數(shù)控機床刀架故障診斷

1、江蘇省徐州機電工程高等職業(yè)學校畢業(yè)論文姓 名：謖龍學 號：系 部：數(shù)控技術系專 業(yè)：數(shù)控技術與應用論文題目：數(shù)控機床刀架故障診斷指導教師：屈海軍職 稱：2010年 5月江蘇徐州機電工程高等職業(yè)學校畢業(yè)論文任務書系部：數(shù)控技術系 專業(yè)年級:05數(shù)控高職（1）班學生姓名譚龍任務下達日期： 2009 年 6 月 日畢業(yè)論文日期：2009年6月 1日至2010年4月20日畢業(yè)論文題目：常見數(shù)控車床電動刀架結構原理與故障診斷畢業(yè)論文專題題目：畢業(yè)論文主要內容和要求：系主任簽字：指導教師簽字：江蘇徐州機電工程高等職業(yè)學校畢業(yè)論文指導教師評閱書指導教師評語：（基礎理論及基本技能的掌握；獨立解決實際問題的能力

2、；研究 內容的理論依據(jù)和技術方法；取得的主要成果及創(chuàng)新點；工作態(tài)度及工作量；總體 評價及建議成績；存在問題；是否同意答辯等）：成績:指導教師簽字：年 月 日江蘇徐州機電工程高等職業(yè)學校畢業(yè)論文評閱教師評閱書評閱教師評語：（選題的意義；基礎理論及基本技能的掌握；綜合運用所學知識 解決實際問題的能力；工作量的人??；取得的主要成果及創(chuàng)新點；寫作的規(guī)范程度;總體評價及建議成績；存在問題；是否同意答辯等）：成績:評閱教師簽字：年 月 日江蘇徐州機電曹課 精業(yè)論文答辯情況提出問題冋答問題正確10角龍答辯委員會評語及建議成績答辯委員會主任簽字：年月日系部領導小組綜合評定成績系部領導小組負責人：年月日摘 要電

3、動刀架是數(shù)控車床實現(xiàn)自動換刀的機構，通過對兩種典型的電動刀架 的結構進行分析與比較，闡述了刀架的傳動升降、刀盤的定位原理，tnd360 刀盤的抬起與鎖緊是由凸輪機構和碟形彈簧實現(xiàn)的，刀盤的圓周分度是由槽 輪機構實現(xiàn)的，ldb4電動刀架的抬起與鎖緊是由絲杠螺母的系統(tǒng)實現(xiàn)的，而 刀架的圜周分度是由霍爾元件定位系統(tǒng)實現(xiàn)的。木文在了解結構與原理的基 礎上。對ldb4屯動刀架的常見的故障進行了分析，對如何排除故障進行了論 述。關鍵詞：電動刀架;工作原理；故障診斷；數(shù)控車床摘要 1第章概述 211引言 2第2章 常見數(shù)控車床刀架的結構及工作原理32.1自動換刀裝置的形式32. 1. 1轉位刀架32. 1.

4、2 刀庫32. 1.3機械手322常見的換刀類型32.2. 1六角回轉刀架32.2.2四方刀架42.2.3更換主軸頭換刀52. 2. 4帶刀庫的自動換刀系統(tǒng) 62.2.5刀架交換裝置82. 3 tnd360刀架的結構與工作原理 82. 4 ldb4電動刀架的結構與工作原理82. 5兩種結構的比較9第3章 常見故障分析與診斷103. 1刀架、刀庫及換刀常見故障103. 1. 1普通車床刀架常見故障：換刀時刀架不轉103. 1. 2刀架及刀庫常見故障及維修113. 2 ldb4刀架在換刀過程中找不到想要的刀位113. 3 ldb4定位精度出現(xiàn)誤差123.4 ldb4刀位無法鎖緊123. 5 tnd

5、刀盤無法抬起12結束語13致謝14參考文獻15附錄16第一章概述1.1引言數(shù)控機床是一種高投入的高效自動化機床，加工柔性好、精度高， 由于其投資比普通機床高的多，因此降低數(shù)控機床故障率，縮短故障 修復吋間提高機床利用率是十分重要的工作。但由于技術越來越先 進、復雜，對維修人員的素質要求很高，要求他們具有較深的專業(yè)知 識和豐富的維修經驗，這樣才能及時排除數(shù)控機床出現(xiàn)的故障。自從20世紀60年代世界上第一臺數(shù)控機床問世以來，隨著計算機 技術、微電子技術、現(xiàn)代控制技術、傳感檢測技術、信息處理技術、 網絡通信技術和機械制造技術等各相關領域的發(fā)展，數(shù)控技術已成為 現(xiàn)代先進制造系統(tǒng)(fms, cims等)

