数控电动JJ架故障检测与排除

数控电动JJ架故障检测与排除

摘要:大多数介绍电动刀架故障的文章都是以学校教学为例，很多

故障产生的原因是由于人为安装或设置问题产生的故障，但是在企业

里并不实用。本文从生产实际出发，简要讲解了生产企业数控车床电

动刀架的常见机械、电气故障检测及其排除方法。

关键词:数控车床电动刀架刀架故障

随着经济的发展，人力成本的上升，数控机床特别是中低档型数控

机床已经在制造业中普及应用，但是数控机床的故障令许多机修人员

较为头疼。以数控车床为例，其电动刀架故障占机床故障比例最多，网

上虽能查到许多关于电动刀架故障的文章，但都以学校常见故障为例

讲解故障的原因及解决方法，对于生产型企业不太实用。比如说刀架

三相电机相序反的问题，在学校里由于学生上课练习可能会出现相序

接反,对于生产型企.业任何运转正常的机器不会有人突然调整相序

的。又如，刀架反向锁紧不够，许多文章都是讲解如何调整反向锁紧时

间，但是对于一台企业里正在运行的机床,反向锁紧时间不会有人随便

动的，而且很多系统调整反向锁紧时间是需要调整系统内部参数的，此

非一一般人能所为，因而由于此类原因导致的故障的概率在生产型企业

里极少。

本文主要以生产一线常见四工位电动刀架故障为例讲解故障的

检测及排除。

1电气类故障

1.1发信盘故障

数控电动刀架里面一般都有一个霍尔发信盘，此零件为消耗品，一

般平均寿命3〜5年,当确认是发信盘故障就要更换一次，价格约四五

十元左右。常见故障有某一刀号找不到刀，或者全部刀号找不到刀，频

繁报告刀具超时或无信号。产生此类故障的原因大致与发信盘或发信

盘信号线有关。常见故障及检测方法如下所示。

1.2全部刀号均找不到刀

打开刀架上盖，露出刀架发信盘及其接线，如图2,如果全部刀号均

找不到刀很大可能是发信盘的供电电源有问题,使用万用表测量发信

盘供电的直流24V电源是否有电，如果检测电源电压在20V以上28

V以下为正常,如果电压低于3V表明供电电源线有问题，这时检测电

源正极(+)与机床床身电压，如果引脚与机床床身电压24V左右且

“一”引脚与机床床身电压也近20V左右，说明刀架电源负极(0V)供电

线路有故障;如果引脚与机床床身电压3V以下且“一”引脚与机床

床身电压也近0V左右，说明刀架电源正极(24V)供电线路有故障。这

时需检查刀架发信盘供电线路(或电源)，因为刀架是来回运动的，其线

路都在坦克链里往复运动，容易折断，大连产数控车床在托板后部有个

接线盒，对于使用乳化液的车床来讲此处最容易产生线路故障。所以

建议直接在接线盒内将所有线路用烙铁焊接并且用热胶将焊接头密

封，以此来防水，降低故障发生率。

1.3某一刀号找不到刀而其他刀号正常

此时发信盘的供电应该是正常的，直流电压24V左右。依次检测

其他正常工作刀号在工作的时候其相应引脚的电压，然后用内六角扳

手手动旋转至故障刀号，测量其工作时对应引脚的电压是否与其他刀

号工作时的电压相同，如果相同则证明发信盘无故障，按线路颜色检查

相应线路,如果电压有明显差异可能是发信盘损坏需更换。

1.4发信盘的检测

拆下发信盘,使用开关电源直接供24V直流电（注意正负极千万

不可接反，反接可能导致发信盘内部瞬间损坏）,找一块磁场较强的磁

铁,依次贴合在每个信号感应区，测量每个刀位信号端的也压变化情

况。如果全部刀位信号端电压变化不明显可以把磁铁的极性调整一下

再试（霍尔元件有时分极性，磁铁极性使用反了会没有效果），倘若发信

盘正常，其每个信号端的电压变化应该都在50%左右或更大，如果发信

盘有任意一个或多个信号端的电压变化不明显那就肯定是发信盘坏

了必须更换。

1.5发信盘电路的其他不常见故障

故障表现为不定期的出现刀具乱刀，但只是偶尔。检查发信盘及

连接发信盘的电路信号线无异常，更换发信盘也不能解决，遇到这种情

况很多人怀疑是线路接触不良，但是发现有时与环境温度有关系，特别

