方喬喬（山東雄獅建筑裝飾工程有限公司,山東　滕州　277599）

淺談數(shù)控車(chē)床電動(dòng)刀架的故障維修措施

方喬喬
（山東雄獅建筑裝飾工程有限公司,山東滕州277599）

數(shù)控機(jī)床運(yùn)行的穩(wěn)定性以及加工效率與電動(dòng)刀架的工作情況息息相關(guān)。當(dāng)電動(dòng)刀架在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生問(wèn)題時(shí)，輕則使工件的加工中斷造成廢品的產(chǎn)生，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生破壞性的事故。正因?yàn)殡妱?dòng)刀架在機(jī)床中起到如此重要的作用，所以本文對(duì)數(shù)控機(jī)床電動(dòng)刀架的故障維修進(jìn)行研究分析，對(duì)機(jī)床的穩(wěn)定性有重要的意義。本文作者結(jié)合多年來(lái)的工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)數(shù)控車(chē)床電動(dòng)刀架的故障維修措施進(jìn)行了研究，具有重要的參考意義。

數(shù)控車(chē)床；電動(dòng)刀架；故障；維修

1　電動(dòng)刀架的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行原理

1.1電動(dòng)刀架的結(jié)構(gòu)

數(shù)控機(jī)床的電動(dòng)刀架主要是由下齒盤(pán)、動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)軸、霍爾開(kāi)關(guān)、上齒盤(pán)、微動(dòng)開(kāi)關(guān)電路等組成。數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)一般通過(guò)PMC給予刀架輸入、輸出信號(hào)來(lái)控制刀架的運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.2電動(dòng)刀架的運(yùn)行原理

數(shù)控機(jī)床采用T代碼進(jìn)行選刀操作，CW信號(hào)通過(guò)接觸器和中間繼電器傳遞給電動(dòng)刀架上的電動(dòng)機(jī)，使其能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)檢測(cè)到霍爾元件的信號(hào)時(shí)，刀架停止運(yùn)動(dòng)。刀架的反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是通過(guò)CCW信號(hào)控制的，當(dāng)?shù)都茏杂啥缺煌耆拗谱『螅纯赏瓿伤璧乃锌刂七^(guò)程。當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)的信號(hào)發(fā)送至刀架電動(dòng)機(jī)，刀架運(yùn)行不受預(yù)期控制時(shí)，需要將刀架整體與電動(dòng)機(jī)斷開(kāi)，檢查判斷是機(jī)械問(wèn)題還是軟件通訊問(wèn)題。電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)情況可通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)的梯形圖動(dòng)態(tài)顯示；利用數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能可判別發(fā)信盤(pán)信號(hào)狀況等。

當(dāng)?shù)都茈妱?dòng)機(jī)收到系統(tǒng)發(fā)出的換刀信號(hào)后，刀架上的電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，刀體借助相關(guān)機(jī)械機(jī)構(gòu)到達(dá)預(yù)先設(shè)定的位置，然后離合盤(pán)執(zhí)行相應(yīng)操作。當(dāng)?shù)扼w傳送至預(yù)定的位置戶，發(fā)信盤(pán)將刀具到位信息發(fā)送給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)向刀架電動(dòng)機(jī)發(fā)送反轉(zhuǎn)指令，刀架電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。經(jīng)過(guò)初定位后，上刀體開(kāi)始下落，端齒盤(pán)完全嚙合，當(dāng)位置被判斷為正確位置時(shí)，刀架自由度被升降機(jī)構(gòu)限制住。