6、屮不可缺少的基礎技術。由于機床數(shù)控系統(tǒng)技術復雜，種類繁多?，F(xiàn)在數(shù)控機床的“使用 難、維修難”問題，已經是影響數(shù)控機床有效利用的首要問題。工業(yè) 發(fā)達國家都非常注重機械制造業(yè)的發(fā)展，為了用先進技術和工藝裝備 制造業(yè)，機械制造裝備工業(yè)得到先發(fā)展。對比之下，我國口前機械制 造業(yè)的裝備水平還比較落后，表現(xiàn)在大部分工廠的機械制造裝備基木 上是通用機床加專用工藝裝備，數(shù)控機床在機械制造裝備屮的比重還 非常低，導致“剛性”強，更新產品速度慢，導致勞動生產率低下， 產品質量不穩(wěn)定。電動刀架是數(shù)控車床進行自動換刀的實現(xiàn)機構，實現(xiàn)刀架上刀盤 的轉動和刀盤的開定位、定位與夾緊的運動，以實現(xiàn)刀具的自動轉換， 具有傳動機

7、械結構、電氣正反轉控制、plc編程控制等數(shù)控機床的核 心內容，具有機械、電氣的綜合特點，同吋電動刀架在數(shù)控加工過程 屮容易出現(xiàn)故障，所以作為一名合格的數(shù)控機床作業(yè)人員，具備一些排除 故障的技能就顯得尤為重要。而常見的電動刀架中具有典型的結構有 tnd360刀架和ldb4刀架，這兩種刀架采用了不同的傳動升降結構、不 同定位控制。第二章常見數(shù)控車床刀架的結構及工作原理2.1自動換刀裝置的形式2.1. 1轉位刀架數(shù)控車床上用的最多的就是電動回轉刀架，可以同時安裝4、6、8、12把刀 具不等。主要用于數(shù)控車床，是數(shù)控車床屮的一種專用的自動化機械。它不但可 以儲存刀具，而且在切削吋要連同刀具一起承受切削

8、力，在加工過程屮完成刀具 交換轉位、定位夾緊等動作。在卸裝過程屮要認真分析它的轉位定位和夾緊等機 構的工作原理。2.1.2刀庫刀庫是加工中心機床的關鍵部件之一，在加工中心機床中用來儲存和運送刀 具，它的結構形式很多主耍有盤式和鏈式兩種結構形式（還有其它形式），盤式 刀庫存儲容量較?。?0把刀以下），鏈式刀庫存儲容量較人。在加工過程中進行 換刀時控制系統(tǒng)選定刀具后，刀庫必須把選定的刀具運送到特定的位置準備rti機 械手取刀具或機床的主軸宜接取刀。有的人型的加工中心還裝有特姝刀具運輸裝 置，從刀庫上取出刀具送到換刀位置。就機械運動來講刀庫的結構主耍是由刀具 的運送和定位機構組成，運送速度?？?，定位

9、要準。此外，刀具在刀庫中裝卡方 法不同刀庫結構也不相同，但是耍求各個刀具的刀柄在刀庫中安裝位置必須一 致，并且固定可靠又耍便于新i口刀具交換（取下和裝上）。2. 1. 3機械手加工屮心換刀機構的核心部件。換刀時機械手在機床主軸（或刀架）與刀庫 之間，執(zhí)行新i口刀具交換的任務，在一個換刀程序屮要完成抓刀、拔刀、交換（新 i口刀對調）裝刀，復位等動作。通常有三個自由度，即抓刀與復位的是一個自由 度；拔刀與裝刀是一個自由度；新舊刀具位置交換是一個自由度。換刀動作在加 工過程屮是一個輔助動作，要求換刀吋間盡量縮短，口前多數(shù)機械換刀吋間為 5-8秒，少數(shù)可達0.7秒。要求機械手動動作迅速平穩(wěn)可靠。特別是

