關于CKA6140數控車床刀架常見故障分析與排除的案例分析

高芹

摘要：數控車床的的內部結構包含有技術含量較高的機電一體化設備零部件，在故障分析與排除上也要求有較高的維修維護能力水平。本文針對CKA6140數控車床在使用過程中遇到的一些問題和故障現象，結合典型案例，對這些故障進行分析和診斷，并提出維護和排故方法，以供各位同行參考。

關鍵詞：“數控車床;故障分析;排除”

一、車床設備介紹

CNK車床CKA6140配備有CNC電動工具刀架LDB4。加工過程中需要經常更換CNC車床。該工具使用量很大且容易出錯。CNC加工誤差約占CNC車床誤差的1/3。

二、故障情況與排除分析

1.刀架轉動不停

故障排除：車床自動工作時，有時工具欄會連續工作或刀位不停止，有時車床連續運行2-3個刀位后停止車削和鎖緊。如果連續操作或刀具位置不停止，屏幕上會出現報警（刀架誤差），刀具自動停止。2-3刀位停止并連續鎖緊，報警號碼不顯示，刀具自動正常運行。換刀時，刀架轉動不?；蜣D動幾周后才能換到所需的刀號位置。

首先，在電動刀架中，霍爾元件是非常重要的定位器。刀架一直在旋轉，其位置不正確。您必須首先考慮控制霍爾元件。但是，請注意，選擇工具1、2、3和4時，刀架將在幾周后始終正確旋轉或定位，這表明霍爾元件故障的可能性很小，并且由于它暫時處于外部模式。其次，檢查刀架狀態信號是否在刀架后面發送，檢查信號板上的柔性觸點是否正常，信號板的電氣安裝是否存在問題。在執行換刀程序時，將重新測量刀架的M3字母電動機的PLC輸出電壓。該電壓值是正常的，但是該電壓長時間保持了刀架的交流電壓，刀架的刀架電動機已經運行了很長時間，并且刀架的刀架電動機連續旋轉。懷疑中間繼電器KA6可能有故障。更換備用人員并檢查。內感仍然存在。拆下繼電器故障。最后，再次檢查KM4接觸器的狀態，然后打開刀架的后蓋。發現KM4接觸器由于冷卻液的進入而被腐蝕，通常斷開的觸點在斷開時會閉合，更換備用器件。

2.刀架不動作

故障排除：手動或自動操作機器時，刀架無法移動。

分析及處理過程：使用機器時，此類錯誤會突然發生，并且設置系統參數和PLC參數的錯誤概率相對較低。首先，確定汽車電機在運行過程中是否會損壞，可以感覺到電機的微小振動，并感覺到電機的振動，測量電池電源的電壓，通常情況下，電動機相電流不會改變，電動機也不會改變消除了故障。

由于故障可能是由于機械原因造成的，因此請拆下電機罩，旋轉電機葉片并感覺到高阻力。卸下電機以進行進一步檢查。用扳手安裝鉆頭并順時針旋轉。據估計是機械鎖定的。測試仍在繼續。日常的車床維護不足和蝸桿副的潤滑不良會導致旋轉部件損壞。拆下桿清潔工具，潤滑脂并修理，組裝，即可正常工作。

3.刀架不鎖緊

故障現象：工具欄索引有時是正常的，有時在工作模式，MDI或自動在桌面上工作時是不正確的。桿未鎖定，并且桿不再移動。當車床加工零件的外圓時，刀突然凍結。操作員按下“重置”按鈕以檢查儀器是否空閑。其次，檢查空閑處理速度是否過高，測量是否符合要求;由于這是在現象中發生的，因此很明顯，治療過程不會有任何問題。因此，貿易商懷疑“財產補償金額”可能已經調整。調整刀架后，“刀架補償值”必須等于原始刀架補償值;很難確定缺陷的原因。

