良影響（xiǎng）。

2.1 經濟型數控車床電動方刀架常見故（gù）障

2.1.1 刀架鎖故障

在數控車床電動方刀架（jià）應（yīng）用工序中，較為常見的問題就是刀架（jià）鎖緊實（shí）度不足。原因如下：

（1）整個刀架（jià）結構（gòu）的控製電（diàn）路存在（zài）故障隱患（huàn），導（dǎo）致動力供給不（bú）足、供給中斷，在車床（chuáng）運轉（zhuǎn）環節出現故障；

（2）刀架內部實際鎖刀（dāo）位置的定位（wèi）銷磨損（sǔn）較為（wéi）嚴重，元件脫離（lí）嚴重，且（qiě）齒輪匹配度不足；

（3）數控機床在應用中沒有對機床參數予以合理（lǐ）性設定（dìng），尤其是刀架的反鎖時（shí）間，設置數值較小，亦或是發（fā）信（xìn）盤的（de）位置校對不準確，都會影響刀架鎖的（de）應用效率。

2.1.2 刀體故障

對於數控車床電動方刀架應用運行工作而言，刀體故（gù）障也較為（wéi）常見，主（zhǔ）要表（biǎo）現為無法有效換刀（dāo）。一般要從機械層麵和電氣層麵對其故障問題予以分析（xī）。若是在換刀操作時接（jiē）觸電機存在振動情（qíng）況，故障可能就來源於電機，若是電力故障得以（yǐ）排除，則一般是刀架內部機械卡死或者是機械（xiè）元件損壞。

2.1.3 刀架故障

數控車床電（diàn）動方刀架中，刀架故障（zhàng）也較為常見。首先，若是（shì）電（diàn）源電量不足或者是控（kòng）製箱（xiāng）開關位置不對，都會使刀架無法正常運行；其次，電動機相（xiàng）序相反（fǎn），會使運（yùn）行反轉（zhuǎn）不足；最後，刀架上對應元件夾緊力較大（dà），也會（huì）造成轉動失（shī）衡。

2.2 經濟型數控車床電動方刀架故障解（jiě）決措（cuò）施

在分析相應故障的基（jī）礎上，結（jié）合實際情況（kuàng）製定合理的解（jiě）決措施，有效從機械、電氣等（děng）多個層麵分析問（wèn）題，提高應用效率，從而減少經濟損失。故障（zhàng）排查必須遵（zūn）循以下原（yuán）則：一次性排查到位，節約（yuē）排查成本；排查技術科學合理，避免（miǎn）過度（dù）的（de）維修開支；排查流程科學高效，避免對設備（bèi）造成二次損害。

2.2.1 刀架鎖故障解決措施

針（zhēn）對刀架鎖故障問題，結合實（shí）際情況具體問題具體分析，從而保證相應的解決措施切實有效（xiào），減少其運行障礙造成的不良影響（xiǎng）。

（1）若電路異常問（wèn）題，則要（yào）對接觸器的線（xiàn）圈和接觸點予以檢查，確保（bǎo）沒有存在異（yì）常現象，及時解決隱患問題，維持電路穩定。在經（jīng）濟型數控車床運轉之前，可對刀架線（xiàn）路進行排查，及時（shí）解決電路故障、電路中斷問題。

（2）鎖緊結構出現異常時，一般會采取卸除（chú）刀架的處（chù）理方式，對整個機床設備機械結構予以調控，並且要檢查反靠定位銷的運行（háng）效果，若出現異常及（jí）時更換。

（3）若（ruò）因（yīn）為整個數（shù）控機床電（diàn）動方刀架機床參數時間設置不到位，就要合理調整反鎖時（shí）間，匹配實（shí）際應用要求確保參數滿足標準。

（4）若數控車床電動方刀架的發訊盤位置異常，則要卸除刀架結構的頂蓋，並且對其予（yǔ）以旋轉處理，維持刀位的穩（wěn）定性，保證其停留在（zài）指定的位置。

例如，以（yǐ）Oi-TB係數控車床的LD4-I係電動方刀（dāo）架為例，換刀指令下達後，車床能實現刀架（jià）的準（zhǔn）確（què）定位，是不能及時完成鎖緊（jǐn）反轉的相應（yīng）操作，並且係統（tǒng）未見異常報警，這使（shǐ）機床的操作效率受到了（le）嚴重影（yǐng）響。技術人員在（zài）進行故障檢修時首（shǒu）先對（duì）刀架（jià）上的刀體進行了反（fǎn）靠定位銷的檢查，盡管發現有少許磨損，但是（shì）並不會影響其正常工作，因此就對係統反鎖時間參數設置予以檢查，發現參數（shù）重新設定後（hòu）依舊沒有（yǒu）改變現狀。維修人員就判（pàn）定（dìng）可能是控製電路的問題，於是對元件予以檢索，發現