10、在高速旋轉 屮交換刀具吋，刀具不能從機械手屮甩出來，因此機械手必須具有相應的鎖緊機 構。機械手完成各個動作是靠位置控制的，一個動作結束后，必須發(fā)出一個冋答 信號給plc,以便啟動下一個動作。拆裝吋要著重分析它的鎖緊機械和各行程開 關的安裝部位。2.2常見的換刀類型2.2.1六角回轉刀架刀架的全部動作由液壓系統(tǒng)通過電磁換向閥和順序閥進行控制，它的動作分 為4個步驟：（1）刀架抬起 當數(shù)控裝置發(fā)岀換刀指令后，壓力油由a孔進入壓緊液壓缸 的下腔，活塞1上升，刀架體2抬起，使定位用的活動插銷10與固定插銷9脫 開。同時，活塞桿下端的端齒離合器與空套齒輪5結合。（2）刀架轉位 當?shù)都芴鸷?，壓力油從c孔

11、進入轉位液壓缸左腔，活塞6 向右移動，通過聯(lián)接板帶動齒條8移動，使空套齒輪5作逆時針方向轉動。通過 端齒離合器使刀架轉過60?；钊男谐虘扔邶X輪5分度圓周長的1/6,并由 限位開關控制。（3）刀架壓緊 刀架轉位之后，壓力油從b孔進入壓緊液壓缸上腔，活塞1 帶動刀架體2下降。齒輪3的底盤上精確地安裝冇6個帶斜楔的圓柱固定插銷9, 利用活動插銷10消除定位銷與孔之間的間隙，實現(xiàn)反靠定位。刀架體2下降吋, 定位活動插銷10與另一個固定插銷9卡緊，同時齒輪3與齒圈4的錐面接觸， 刀架在新的位置定位并夾緊。這時，端齒離合器與空套齒輪5脫開。（4）轉位液壓缸復位 刀架壓緊之后，壓力油從d孔進入轉位液壓缸

12、的右腔, 活塞6帶動齒條復位，由于此時端齒離合器已脫開，齒條帶動齒輪3在軸上空轉。如果定位和夾緊動作正常，推桿11與相應的觸頭12接觸，發(fā)出信號表示換 刀過程已經結束，可以繼續(xù)進行切削加工。回轉刀架除了采用液壓缸轉位和定位銷定位之外，還可以采用電動機帶動離 合器定位，以及其他轉位和定位機構。圖1數(shù)控車床六角回轉刀架1活塞2 刀架體3、7齒輪4齒圈5空套齒輪6活塞 8齒條 9固定插銷 10、11推桿 12觸頭2. 2.2四方刀架（1）刀架抬起 當換刀指令發(fā)出后，刀架電機正轉，通過蝸桿連軸器帶動 渦輪絲杠轉動，刀架體內孔有螺紋，與渦輪絲杠旋合。渦輪絲杠內孔與刀架中心 軸是動配合，在轉位換刀時，中心

13、軸固定不動，渦輪絲杠環(huán)繞中心軸旋轉。出于 刀架底座和刀架體嚙合，且渦輪絲杠軸向固定，這時刀架抬起。（2）刀架換刀 當?shù)都荏w抬至一定距離后，端面齒脫開。轉位套用銷釘與 渦輪絲杠連接，隨渦輪絲杠一同轉動，當端面齒完全脫開，轉位套正好轉過160 ° ,球頭銷在彈簧作用下進入轉位套的槽中，帶動刀架體轉位。（3）刀架定位 刀架體轉動時帶動電刷座一起轉動，當轉到程序指定的刀 號時，定位銷在彈簧作用下進入粗定位盤的槽中進行粗定位，同時電刷接觸導面 使電機反轉，曲于粗定位槽的限制，刀架體不能轉動，使其在該位置垂直落下， 刀架體和刀架底座上的端面齒嚙合實現(xiàn)精確定位。（4）刀架鎖緊 刀架電機繼續(xù)反轉，此

14、時渦輪停止轉動，蝸桿繼續(xù)轉動， 隨加緊力壇加，轉矩不斷增大，達到一定值時，在傳感器的控制下，電機停止轉 動，刀架鎖緊。2. 2. 3更換主軸頭換刀在帶有旋轉刀具的數(shù)控機床中，更換主軸頭是一種簡單換刀方式。主軸頭通 常有臥式和立式兩種，而且常用轉塔的轉位來更換主軸頭，以實現(xiàn)門動換刀。在 轉塔的各個主軸頭上，預先安裝有各工序所需的旋轉刀貝。當發(fā)出換刀指令時， 各主軸頭依次地轉到加工位置，并接通主軸運動，使相應的主軸帶動刀具旋轉， 而其他處于不加工位置上的主軸都與主運動脫開。圖2為臥式八軸轉塔頭。轉塔頭上徑向分布著八根結構完全相同的主軸7, 主軸的回轉運動由齒輪12輸入。當數(shù)控裝置發(fā)出換刀指令時，先

