任务2数控车床刀架的常见故障维修

1、数控机床故障维修与维护数控机床故障维修与维护 任务任务2：数控车床刀架的常见故障维修：数控车床刀架的常见故障维修 一、目标要求一、目标要求 二、任务介绍任务介绍 三、相关知识三、相关知识 四、任务实施四、任务实施 五、任务总结五、任务总结 数控机床故障维修与维护数控机床故障维修与维护 一、目标要求一、目标要求 专业能力 1、清楚刀架的结构；、清楚刀架的结构； 2、能诊断刀架常见故障产生的原因；、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；、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。、能进行对刀架的日常维护保养。 数控机床故障维修与维护数控机床

2、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；、具有良好的职业道德和敬业精神； 2、具有团结协作精神；、具有团结协作精神； 3、具有良好沟通能力。、具有良好沟通能力。 方法能力 1、具有通过、具有通过PPT、网络、参考书等学习、网络、参考书等学习 知识的能力；知识的能力； 2、具有通过操作实践进行技术归纳提炼、具有通过操作实践进行技术归纳提炼 的能力。的能力。 数控机床故障维修与维护数控机床故障维修与维护 二、任务介绍任务介绍 刀架类型：刀架类型： CK6136数控车床使用的立式四工位数控车床使用的立式四工位LDB4电动刀架。电动刀架。 故障现象：故障现象： 数控车床正常启动后换

3、刀，在换刀过程中，刀具停止的位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，想换度的偏差。即，想换2号刀，刀架回转后停在号刀，刀架回转后停在3号刀的位置；号刀的位置； 或者是虽然停在或者是虽然停在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。不垂直，有一定角度偏差。 数控机床故障维修与维护数控机床故障维修与维护 三、相关知识三、相关知识 1.数控刀架类型数控刀架类型 1.1排式刀架排式刀架 刀架夹持着各种不同用途刀具的刀

4、刀架夹持着各种不同用途刀具的刀 夹沿着机床的夹沿着机床的X坐标轴方向排列在坐标轴方向排列在 横向滑板上，如图所示。一把刀具横向滑板上，如图所示。一把刀具 完成车削后，横向滑板只要按程序完成车削后，横向滑板只要按程序 沿沿X轴移动预先设定的距离，第二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。时，有利于提高机床的生产效率。 数控机床故障维修与维护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 立式回转刀架的刀架回立式回转刀架的刀架回 转轴与安装底面相对

5、垂直，转轴与安装底面相对垂直， 一般通过机电系统控制来一般通过机电系统控制来 实现自动换刀动作。根据实现自动换刀动作。根据 加工要求可设计成四方或加工要求可设计成四方或 六方刀架，并相应地可以六方刀架，并相应地可以 安装安装4把刀具或把刀具或6把刀具，把刀具， 其中立式其中立式4工位刀架应用较工位刀架应用较 多。多。 数控机床故障维修与维护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 卧式回转刀架的回转轴与卧式回转刀架的回转轴与 安装底面相对平行，每个刀安装底面相对平行，每个刀 位可安装固定切削刀具，亦位可安装固定切削刀具，亦 可安装旋转切削工具，可使可安装旋转切削工具，可使 复杂型

6、体通过一次装夹便可复杂型体通过一次装夹便可 完成车削内外圆、端面、铣完成车削内外圆、端面、铣 槽、攻丝、铣多边形等多种槽、攻丝、铣多边形等多种 工序的加工。工序的加工。 数控机床故障维修与维护数控机床故障维修与维护 2. LDB4电动刀架结构及工作原理电动刀架结构及工作原理 2.1 LDB4刀架结构刀架结构 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，该类刀求具有抗强力切削的刚度和换刀时的回

7、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、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、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、保护端盖锁紧螺母、霍尔元件（发讯盘）定位系统、磁钢、保护端盖 等组成。等组成。 数控机床故障维修与维护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

8、 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数控机床故障维修与维护 1 4 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数控机床故障维修与维护 2.2 LDB4刀架工作原理刀架工作原理 数控系统发出换刀信号，控制正转继电器动作，电机正转，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，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

