范芳洪 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院車機(jī)學(xué)院

引言

刀架的換刀精度對(duì)車床加工精度有很大的影響，刀架是數(shù)控車床很重要的一個(gè)部件，經(jīng)濟(jì)型的數(shù)控車床配置國(guó)產(chǎn)刀架，高精度全功能的數(shù)控車床配置進(jìn)口刀架，其中大部分是意大利的迪普瑪和巴拉法蒂刀電動(dòng)刀架。這兩種刀架換刀穩(wěn)定、可靠，換刀時(shí)間短、重復(fù)換刀精度高，故障率少，深得用戶的好評(píng)。由于廠家對(duì)技術(shù)的保密，兩種刀架的圖紙資料較少，刀架出現(xiàn)故障時(shí)，維修難度較大，維修周期較長(zhǎng)，影響了生產(chǎn)進(jìn)度。筆者從事多年這種刀架的維修，總結(jié)出一些實(shí)用的維修方法，希望能起到拋磚引玉的作用。

1 迪普瑪電動(dòng)刀架的組成及動(dòng)作過程

八工位BSV-N-160/8迪普瑪?shù)碾妱?dòng)刀架能實(shí)現(xiàn)雙向旋轉(zhuǎn)就近選刀，主要由刀塔本體和換刀傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（刀塔核心）組成，如圖1所示，

圖1 : 迪普瑪?shù)都艿慕M成

圖2 ：迪普瑪?shù)都芎诵牟考牧悴考?/p>

刀塔的核心部件由旋轉(zhuǎn)盤、傳動(dòng)齒輪、定位盤、預(yù)定位盤和背帽墊片等附件組成如圖2所示。刀塔核心部件的裝配過程如圖3所示，圖中的①由定位鼠牙盤和旋轉(zhuǎn)牙盤組成，每個(gè)牙盤共24個(gè)齒，當(dāng)?shù)侗P轉(zhuǎn)到位后，定位盤和旋轉(zhuǎn)盤的齒會(huì)一一對(duì)應(yīng)如圖中②所示，當(dāng)圖中③中的預(yù)定位盤與圖中②相嚙合，刀架處于鎖緊狀態(tài)如圖中④所示，圖中⑤是預(yù)定位盤的另一端，有三個(gè)均勻分布的凸輪，其中的一個(gè)凸輪與旋轉(zhuǎn)盤的定位健相對(duì)應(yīng)，圖中⑥是電機(jī)帶動(dòng)的傳動(dòng)齒輪，齒輪一端有三個(gè)滾輪與預(yù)定位盤嚙合，其中一個(gè)滾輪處設(shè)計(jì)有槽，當(dāng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，此槽帶動(dòng)定位健使刀塔旋轉(zhuǎn)。

迪普瑪?shù)都軗Q刀動(dòng)作過程如下：刀架在換刀之前的狀態(tài)是鎖緊接近開關(guān)閉合高電平，刀架電機(jī)抱閘剎車，檢測(cè)刀位的編碼器的選通信號(hào)為高電平，預(yù)分度接近開關(guān)斷開為低電平，預(yù)分度電磁鐵失電。數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出換刀指令后，刀架電機(jī)上的抱閘剎車斷電松開，刀架電機(jī)得電旋轉(zhuǎn)，刀架電機(jī)通過齒輪帶動(dòng)刀架轉(zhuǎn)盤中的傳動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，由于預(yù)定位盤和刀架端面的鼠牙盤相嚙合，刀架轉(zhuǎn)動(dòng)軸不能和傳動(dòng)齒輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)傳動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度后，預(yù)定位盤的端面凸輪滾進(jìn)傳動(dòng)齒輪一端的滾輪凹槽，預(yù)定位盤的端面齒和刀架端面的鼠牙盤脫離，傳動(dòng)齒輪帶動(dòng)預(yù)定位盤和刀架轉(zhuǎn)動(dòng)軸一起旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)就近選刀分度，到達(dá)目標(biāo)刀位前一刀位且編碼器的選通信號(hào)由高電平變成低電平時(shí)，預(yù)分度電磁鐵得電將插銷插入預(yù)定位盤中的凹槽中，預(yù)分度接近開關(guān)得電變成高電平，刀架電機(jī)停止旋轉(zhuǎn)分度完成，延時(shí)30ms后，刀架電機(jī)反方向旋轉(zhuǎn)，由于插銷的作用預(yù)定位盤和刀架轉(zhuǎn)軸不能旋轉(zhuǎn)，電機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)動(dòng)齒輪反向轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)預(yù)定位盤的端面凸輪脫離傳動(dòng)齒輪的滾齒凹槽時(shí)，通過凸輪的最高點(diǎn)使預(yù)定位盤發(fā)生軸向移動(dòng)，預(yù)定位盤端面齒和刀架端面鼠牙盤嚙合刀架鎖緊，刀架鎖緊接近開關(guān)變成高電平，刀架電機(jī)斷電反向旋轉(zhuǎn)結(jié)束，電機(jī)抱閘得電剎車，延時(shí)200ms預(yù)分度電磁鐵失電，插銷在彈簧力作用下復(fù)位，預(yù)分度接近開關(guān)變成低電平，換刀結(jié)束。