15、通過液壓撥叉 將移動齒輪3與齒輪12脫離嚙合，同時在中心液壓缸14的上腔通壓力油。由于 活塞桿和活塞15固定在底座上，因此中心液壓缸14帶著由兩個推力軸承17和 16支承的轉塔刀架體18抬起，離合器2和1脫離嚙合。然后壓力油進入轉位液 壓缸,推動活塞齒條，再經過中間齒輪使大齒輪4與轉塔刀架體18 一起回轉45°, 將下一工序的主軸轉到工作位置。轉位結束后，壓力油進入中心液壓缸14的卜 腔，使轉塔頭下降，離合器2和1重新嚙合，實現(xiàn)了精確的定位。在壓力油的作 用卜，轉塔頭被壓緊，轉位液壓缸退回原位。最后，通過液壓撥叉移動齒輪3, 使它與新?lián)Q上的主軸齒輪12相嚙合。為了改善主軸結構的裝配工

16、藝性，整個主 軸部件裝在套筒5內，只耍卸去螺釘10,就可以將整個部件抽出。主軸前軸承9 采用錐孔雙列圓柱滾了軸承，調整時，先卸卜端蓋6,然后擰緊螺母8,使內環(huán) 做軸向移動，以便消除軸承的徑向間隙。為了便于卸出主軸錐孔內的刀具，每根主軸都有操縱桿13,只要按壓操縱 桿，就能通過斜面推動桿11,頂出刀貝。轉塔主軸頭的轉位、定位和壓緊方式與鼠齒盤式分度工作臺極為相似，但因 為在轉塔上分布著許多回轉主軸部件，使結構更為復雜。由于空間位置的限制，主軸部件的結構不可能設計得十分堅實，因而影響了 主軸系統(tǒng)的剛度。為了保證主軸的剛度，主軸數(shù)目必須加以限制，否則將會使結 構尺寸大為增加。轉塔主軸頭換刀方式的主要

17、優(yōu)點在于省去了口動松夾、卸刀、裝刀、夾緊以 及刀具搬運等一系列復雜的操作。從而提高了換刀的可靠性，并顯著地縮短了換刀時間。但曲于上述結構上的原因，轉塔主軸頭通常只是用于工序較少、精度要 求不太高的機床，例如數(shù)控鉆床等。圖2臥式八軸轉塔頭1、2 離合器3、4、12 齒輪5套筒6端蓋7主軸8螺母9、16、17軸承10 一螺釘11 推動桿13 一操縱桿14 一液壓缸15 一活塞18 一轉塔刀架休2. 2. 4帶刀庫的自動換刀系統(tǒng)帶刀庫的自動換刀系統(tǒng)出刀庫和刀具交換機構組成。首先把加工過程中需要 的全部刀具分別安裝在標準刀柄上，在機外進行尺寸預調整后，按一定的方式放 到刀庫中去。換刀吋先在刀庫中選刀，

18、并出刀具交換裝置從刀庫和主軸上取出刀 具，在進行交換刀具后，將新刀裝入主軸，把舊刀放回刀庫。存放刀具的刀庫具 冇較大的容量，它既可以安裝在主軸箱的側面或上方，也可以作為單獨部件安裝 到機床外，并由搬運裝置運送刀具。與轉塔主軸頭相比較，由于帶刀庫的自動換刀裝置數(shù)控機床主軸箱內只冇一 個主軸，設讓主軸部件就有可能充分加強它的剛度，因而能滿足精密加工的要求。 另外，刀庫可以存放數(shù)量很大的刀具，因而能進行復雜零件的多工序加工，這樣 就明顯提高了機床的適應性和加工效率。所以帶刀庫的自動換刀裝置特別適用于 數(shù)控鉆床、數(shù)控銃床和數(shù)控鎮(zhèn)床。刀庫是自動換刀裝置的主要部件，其容量、布局以及結構對數(shù)控機床的設計 有

