数控车床刀架常见故障诊断方法及排除技巧
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摘要: 　　刀架作为数控车床的重要配置，在机床运行工作中起着至关重要的作用，一旦出现故障很可能造成工件报废，甚至造成卡盘与刀架碰撞的事故。在数控机床的故障维修中，电气控制部分线路复杂，故障现象多变，有些故障现 ...
　　刀架作为的重要配置，在机床运行工作中起着至关重要的作用，一旦出现故障很可能造成工件报废，甚至造成卡盘与刀架碰撞的事故。在的故障维修中，控制部分线路复杂，故障现象多变，有些故障现象不太明显，查找难度比较大，而机械部分与普通机床比较类似，故障相对容易排除。　　　　在数控车床使用的过程中难免会出现各种故障，所以故障的维修就成了数控车床使用者最关键的因素。而众多故障中，刀架故障占有很大比例。由于机床销售公司的售后服务不能得到及时保证，所以懂得一些维修技术可以快速判断故障所在，缩短维修时间，让机床能尽快的从新运作起来。在这里，我们有必要对刀架日常工作中所遇到的故障及相应的解决方法予以分析。
　　刀架故障情况初步判断方法　　1. 听。1）接到维修要求时，应仔细聆听操作工反映的现象，对产生疑问的地方，应询问清楚，以便排除人为因素造成的问题。2）现场聆听刀架运转声音，以便观察是否存在异常噪声。　　1.看。1）看刀架运转过程是否正常。2）观察被加工零件的精度以及零件表面切屑痕迹，以便判断刀架是否锁紧，重复定位是否良好。　　1. 转。对有的故障的刀架，不要急于拆卸，可用手工方式转动刀架。对于四工位刀架，其蜗杆端部都有一个6mm内六角孔，先拆除段该处一颗密封螺钉，便可以用六角扳手或螺钉旋具转动蜗杆，使刀架进行转位、锁紧。
　　刀架常见故障发生原因及排除方法　　故障　　1）三相线相序接反。排除方法：立即切断电源，调整三相电源相序。2）电压过低。排除方法：待电源电压正常后再使用或增加一只稳电压一提供稳压电源。3）电动机损坏。排除方法：更换电动机。　　刀架不转或卡死　　1）弹簧断裂。排除方法：更换弹簧，注意两对销子不要弄混。2）离合器的导销断裂。排除方法：更换导销，注意离合器与螺杆连接的柱销孔的位置。3）主轴弯曲或断裂。排除方法：更换主轴，更换方式要参照相应刀架型号的主轴说明而定，不可随意改动主轴尺寸，否则将严重影响刀架的使用寿命。4）外端齿盘处的导销断裂。排除方法：更换导销，注意外端齿盘、螺母、上刀体的位置关系。5）刀架转位，但刀架转过多个刀位，且不能固定于任意刀位处。排除方法：检测霍尔元件静态参数和动态参数，若参数不正常则更换元件。更换CPU板和位置倍板。　　刀架锁不紧　　1）发信盘位置没对正。排除方法：拆开刀架的顶盖，旋动并调整发信盘位置，使刀架的霍尔元件对准磁钢，使刀位停在准确位置。2）系统反锁时间不够长。排除方法：调整系统反锁时间参数即可（新刀架反锁时间t＝1.2s即可）。3）机械锁紧机构故障。排除方法：拆开刀架，调整机械，并检查定位销是否折断。　　刀架精度不准　　1）刀架锁不紧。排除方法：延长刀架锁紧时间。2）断齿处有垃圾。排除方法：将刀架拆开，清除垃圾，清洗各零件，旋转部分加清洁黄油，端齿部分加注洁净机油。3）上刀体压力模部位受压变形使齿轮齿合不良。排除方法：更换上刀体。4）刀架连转不停或刀架在某个刀位不停。排除方法：检查发信盘接线是否有短路或开路现象。5）霍尔元件与磁钢高度位置不准。排除方法：调整霍尔元件与磁钢的相对位置。
　　刀架故障实例分析　　数控车换刀一般的过程是：换刀电机接到换刀信号后，通过蜗轮蜗杆减速带动刀架旋转，由霍尔元件发出刀位信号，数控系统再利用这个信号与目标值进行比较以判断刀具是否到位。刀换到位后，电机反转缩紧刀架。　　故障1：一台六刀位数控车床，换刀时所有刀位都找不到，刀架旋转数周后停止，并且数控系统显示换刀报警：换刀超时或没有信号输入。　　故障分析：对于该故障，仍可以排除机械故障，归咎于电气故障所致。产生该故障的电气原因有以下几种：① 磁性元件脱落；② 六个霍尔元件同时全部损坏；③ 霍尔元件的供电和信号线路开路导致无电压信号输出。其中以第三种原因可能性最大。因此找来，利用对霍尔元件的电气线路的供电线路进行检查。结果发现：刀架检测线路端子排上的24V供电电压为0V，其它线路均正常。以该线为线索沿线查找，发现从电气柜引出的24V线头脱落，接上后仍无反应。由此判断应该是该线断线造成故障。　　解决办法：利用同规格导线替代断线后，故障排除。　　故障2：一台四刀位数控车床，发生一号刀位找不到，其它刀位能正常换刀的故障现象。　　故障分析：由于只有一号刀找不到刀位，可以排除机械传动方面的问题，确定是电气方面的故障。可能是该刀位的霍尔元件及其周围线路出现问题，导致该刀位信号不能输送给。对照电路图利用万用表检查后发现：1号刀位霍尔元件的24V供电正常，GND线路为正常，T1信号线正常。因此可以断定是霍尔元件损坏导致该刀位信号不能发出。　　解决办法：更换新的霍尔元件后故障排除，一号刀正常找到。　　