圖3 ：迪普瑪?shù)都芎诵牟考难b配

2 故障維修案例分析

故障現(xiàn)象：一臺(tái)FANUC oi TA CK7810數(shù)控車床配意大利迪普瑪電動(dòng)刀架，在加工運(yùn)行中，有時(shí)出現(xiàn)1020報(bào)警“刀架換刀失敗”而停機(jī)，重新?lián)Q刀后，機(jī)床又能正常運(yùn)行。

故障排除分析：在手動(dòng)方式下?lián)Q刀沒有報(bào)警，在MDI方式編寫換刀程序：T0100；G04 X5；T0400；G4 X5；T0500；G4X5 ………..M99；運(yùn)行一段時(shí)間沒有任何報(bào)警。在加工中出現(xiàn)1020報(bào)警時(shí)，檢查發(fā)現(xiàn)刀架沒有鎖緊用手可以轉(zhuǎn)動(dòng)，應(yīng)該會(huì)出現(xiàn)1050號(hào)“刀架沒有鎖緊”報(bào)警。

分析該機(jī)床的梯形圖，在非手動(dòng)方式下，X軸或Z軸在移動(dòng)中如果刀架鎖緊信號(hào)X6.6或編碼器選通信號(hào)X6.4為低電平時(shí)出現(xiàn)1020號(hào)“換刀失?。═URRET FAULT）”報(bào)警。換刀指令是單獨(dú)一行，每次報(bào)警時(shí)光標(biāo)停留在有軸移動(dòng)的換刀指令下一行，說明換刀指令已經(jīng)執(zhí)行完成了，要不然不會(huì)執(zhí)行下一行的軸移動(dòng)指令。每次換刀刀架都能分度到位，在刀架反向鎖緊過程中檢測(cè)到鎖緊信號(hào)為高電平“1”，從而系統(tǒng)完成換刀，這也是沒有出現(xiàn)1050號(hào)“刀架沒有鎖緊”報(bào)警的原因。雖然換刀指令已經(jīng)執(zhí)行完成，但在軸移動(dòng)中系統(tǒng)檢測(cè)到刀架鎖緊信號(hào)為低電平就會(huì)出現(xiàn)1020號(hào)報(bào)警，可能的原因是鎖緊接近開關(guān)發(fā)出信號(hào)可靠性變差，在換刀過程中刀架沒有鎖緊時(shí)誤發(fā)出高電平信號(hào)，系統(tǒng)檢測(cè)這個(gè)信號(hào)認(rèn)為已經(jīng)完成換刀而執(zhí)行下一行指令。拆下刀架鎖緊接近開關(guān)，重新?lián)Q一個(gè)型號(hào)相同的接近開關(guān)，調(diào)好接近開關(guān)感應(yīng)距離固定，開機(jī)加工，沒有出現(xiàn)1020報(bào)警，故障解除。

3 結(jié)束語

刀架是數(shù)控車床中動(dòng)作比較頻繁的部件，出現(xiàn)故障率也比較高，出現(xiàn)故障時(shí)，不要盲目的動(dòng)手，要認(rèn)真觀察故障現(xiàn)象，根據(jù)換刀動(dòng)作時(shí)序和刀架檢測(cè)信號(hào)的狀態(tài)，利用信號(hào)狀態(tài)診斷功能和PMC梯形圖，能很快的找出故障的原因，縮短故障維修時(shí)間，提高數(shù)控機(jī)床利用率。