19、很大的影響。根據(jù)刀庫所需要的容量和取刀方式，可以將刀庫設計成多種樣式。以下列出 了幾種。單盤式刀庫，為適應機床主軸的布局，刀庫的刀具軸線可以按不同的方 向配置，刀具口j做90°翻轉的圓盤刀庫，采用這種結構能夠簡化取刀動作，刀 庫容量通常為1530把，因取刀方便，所以應用最為廣泛。鼓輪彈倉式刀庫，其 結構十分緊湊，在相同的空間內，它的容量較大，但取刀較復雜。鏈式刀庫，其結構冇較大的靈活性，存放刀具數(shù)量也較多，選刀和取刀動作十分簡單。當鏈條 較長時，可以增加支承鏈輪的數(shù)目，使鏈條折疊回繞，提高了空間利用率。多盤 式和格子式刀庫，他們雖然也具有結構緊湊的特點，但選刀和取刀復雜，應用較 少。

20、為一龍門加工中心采用的鏈式刀，為一立式加工中心的圓盤式刀庫。圖3常曲的刀式1匠d 圖4丿0'肌中心丹iowtp圖5盤式刀庫結構示意圖2. 2. 5刀具交換裝置數(shù)控機床的刀具交換方式通常分為有刀庫與機床主軸的相對運動實現(xiàn)刀具 交換和采用機械手交換刀具兩類。刀具的交換方式和它們的具體結構對機床的生 產率和工作可靠性有直接影響。由刀庫與機床主軸的相對運動實現(xiàn)換刀的裝置，在換刀換刀時必須先將用過 的刀具送冋刀庫，然后再從刀庫中取出新刀具，兩個動作不能同時進行，因此換 刀時間采用機械手換刀的方式應用最為廣泛，這是因為機械手換刀有很大的靈活性 而且可以減少換刀時間。目前在加工中心上絕大多數(shù)都使用記

21、憶式的任選換刀方 式。這種方式能將刀具號和刀庫中的刀套位置對應的記憶在數(shù)控系統(tǒng)的plc中， 不論刀具放在哪個刀套內都始終記憶著它的軌跡。刀庫上裝有位置檢測裝置，可 以檢測出每個刀套的位置，這樣刀具就可以任意取出并送冋。刀庫上愛設有機械 原點使每次選刀時，就近選取，如對于盤式刀庫來說，每次選刀運動角度都不會 超過180° o2.3 tnd360刀架的結構與工作原理屈于轉塔刀架是由換刀機構和刀盤組成，刀盤用于刀具的安裝。刀盤的背而 裝冇端而齒盤，用于刀盤的定位。轉塔刀架的換刀機構是實現(xiàn)刀盤的開定位、轉 動換刀位、定位和夾緊的傳動機構。要實現(xiàn)刀盤的傳動換刀，就要使刀盤的定位 機構脫開后，才

22、能進行傳動，當轉動到位后，刀盤要定位并夾緊，才能進行加工。 轉塔刀架的換刀傳動是由刀架電動機捉供動力，刀盤的抬起是用凸輪機構來實現(xiàn) 的，而刀盤在圓周方向上的分度是用槽輪機構來實現(xiàn)的，分度完成后的回復也是 在碟形彈簧的作用下進行工作的。刀盤在轉動過程屮，經1： 1的齒輪副將運動 傳遞給圓光柵，由圓光柵將轉位信號送可編程控制器進行刀位計數(shù)。在加工的過 程屮，當端而齒盤上的定位銷拔岀后，切削力過大或撞刀時，刀盤會產生微量轉 動，這時圓光柵的傳動信號就成為刀架過載報警信號，機床就會迅速停機。圓光 柵將傳動轉換成脈沖信號送給數(shù)控系統(tǒng)，正常時用于刀盤上刀具刀位的計數(shù)；撞 刀時用于產生刀架報警信號。刀盤的轉

23、動可根據(jù)最近找刀原則實現(xiàn)正反向轉動， 以達到快速找刀的目的。2.4 ldb4電動刀架的結構與工作原理屬于四工位刀架，由電動機、蝸輪和蝸桿結構、絲杠和螺母結構、霍爾元件 定位系統(tǒng)等組成，正轉時，電動機通過渦輪和蝸桿結構將驅動傳給絲杠，螺母和 轉動的刀架是鍵槽聯(lián)結，即螺母和轉動的刀架只能做相對上下滑動，而不能相對 轉動，螺母與電機底座是通過齒面嚙合形成定位機構，在這對嚙合齒脫開之前, 螺母是不能轉動的，也就是轉動的刀架也是不能轉動，剛剛開始，由于絲杠的順 吋針旋轉，螺母相對于轉動的刀架向上移動，當嚙合齒脫開后，通過銷釘和止推 槽的作用，使得絲杠轉動-螺母轉動-刀架轉動-進行換刀，到指定的工位吋，通