2　電動(dòng)刀架常見(jiàn)故障判斷及應(yīng)對(duì)方法

2.1電動(dòng)刀架換刀時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)不停

（1）設(shè)備霍爾元件出現(xiàn)損壞。當(dāng)設(shè)備換刀時(shí)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不停時(shí)，首先檢查機(jī)械結(jié)構(gòu)連接是否出現(xiàn)問(wèn)題，若檢查無(wú)問(wèn)題，且對(duì)應(yīng)的刀位線無(wú)法進(jìn)行高電平輸出，則霍爾元件出現(xiàn)問(wèn)題。維修方法是：霍爾元件的損壞無(wú)法一一進(jìn)行檢測(cè)，則更換刀架發(fā)信盤(pán)上的所有的霍爾元件。一般來(lái)說(shuō)，霍爾元件整體損壞的概率可以忽略不計(jì)。

（2）磁鋼問(wèn)題。當(dāng)數(shù)控機(jī)床磁鋼出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，主要是由于以下三種原因造成的：1）霍爾元件與磁鋼位置有高度差；2）磁極未能正向安裝；3）磁鋼磁性較弱或者直接無(wú)磁。

霍爾元件與磁鋼位置有高度差時(shí)，則需要調(diào)節(jié)磁鋼的位置，使其與霍爾元件的位置相對(duì)應(yīng)；當(dāng)磁鋼磁極未能正向安裝時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)電動(dòng)刀架換刀時(shí)不停頓的現(xiàn)象，這時(shí)需要反轉(zhuǎn)磁極；當(dāng)出現(xiàn)磁性較低或無(wú)磁時(shí)，需要增強(qiáng)磁鋼的磁性，若仍不能滿足需要，則更換新的。

（3）發(fā)信盤(pán)電源故障。若發(fā)信盤(pán)上的霍爾元件的電路出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，會(huì)造成刀位的信號(hào)無(wú)法與系統(tǒng)控制面板通訊。出現(xiàn)這種情況時(shí)，需要對(duì)發(fā)信盤(pán)上的電源進(jìn)行檢查：用萬(wàn)用表對(duì)24V的出線端進(jìn)行檢查，看是否有電壓。如果沒(méi)有電壓示數(shù)，則表示電源故障，需要對(duì)電源進(jìn)行維修或者更換。由于發(fā)信盤(pán)的工作環(huán)境較為潮濕，宜出現(xiàn)線路老化，所以還需要著重檢查這部分的線路，看是否存在短路、斷路問(wèn)題。

2.2電動(dòng)刀架換刀時(shí)不動(dòng)作

（1）電動(dòng)機(jī)故障。用萬(wàn)用表檢查電動(dòng)機(jī)輸入線路，并將電動(dòng)機(jī)載荷去掉，如果檢測(cè)到輸入電壓正常，但是電動(dòng)機(jī)仍然不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，則說(shuō)明電動(dòng)機(jī)損壞。繞組接地、缺相、匝間短路故障、過(guò)載運(yùn)行和繞組相間等都會(huì)造成電動(dòng)機(jī)損壞。對(duì)這些問(wèn)題的判別方法如下：用萬(wàn)用表檢查不同相間的絕緣電阻，注意應(yīng)將測(cè)量的兩相單獨(dú)隔離出來(lái)進(jìn)行測(cè)量，如果電阻不大于0.2MΩ，則說(shuō)明相間短路，然后檢測(cè)三相繞組的電流，電流顯示較高的為短路相；接地故障可對(duì)電動(dòng)機(jī)繞組對(duì)地的絕緣電阻進(jìn)行探測(cè)，如果電阻不大于0.2MΩ，說(shuō)明電動(dòng)機(jī)受潮，用萬(wàn)用表對(duì)電阻進(jìn)行分段檢測(cè)，電阻值低的位置電動(dòng)機(jī)繞組受潮嚴(yán)重，應(yīng)烘干處理，如果讀數(shù)為0，則說(shuō)明繞組接地，對(duì)接地部分可采用絕緣紙隔開(kāi)，若還不起作用，則需要涂層絕緣漆。

（2）刀架電源相序混亂或缺相。新刀架安裝后或者機(jī)床損壞進(jìn)行維修后很容易發(fā)生刀架電動(dòng)機(jī)相序混亂的情況，這主要是由于人為接線因素造成的，在處理該問(wèn)題時(shí)，需要切斷電源，對(duì)相序進(jìn)行調(diào)整。