9、在离合盘平螺母开始上升，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，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。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

10、离转继电器松开、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，螺合

11、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。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。信号，加工程序开始。 数控机床故障维修与维护数控机床故障维修与维护 换刀信号换刀信号 正转继电器吸合正转继电器吸合 电机正转电机正转 上刀体抬上刀体抬 起起 上刀体转位上刀体转位 刀具到位信号刀具

12、到位信号 正转继电器松开、正转继电器松开、 反转继电器吸合反转继电器吸合 电机反转电机反转 粗定位粗定位 上刀体下降上刀体下降 精定位夹紧精定位夹紧 反转继电器松开反转继电器松开 电机停转电机停转 换换 刀完成信号刀完成信号 加工程序进行。加工程序进行。 刀架动作顺序：刀架动作顺序： 数控机床故障维修与维护数控机床故障维修与维护 3.3.刀架控制电路图刀架控制电路图 D B 15孔 9 12 5 13 6 8 7 2 3 M L3L2L1 4 #霍 尔 3 #霍 尔 2 #霍 尔 1#霍 尔 12 V直 流 继 电 器 线 圈 12 V直 流 继 电 器 线 圈 地 4 #刀 3 #刀 2 #

13、刀 1#刀 刀 正 刀 反 12 V J 3刀架口 W A - 2 1S F 数控机床故障维修与维护数控机床故障维修与维护 4.4.刀架常见故障及维修方法刀架常见故障及维修方法 4.1刀架旋转失控刀架旋转失控 故障现象：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。止到位，且故障时有时无，没有规律。 故障分析与排除：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：检查刀架到位方面的原因。应该从发讯盘和刀位线路检查：检查刀架

14、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：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。当仅出现某号刀不能定位时，则一般是由于该号刀位漏接。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。路，造成系统无法检测到位信号。 数控机床故障维修与维护数控机床故障维修与维护 4.2刀架回转定位精度不准刀架回转定位精度不准 故

15、障现象：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。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：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。检查定位销是否灵活，弹簧是否疲劳。此时测元件的原因。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。检查棘轮与蜗杆连接是应修复定位销使其灵活或更换弹簧。检查棘轮与蜗杆连接是 否断开，若断开，需更换连接销。检查某些机械部件是否磨否断开，若断开，需更换连接销。检

16、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。检查霍尔元件与磁铁是否错位，此时，应重新调整体更换。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个霍尔元件开关与感应磁铁逐一 对应并锁紧螺母。对应并锁紧螺母。 数控机床故障维修与维护数控机床故障维修与维护 4.3刀架不能正常锁紧刀架不能正常锁紧 故障现象：故障现象：在换刀过程中，刀架有时转位正常，有时出现转位在换刀过程中，刀架有时转位正常，有时出现转位 刀架不锁紧，同时刀架不锁

17、紧，同时“进给保持进给保持”灯亮，刀架停止运动。灯亮，刀架停止运动。 故障分析与排除：故障分析与排除：该故障现象应该是该故障现象应该是PMC控制程序或机械部分控制程序或机械部分 所致。检查夹紧开关位置是否不当，并调整至正常位置。所致。检查夹紧开关位置是否不当，并调整至正常位置。 检查其相应线路继电器是否能正常工作，并更换继电器。检检查其相应线路继电器是否能正常工作，并更换继电器。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。屑造成夹紧不牢而使定位不准。“进给保持灯亮进给保持灯亮”说明刀架说明刀架 不

18、能结束转位动作，保持松开状态。检查奇偶校验开关和由开不能结束转位动作，保持松开状态。检查奇偶校验开关和由开 关到数控系统关到数控系统I/O板线路是否有松动。系统反锁时间不够长板线路是否有松动。系统反锁时间不够长: 调整系统反锁时间参数即可（新刀架反锁时间调整系统反锁时间参数即可（新刀架反锁时间.2即即 可）。可）。 数控机床故障维修与维护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在任何操作状态下刀架均不转 故障现象：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，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。刀架均不旋转。 故障分析与排除：故障分析与排除：