24、 過霍爾元件定位系統(tǒng)將到位信號傳遞給數(shù)控裝置系統(tǒng)，從而停止轉動，通過霍爾 元件定位系統(tǒng)和輔助定位銷釘進行位置的定位；數(shù)控裝置控制刀架換刀電動機進 行一定延吋的反轉信號，因為止推銷釘?shù)淖饔?，螺母系統(tǒng)和刀架系統(tǒng)不能反轉， 因而螺母系統(tǒng)順著絲杠向下移動，直到兩對嚙合齒重新嚙合為止，這樣完成了整 個換刀的過程。2.5兩種結構的比較兩種結構的共同點：都實現(xiàn)了刀盤的抬起與鎖緊動作，刀盤的i員i周定位，實 現(xiàn)了同樣的功能。兩種結構只是機械結構的不同.而在電動機的正轉和反轉的電 氣控制上卻是完全相同的。兩者的區(qū)別：tnd360的刀盤的抬起與鎖緊是由凸輪 機構和碟形彈簧實現(xiàn)的，刀盤的i員i周分度是由槽輪機構實現(xiàn)

25、的，槽輪實現(xiàn)的是8 工位的刀盤分度；ldb4電動刀架的抬起與鎖緊是由絲杠螺母的系統(tǒng)實現(xiàn)的，而 刀架的圓周分度是由霍爾元件定位系統(tǒng)實現(xiàn)的，其實現(xiàn)的是4工位的刀盤分度； 結構上是ldb4比較簡單、實用。在分度精度上tnd360定位精度比較高，同時比 較可靠。而且tyd360存在一定的報警功能，當切削力過大或撞刀時，刀盤產生 不是常規(guī)的微量轉動，這個時候圓光柵就傳遞出對應的傳感器信號，而這個信號 就成為刀架的過載報警信號，這樣數(shù)控系統(tǒng)就會停機，而這個功能ldb4是沒冇 的。第三章常見故障分析與診斷3. 1刀架、刀庫及換刀常見故障：3.1.1普通車床刀架常見故障：換刀時刀架不轉電源相序接反（使電機正反

26、轉相反）或電源缺相（適用普通車床刀架）。數(shù)控 系統(tǒng)在換刀時，換刀信號已經發(fā)出，控制刀架電機的接觸器也已經閉和，如果現(xiàn)在 刀架電機不運轉，冇可能是因為刀架電機電源缺相，另一個原因冇可能是因為刀 架屯機正反轉信號接反，因為普通經濟型車床所使用的刀架是通過刀架屯機的正 反轉來進行選刀，并進行鎖緊等動作，一般的工作順序是刀架首先正轉進行選澤 刀具，刀具選者到位后，電機再進行反轉，把所選擇的刀具進行瑣緊.整個換刀過 程才結束,如果刀架電機電源的相序接反或者是所發(fā)出的正反轉信號相反，那么 數(shù)控系統(tǒng)選擇刀具時所發(fā)出的刀架電機正轉信號，刀架屯機此時的運動狀態(tài)恰好 是反轉鎖緊,所以刀架電機就會靜止不動，一直處在

27、鎖緊狀態(tài)此時將刀架電機的 屯源線任換兩相，或者是將plc的刀架輸出信號相互調節(jié)一下，故障即口j以消除.故障現(xiàn)象故障原因排除方法換刀時刀 架不轉1. 電源相序接反（使電機正反轉相反）或電 源缺相（適用普通車床刀架）2. plc程序出錯，換刀信號沒有發(fā)出。.將電源相序調換2重新調試plc換刀時刀 架/刀庫 一直旋轉1. 刀位信號沒有到達2. i/o輸入輸出板出錯3 檢測信號的開關損壞1. 檢查線路是否冇誤2. 維修或更換3. 維修或更換普通刀架 不能鎖緊1. 刀架反轉信號沒有輸出2. 刀架鎖緊時間過短3. 機械故障1 檢查線路是否有誤2. 增加鎖緊時間3. 重新調整機械部分刀庫換刀 動作不能 夠完