電動(dòng)機(jī)有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)缺相問(wèn)題，這時(shí)電動(dòng)機(jī)的表現(xiàn)方式為：電動(dòng)機(jī)不動(dòng)作且存在異常聲響，檢查接觸器線路是否接觸不良，還需要對(duì)開(kāi)關(guān)的動(dòng)靜觸頭進(jìn)行檢查，若出現(xiàn)接觸不良情況，及時(shí)進(jìn)行檢修，使輸入電動(dòng)機(jī)的各相接觸正常。

2.3刀架鎖不緊

有時(shí)數(shù)控機(jī)床刀架會(huì)出現(xiàn)升降機(jī)構(gòu)對(duì)刀架的鎖緊故障，此時(shí)嚴(yán)重影響設(shè)備的正常運(yùn)行，出現(xiàn)問(wèn)題及解決方法如下：

（1）鎖緊刀架的機(jī)械結(jié)構(gòu)故障。將該機(jī)構(gòu)拆分，檢查對(duì)應(yīng)機(jī)構(gòu)是否磨損嚴(yán)重，影響正常的機(jī)械配合，對(duì)不能正常使用的零件，及時(shí)進(jìn)行更換。

（2）刀架反轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)異常情況。檢查相關(guān)機(jī)械結(jié)構(gòu)是否出現(xiàn)異常，若出現(xiàn)異常則進(jìn)行檢修；還需要對(duì)線路問(wèn)題以及軟件控制程序進(jìn)行檢查。

（3）刀架電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)后未停止在正確位置。檢查反轉(zhuǎn)時(shí)間是否合適，一般是1.2s左右，還需要檢查系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定。

2.4電動(dòng)機(jī)軸承故障

數(shù)控機(jī)床在平時(shí)需要進(jìn)行相應(yīng)的保養(yǎng)維護(hù)，定期進(jìn)行設(shè)備潤(rùn)滑等。若軸承潤(rùn)滑不暢或者有進(jìn)水現(xiàn)象，則會(huì)破壞軸承的潤(rùn)滑環(huán)境，軸承容易出現(xiàn)生銹、損壞現(xiàn)象。當(dāng)出現(xiàn)這種情況時(shí)，需要對(duì)軸承破壞程度進(jìn)行檢查，若無(wú)大礙，則及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)油潤(rùn)滑和定期保養(yǎng)；若損壞嚴(yán)重，則需及時(shí)更換，以防影響整個(gè)設(shè)備的穩(wěn)定性及運(yùn)行精度。

3　結(jié)束語(yǔ)

數(shù)控機(jī)床電動(dòng)刀架直接影響著整個(gè)數(shù)控設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性，因此學(xué)會(huì)對(duì)電動(dòng)刀架相應(yīng)問(wèn)題的處理有著重要意義。相關(guān)操作維護(hù)人員需要加強(qiáng)對(duì)這方面的認(rèn)識(shí)，學(xué)習(xí)更多處理問(wèn)題的方法，對(duì)日常出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)總結(jié)記錄，并給出相應(yīng)解決方法，逐步提高自己的維護(hù)設(shè)備的水平。

[1]范芳洪，石金艷.數(shù)控車(chē)床電動(dòng)刀架的故障維修兩例[J].機(jī)械工程與自動(dòng)化,2011,13(14):74-75.

[2]王建強(qiáng)，潘王琴，張棉好.基于Mach3的開(kāi)放式數(shù)控車(chē)床系統(tǒng)換刀宏程序開(kāi)發(fā)[J].制造業(yè)自動(dòng)化,2012(05).

[3]王鳳平，孫洪強(qiáng).立式電動(dòng)刀架刀位檢測(cè)常見(jiàn)三種方式的比較分析[J].制造技術(shù)與機(jī)床，2014(02).