分析及處理過程：操作人員重新設置機器系統并將另一部分重新密封。結果是正常的。在連續處理多個工件后，同樣的故障突然發生。經過一系列的測試，失敗的原因仍未被發現。然后手動測試，移動垂直和水平的汽車，旋轉手指并旋轉工具欄。當操作員用手轉彎時，突然發現操作員是自由的并且沒有自動拖曳。確保系統未按順序放置工具。但是，在處理不成功后，不會顯示警報數量，因此絕對是工具欄的機械錯誤。

在拆下刀柱后，維修人員發現內部有一個彈簧，對應于針的斷裂（四個彈簧位于數控四刀框架的內側）。在工件加工過程中，毛坯略偏左。當硬度過高或過高時，手柄會旋轉到一定位置。當未破損的彈簧位置抵抗針的力量時，刀架可以自動鎖定。當工具移動到某個位置時，工具將正常旋轉。當彈簧定位銷的力過大時，刀座不能自動鎖定，當刀具轉動時出現此問題。

1）首先確定刀架是否有問題。卸下刀片支架并檢查刀片支架的內部。刀鎖緊螺母松動且不擰緊;定位銷完好無損;調整目標板的位置，以使刀片架的測量元件與信號外殼匹配。測試驅動器，錯誤仍然存在。

2）檢查PLC控制工具插入程序是否有問題。如果在刀架控制程序中未正確設置延遲繼電器，則刀架鎖定時間太短。設備位置緩慢，索引錯誤。但是這些故障必須經常發生，并且當您意識到這不是原因時，事實證明，這并不是觀察到的原因。

3）基于I / O診斷屏幕的故障原因分析在手動調整過程中，發現大多數故障都發生在車床2和4的位置，這些故障非常不穩定。檢查車床奇偶校驗開關X14.3的信號。如果在車橋進入檔位時X14.3信號不穩定，則可能是刀架故障的原因。因為該工具旨在驗證偶數。當刀具列為偶數時，如果X14.3為信號，則通過檢查，完成刀具列分度并確認;如果X14.3中沒有信號，則將發生校準錯誤并發出警告，并且刀架分度無法完成，并且刀架保持自由狀態。奇偶校驗不會影響奇數齒輪的位置，并且分度通常會發生。

4.刀架可左右晃動

原因分析：刀架電機的換向電路故障，電機不旋轉。當刀旋轉時，電機立即倒轉，電機下降，從刀架上掉下來，測量位置和刀鎖的底部在槽處的位置。如果電機不向相反方向旋轉，就不可能操作和松開刀具。當刀架旋轉時，用來提升刀架的螺絲的初始位置不正確，所以回復位置不正確。在刀架內部的定位軸上安裝有用于升降刀架的螺絲。螺桿底部的凸臺應將凹槽調整到刀架蝸輪上。

故障排除：檢查電機反控制電路，拆下刀架，調整目標輪上螺栓桿凸臺和螺母的啟動位置。

5.刀架轉位

原因分析：檢測刀架位置的霍爾元件出現故障，控制系統中CPU板或位置信號的故障。

故障排除：獲取霍爾元件的靜態和動態參數，參數異常時更換CPU板和位置倍增器板。

三、結論

關于數控車床的刀架故障診斷與維修，本文通過分析以上幾例刀架故障的故障診斷過程，發現其機械部分與普通機床比較類似，其故障只要經過仔細比對和排除就比較容易解決，但是電氣控制部分，因為其線路設計和電氣器件更換需要相關技術來支撐，所以在這一方面的刀架診斷方向上屬于較高難度。

因此，在具體的排除故障的過程中應綜合考慮機械和電氣兩方的，盡快將故障排除。

參考文獻：

[1]范芳洪. 數控車床電動刀架故障維修[J]. 數碼世界， 2018（09）：181.

[2]蔡曉宇. 經濟型數控車床電動方刀架常見故障的診斷[J]. 山東工業技術， 2018（9）： 36-36.

[3]汪垚， 楊榮強. 數控機床刀架故障診斷及快速設計方法[J]. 南方農機， 2019， 50（04）：124-124.