28、成1.松刀感應感應開關或電磁閥損壞或失靈 2壓力不足，液壓系統(tǒng)出現(xiàn)問題，液壓缸因 液壓系統(tǒng)壓力不足或漏油而不動作，或程 不到位3. plc調試出錯,換刀條件不能滿足4 .主軸系統(tǒng)出錯1更換松刀感應感應開 關或電磁閥2 .檢查液壓系統(tǒng)3重新調試plc,觀察 plc的輸入輸出狀態(tài)4主軸驅動器是否報錯自動換刀 時刀鏈運 轉不到 位：1 液壓系統(tǒng)出現(xiàn)問題，油路不暢通或液壓閥 出現(xiàn)問題2.液壓馬達出現(xiàn)故障3刀庫負載過重，或者有阻滯的現(xiàn)象4.潤滑不良檢查液壓系統(tǒng)2 檢查液壓馬達是否正 常工作3. 檢杳刀庫裝刀是否合 理4. 檢查潤滑油路是否暢 通，并重新潤滑刀具夾緊1松刀力不夠，1調整機械部分后不能松 開

29、，主軸 刀柄取不 下2 氣液壓伐或松拉力氣缸損壞3 .拉桿行程不夠或拉桿位置變動 4.7： 24錐為口鎖與非自鎖的臨界點5. 刀具松夾彈簧壓合過緊6. 液壓缸壓力和行程不夠2 維修或更換3. 調整機械部分4. 重新調整5. 調整刀具松夾彈簧6 對液壓缸進行檢查不緊不上 貝夾軸拉柄 刀能主能刀1拉桿行程不夠2. 松刀接近開關位置變動3. 拉桿頭部損壞4. 閥未動作、卡死或者未上電5拉釘未擰緊或者型號選擇不正確6 蝶形彈簧位移量太小、7.刀具松夾彈簧上螺母松動1 對拉桿進行調整2. 調整接近開關的位置3. 更換拉桿4. 檢查閥是否有動作或 檢查是否有屯輸出5 .檢杳拉釘并更換6. 對蝶形彈簧調整7

30、. 緊固螺母3.1.2刀架及刀庫常見故障及維修刀架及刀庫常見故障及排除方法見表lo表1刀架及刀庫的常見故障及排除方法序號故障現(xiàn)象故障原因排除方法1刀架在某個刀位不停磁鋼磁極裝反、磁鋼與 霍爾元件高度位置不準調整磁鋼磁極方向、調 整磁鋼與霍爾元件的位 置2刀庫中的刀套不能卡緊 刀具刀套上的調整螺母松動順時針旋轉刀套兩邊的 調整螺母壓緊彈簧，頂 緊卡緊銷3刀具交換時掉刀換刀時主軸箱沒有冋到 換刀點或換刀點漂移； 機械手抓刀時沒有到 位，就開始拔刀重新操作主軸箱運動， 使其回到換刀點位置， 重新設定換刀點4刀庫不能轉動連接電動機軸與蝸桿軸 的聯(lián)軸器松動緊固聯(lián)軸器上的螺釘5轉動不到位電動機轉動故障，傳

31、動 機構誤差更換電動機，調整傳動 機構6機械手換刀速度過快或 過慢氣壓太高或太低和換刀 氣閥節(jié)流開m太大或太 小調整氣壓大小和節(jié)流閥 開口3.2 ldb4刀架在換刀過程中找不到想要的刀位ldb4刀架的換刀過程是數(shù)控系統(tǒng)控制電動刀架的正轉，在正轉的過程屮，一 個小磁塊固定不動，4個工位的霍爾元件跟隨刀架旋轉，當其屮一個霍爾元件接 近小磁塊后，發(fā)出對應的高電平或低電平信號，當所需要工位的霍爾元件接近小 磁塊吋，該信號傳遞冋數(shù)控系統(tǒng)，這時數(shù)控系統(tǒng)停止正轉控制，發(fā)出延吋的反轉 信號，控制刀架縮緊。當對應的霍爾元件出現(xiàn)故障或信號冋傳通道出現(xiàn)故障的吋候，對應的刀位信號無法反饋回數(shù)控系統(tǒng)，就出現(xiàn)了刀位故障。