19、刀架电机不通电。检查刀架电源接口是否刀架电机不通电。检查刀架电源接口是否 良好接通；控制器是否断线等。刀架电机反转。检查电机相良好接通；控制器是否断线等。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。刀架电机序是否接反，检测线路相序，变换相序即可排除。刀架电机 夹紧电流过大。通过调整刀架电机夹紧电流排除。刀架内部夹紧电流过大。通过调整刀架电机夹紧电流排除。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；内；其次，检查主轴螺母是否锁死，如螺母锁死

20、，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。际情况，加以润滑处理。 数控机床故障维修与维护数控机床故障维修与维护 四、任务实施四、任务实施 1. 拆开刀架拆开刀架 数控机床故障维修与维护数控机床故障维修与维护 2. 查找原因查找原因 根据故障现象，结合刀架常见故障及维修方法的根据故障现象，结合刀架常见故障及维修方法的 4.2刀架刀架 回转定位精度不准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的排除方法，发现霍尔元件与磁铁发生了 错位。错位。 数控机床故障维修与维护数控机床故障维修与

21、维护 3. 排除故障排除故障 重新调整刀架轴上的锁紧螺母，使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铁逐一对齐，并锁紧螺母。当程序指令刀架更换2号刀具时，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，可是发信盘固定不动，可是 由于锁紧螺母松动，发由于锁紧螺母松动，发 信盘和刀体发生了相对信盘和刀体发生了相对 的转动而导致此故障的的转动而导致此故障的 产生。产生。 数控机床故障维修与维护数控机床故障维修与维护 数控机床刀架涉及到机

22、械、电气、控制系统等多方面的技术，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。能及时排除故障。 注：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；进行，拆卸时要打标记； 2. 刀架每分钟换刀次数不得超过刀架每分钟换刀次数不得超过6次，否则会烧坏电机；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、变如发生撞车，应检查中轴、定位销、外端齿盘是否损坏、变

23、 形或松动；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。切勿将刀位信号线与电源正极短路，否则会损坏发讯盘。 五、任务总结五、任务总结 数控机床故障维修与维护数控机床故障维修与维护 祝同学们祝同学们 学习愉快学习愉快 数控机床故障维修与维护数控机床故障维修与维护 任务任务2：数控车床刀架的常见故障维修：数控车床刀架的常见故障维修 一、目标要求一、目标要求 二、任务介绍任务介绍 三、相关知识三、相关知识 四、任务实施四、任务实施 五、任务总结五、任务总结 数控机床故障维修与维护数控机床故障维修与维护 一、目标要求一、目标要求 专业能力 1、清楚刀架的结构；、清楚刀架的结构；

24、2、能诊断刀架常见故障产生的原因；、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；、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。、能进行对刀架的日常维护保养。 数控机床故障维修与维护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 立式回转刀架的刀架回立式回转刀架的刀架回 转轴与安装底面相对垂直，转轴与安装底面相对垂直， 一般通过机电系统控制来一般通过机电系统控制来 实现自动换刀动作。根据实现自动换刀动作。根据 加工要求可设计成四方或加工要求可设计成四方或 六方刀架，并相应地可以六方刀架，并相应地可以 安装安装4把刀具或把刀具或6把刀具，把

25、刀具， 其中立式其中立式4工位刀架应用较工位刀架应用较 多。多。 数控机床故障维修与维护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 卧式回转刀架的回转轴与卧式回转刀架的回转轴与 安装底面相对平行，每个刀安装底面相对平行，每个刀 位可安装固定切削刀具，亦位可安装固定切削刀具，亦 可安装旋转切削工具，可使可安装旋转切削工具，可使 复杂型体通过一次装夹便可复杂型体通过一次装夹便可 完成车削内外圆、端面、铣完成车削内外圆、端面、铣 槽、攻丝、铣多边形等多种槽、攻丝、铣多边形等多种 工序的加工。工序的加工。 数控机床故障维修与维护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（刀架完进入反靠槽，反靠销直角面与反