KM6 線圈燒損，使反轉鎖緊操作失（shī）衡，故及時更換元件後，故障（zhàng）解除。

2.2.2 刀體故障解決措施

針對刀體故障，在判定故障原因後落實相匹（pǐ）配的處理方（fāng）式即可。尤其是機械故障，一般采取更換失效零部件。另外，若設備在執行換刀指令的過（guò）程中存在電動機過載報警信號，亦或是機床無法有效控製選刀操作（zuò）效果，就可能是電源相序以及電路中繼器等設備的問（wèn）題，需要維護人員進行對應位置的調整和修（xiū）複（fù），保證故障及時排除的同時（shí），優化其操作效率。

例如，以 SAG210/2NC 係數控（kòng）車床為例，在換刀指令下達並（bìng）順利接收（shōu）後，出現刀架不轉動（dòng）的問題，影響其整體操作的合理性和應用效果。為（wéi）此，維護人員依據刀架的工作原理對機械應用過程中的元件進行（háng）了質量檢查，將問（wèn）題定位在（zài）粗定位銷（xiāo）方麵，由於其在錐孔中出現卡死和斷裂，使整個操作流程（chéng）無法有效運（yùn）行。基於（yú）此（cǐ），維護人員集（jí）中拆卸電機架結構，並及時（shí）更換受損定位（wèi）銷，以（yǐ）保證操作流程（chéng）的有序性。更換結束後，電動刀架恢複正常運行（háng）。

2.2.3 刀架故障解決措施

對刀架故障要秉持精細化處理原則，針對具體問題落實相（xiàng）應的處（chù）理（lǐ）方案。

（1）電（diàn）源問題，要及（jí）時檢查電動機的運（yùn）行情況，若有異（yì）常及時更換。對於已經確定出現故障的電動機，必須及時進行（háng）更換。作為精密元件，數控機床電動（dòng）機部（bù）件的使用必（bì）須遵循定量、定時的基本原則，不得長時間、超（chāo）負荷運轉，避免產生設備損傷，保障元件的壽命（mìng）。

（2）電動機相序參數（shù）問題，重新設置匹配參（cān）數，保證（zhèng）電動機反轉順暢。相序參數的設置必須由專業的技術人員完成，在設置匹配參數之前，應（yīng）根（gēn）據車（chē）床（chuáng）未來的加工要求調整參數（shù）範圍，確（què）保參數（shù）設置的合理性。

（3）夾緊力，要利用6 mm的6角扳手對蝸杆端部（bù）予以旋轉處（chù）理，結合實際情況調控（kòng）夾（jiá）緊電流參數。若用力可轉動，就要適當降低電流；若用力無法轉動，則（zé）觀察定位銷是否在指定位置，利用對應的（de）修正措施保證螺母處（chù）於（yú）正常（cháng）影響狀態。

（4）及時檢查刀架結構中各個元件位置潤（rùn）滑油（yóu）的情（qíng）況（kuàng），及時（shí）塗潤滑油或者是拆開分析。部分技術人員認為添加大量的潤滑油能夠保障器械的長時間運轉，降低加油頻（pín）率，節（jiē）約人力開支。但結合（hé）現實的加工活動來看，大量（liàng）添加潤滑（huá）油會導致油料浪費，且沒有被使用的潤滑油會在車床內部（bù）流（liú）動，造成嚴重的內部汙染問題，不便於清（qīng）理，增加安全隱患。

3、結（jié）束語

總而言之，對於經濟型數控車床而言，電動方刀架（jià）具有重要的作用，因此要集（jí）中分析故障問題，減少設備故障造成（chéng）的不良影響，按照標準化流程一一排查，從而提高故（gù）障診斷和分析的實效性，提升故障（zhàng）處理效率，滿足經濟型數控車床方刀架設備應（yīng）用規範。

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