32、 排除方法：檢查霍爾元件是否出現(xiàn)故障、檢查信號通道是否暢通。3.3 ldb4定位精度出現(xiàn)誤差ldb4的定位分為兩個層次：定位霍爾元件進行電動機定位，定位卡銷與刀 座上的卡槽進行精確定位。如果定位精度出現(xiàn)誤差，主要是定位霍爾元件是否出 現(xiàn)移位或位置岀現(xiàn)誤差，或者彈簧定位卡銷岀現(xiàn)故 障。排除方法：檢查定位霍爾元件的位置與彈簧定位卡銷系統(tǒng)。3. 4 ldb4刀位無法鎖緊ldb4刀架的鎖緊是依靠螺母在絲杠上的下降來實現(xiàn)的，而該下降的運動是由 電動機的反轉來實現(xiàn)的，如果無法鎖緊，就是螺母沒有對絲杠做相對運動，首先 是數(shù)控系統(tǒng)有無反轉信號傳到24v繼電器、24v繼電器是否工作、220v反轉控制交 流接觸器

33、是否工作、刀架正反轉控制電動機是否損壞、絲杠螺母機械結構是否卡 死。排除方法：24v繼電器檢查、220v交流接觸器檢查、電動機檢查、絲杠螺母 機械結構檢查。3.5 tnd刀盤無法抬起tnd刀盤的抬起是通過電動機的止轉帶動凸輪旋轉，而凸輪的旋轉帶動刀盤 軸向上移動，從而抬起刀盤，而刀盤無法抬起，一者電動機系統(tǒng)出現(xiàn)故障，無法 實現(xiàn)止轉；凸輪軸系統(tǒng)出現(xiàn)卡死現(xiàn)象或凸輪系統(tǒng)出現(xiàn)故障。排除方法：檢杳電動機系統(tǒng)、檢杳凸輪系統(tǒng)結束語要及時快速排除數(shù)控機床的刀架故障，維修人員首先必須熟練掌握刀架的結 構、工作原理和動作順序，針對故障顯現(xiàn)作出準確的判斷；其次要熟練運用廠方 提供的診斷參數(shù)或梯圖，根據(jù)梯圖的鏈鎖關系

34、，確定故障點。只要做到以上兩點, 一般數(shù)控的刀架故障都能及時排除。致謝:通過這次的畢業(yè)設計使我對專業(yè)知識有了更進一步的了解，而且做好一門設 計考慮的步驟要詳細周到。感謝屈海軍老師對我的指導，讓我明白了在畢業(yè)設計 中要考慮很多的方方面面，使我對數(shù)控車床有了更深的認識，對以后從事的相關 職業(yè)有了更好的基礎同時感謝各位同學對我的關心和支持！最后我還要感謝我的母校一徐州機電工程高等職業(yè)學校四年來對我的培 養(yǎng)o參考文獻1 曹琰 數(shù)控機床應用與維修 北京：電子工業(yè)出版社，1994；2 李福生等實用數(shù)控機床技術手冊北京：北京出版社，19933 張樹森機械工程學遼寧；東北大學出版社，2001；4 屈海軍黃云林

35、數(shù)控機床操作與維護科學出版社，20095 徐衡 數(shù)控機床維修/ fanuc系統(tǒng)實用技術叢書，20056 盧斌 數(shù)控機床極其維修 機械工業(yè)出版社，20107 熊光華.數(shù)控機床.機械工業(yè)出版社，2001年3月8 陳富安.數(shù)控原理與系統(tǒng).人民郵電出版社，2006年1月9 李佳.數(shù)控機床及應用.北京：清華大學出版社，2001年附錄1.機床故障排除方法（1）初始化復位法：一般情況下，由于瞬時故障引起的系統(tǒng)報警，可用碩 件復位或開關系統(tǒng)電源依次來清除故障，若系統(tǒng)工作存貯區(qū)由于掉電，拔插線路 板或電池欠壓造成混亂，則必須對系統(tǒng)進行初始化清除，清除前應注意作好數(shù)拯 拷貝記錄，若初始化后故障仍無法排除，則進行碩件診斷。（2）參數(shù)更改，程序更正法：系統(tǒng)參數(shù)是確定系統(tǒng)功能的依據(jù)，參數(shù)設定 錯誤就可能造成系統(tǒng)的故障或某功能無效。有時由于用戶程序錯誤亦可造成故障 停機，對此可以采用系統(tǒng)的塊搜索功能進行檢查，改正所有錯誤，以確保其正常 疋仃。（3）調節(jié)，最佳化調整法：調節(jié)是一種最簡單易行的辦法。通過對電位計 的調節(jié)，修正系統(tǒng)故障。如某廠維修中，其系統(tǒng)顯示器畫面混亂，經調節(jié)后正常。 如在某廠，其主軸在啟動和制動時發(fā)生皮帶打滑，原因是其主