冷或高温天气时就很明显。这时就要注意部分厂家的数控车床刀架信

号电路有时有上拉电阻或下拉电阻及整流二极管，如图3,这部分电路

的元件如果是烧坏了一般万用表能测出来，倘若是元件可靠性不好只

是偶尔出现问题就无法检测出来。由于其元件价格都较便宜可以考虑

直接全部换掉（总价一般在1元左右，这类问题作者在机床维修中还遇

到真不少）。

安装发信盘时注意磁铁对准的应是发信盘的箭头或者标示的圆

点处，而不是对准接线螺丝。

1.6电机故障

刀架电机由于其功率较低所以电流均较小，其供电线路直径也较

为纤细，在跟随坦克链来回移动的过程中忙常出现内部折断接触不良

的现象。表现故障为电机过载，其实是电机缺相导致电机热断路器动

作所致，将热断路器复位检查相应线路即可。

2机械类故障

2.1蜗杆轴承故障

刀架电机通过开口联轴器连接其蜗杆,在蜗杆两端有2个较小的6

系轴承，在使用乳化液冷却、风枪除铁屑的情况下，轴承容易进水导致

轴承润滑条件较差,且蜗杆在工作时承受轴向力，对于6系轴承极易损

坏,表现故障为偶尔出现刀架无法解锁，或反向锁紧力不够，轴承损坏

严重时刀架电机卡壳，热保护器动作等。对于这一类故障可以使用内

六角板手手动旋转蜗杆,若感觉转动时有轻微的顿挫感即为轴承故

障。生产型企业此类故障一般约1〜2年出现一次。拆下蜗杆检查轴

承及蜗杆齿面（蜗杆平均寿命在五年以上），若发现轴承及蜗杆均良好

则很有可能是下一种情况。

2.2电机轴承故障

刀架电机在有热断路器的情况下一般很少出现故障，但是对于缺

乏保养特别是使用乳化液冷却、风枪除铁屑的情况，轴承容易进水导

致轴承润滑条件较差，轴承生锈或损坏，电机卡壳热断路器动作。但由

于刀架电机在刀架外侧且有保护罩，溅湿概率相对较低故此类故障一

般平均2〜3年才能出现一次。

2.3活动销故障

离合转盘下部有一个45度的槽，活动销顶部有个45度的倒角，如

图4,当刀架电机反转时就是靠销子内部弹簧顶住销子上端压在槽内,

此时销子随离合转盘一起反向转动完成锁紧动作。刀架内部的活动销

由于频繁使用容易导致其内部弹簧弹力下降。表现故障为反向锁紧不

到位或者反向不动C检测方法为:在蜗杆轴端插入一个内六角扳手（注

意人手离开此区域），执行换刀命令,看蜗杆是否有反转锁紧动作，无动

作检查蜗杆或电机轴承,动作正常肯定是刀架锁紧销问题。解决方法:

在安装弹簧的孔内加装一颗废旧轴承的钢珠增加2~3mm左右即可

（只能加1个,太多容易导致销子卡死）。

不同品牌的刀架其内部销子稍有区别，部分品牌是仅使用A箱，大

多品牌是AB销同时使用。安装销子时要注意两个销子孔尺寸一样,

但是如果安装反了会导致离合盘相位错开180度,离合盘太靠上（锁紧

螺母内部键装不进去）或太靠下（刀架抬太高，反转虽然到位但锁不

紧）。所以拆下刀架时如果发现是两个活动销，一定要做记号避免返工。

生产企业刀架销子的寿命约为2〜4年。销子如果磨损导致角度

变化太大,可以考虑使用砂轮少量修磨，然后适当增加弹簧长度即可。

2.4蜗轮蜗杆故障

刀架内部的蜗轮蜗杆平均寿命均在5〜10年以上，一般不会损坏,

但是偶见使用劣质蜗杆轴承，当轴承损坏时，轴承保持架断裂轴承钢珠

卡在蜗轮蜗杆中的情况。表现故障同上面蜗杆轴承损坏故障，当拆下

蜗杆时会发现蜗杆有损坏，此时应同时检查蜗轮，一般是同时损坏。

总之,对于生产型企业来讲，设备的使用人员基本固定，人为产生

的设置类的故障相对较少，大多是由于进水、进切屑、保养不到位所

产生的故障,故障产生时其真正的原因和表现出来的形式有时差别很

大，机械故障有时是系统报警，电气故障有时也会表现为机械锁紧不到

位等，这就需要维修人员在检测时要勤于思考，把产生此类问题的机

械、电气故障类型都考虑到，根据其出现的概率依次检查及排除。即

使刀架一直运转都正常尽量坚持每年清洗保养一次，更换新的润滑脂,

提高其可靠性，防患于未然。

参考文献

[1]张华宇.数控机床电气及PLC控制技术[M].电子工业出版

社,201