故障3：一台配有FANUC-0imate系统大连机床厂的六刀位车床，选刀正常但是当所选刀位到位之后不能正常锁紧。系统报警：换刀超时。　　故障分析：刀架选刀正常，正转正常，就是不能反向锁紧。说明蜗轮蜗杆传动正常，初步定为电气线路问题。在机床刀架控制电气原理图上，发现刀具反向锁紧到位信号是由一个位置开关来控制发出的，（信息来源：http://www.diangon.com）是不是该开关即周围线路存在问题呢？为了确认这个故障原因，打开刀架的顶盖和侧盖，利用万用表参照电路图检查线路，发现线路未有开路和短路，通过用手按动刀架反向锁紧位置开关，观察梯形图显示有信号输入，至此排除电气线路问题。推断可能是挡块运动不到位，位置微动开关未动作。于是重新换刀一次来观察一下，结果发现：果然挡块未运动到位。于是把挡块螺栓拧紧，试换刀一次正常。再换一次刀，原故障又出现了，同时发现蜗杆端的轴套打滑并且爬升现象。难道是它造成了电机反转锁紧时位置开关的挡块不到位，于是把该轴套进行了轴向定位处理，将刀架顶盖装好。结果刀架锁紧正常了。　　解决办法：对轴套进行轴向定位故障解决。　　一般地，对于任何故障，首先是根据现象，根据原理来判断故障点，分析每一个可能性，如一个开关，一个线接头，一个螺钉都会是都会是故障原因，参照之前的操作、维修历史进行分析，能有利于缩小查找范围，有利于提高维修的效率。
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你可能喜欢出版信息/数控车床故障诊断与维修技巧
　　出版社：
　　图书类别：
　　书名：数控车床故障诊断与维修技巧
　　丛书名：实用数控机床维修技巧丛书
　　书号：978-7-111-34773-6
　　作者：
　　出版日期：2011年7月
　　开本：A5
　　页数：304页
　　字数：280千字
　　定价：30.00元
内容简介/数控车床故障诊断与维修技巧
　　本书以数控车床的故障诊断与维修为主题，通过维修实例介绍了数控系统、伺服系统、可与机床侧故障、数控车床辅助装置故障的维修技巧和维修方法。另外，本书还介绍了西门子840D系统和FANUC 0i?C系统两种数控系统的结构和维修特点。
　　本书层次清晰、语言简练、图文并茂。列举的维修实例翔实可靠，便于读者快速理解和掌握。本书可作为数控人员的参考书，同时对其他数控机床的维修人员也具有借鉴作用。
前言/数控车床故障诊断与维修技巧
　　随着我国机械加工工业的飞速发展，数控机床的使用越来越广泛。特别是数控车床，作为数控机床的一种，得到了广泛的应用。数控车床采用了先进的数控技术和机电一体化技术，有较高的加工精度和加工效率，适合现代机械加工工业高精度、高效率的要求。但由于数控车床自动化程度高，结构复杂，所以故障率也较普通车床高，维修难度也较大，同时对数控车床维修人员的素质要求也越来越高，要求机床出现故障后，能尽快排除。针对目前广大数控车床维修人员缺乏维修经验和检修技巧的现状，编者根据自己十几年的维修经验，在本书中通过大量数控车床的故障维修实例，介绍了数控车床西门子840D系统和FANUC Oi-C系统的结构和维修特点、可编程序控制器（PLC）与机床侧故障的维修、数控车床参考点与返回参考点的故障维修、数控车床辅助装置的故障维修技巧和维修方法。
目录/数控车床故障诊断与维修技巧
　　第2版前言
　　第1版前言
　　第1章概论
　　1.1数控机床的产生和发展
　　1.2数控机床的构成
　　1.2.1数控机床的组成
　　1.2.2数控机床的工作过程
　　1.3数控机床的种类
　　1.3.1按数控机床运动的分类
　　1.3.2按位置控制方式分类
　　1.3.3按工艺用途分类
　　1.4数控车床与分类
　　1.4.1数控车床
　　1.4.2数控车床的分类
　　第2章数控机床的故障维修与维护
　　2.1数控机床的可靠性
　　2.1.1数控机床可靠性的基本知识
　　2.1.2数控机床可靠性指标
　　2.2数控机床维修的基本要求
　　2.2.1对维修人员的要求
　　2.2.2对资料的要求
　　2.2.3对仪器、仪表的要求
　　2.2.4对维修工具的要求
　　2.2.5对备件的要求
　　2.3原则
　　2.4提高维修数控机床技术水平的方法
　　2.5数控机床的维护
　　第3章典型数控系统介绍与系统故障的维修
　　3.1西门子840D系统
　　3.1.1西门子840D系统的软件结构
　　3.1.2西门子840D系统的硬件构成
　　3.1.3西门子840D系统的集成式可编程序控制器（PLC）
　　3.1.4西门子840D系统的机床数据
　　3.1.5西门子840D系统NC总清（初始化）操作
　　3.1.6西门子840D系统PLC总清（初始化）操作
　　3.1.7西门子840D系统的系列备份与恢复
　　3.1.8西门子840D系统PCU50.3硬盘整盘备份方法
　　3.1.9西门子840D系统的故障报警与维修
　　3.2FANUC 0i-C系统
　　3.2.1FANUC 0i-C系统的基本构成
　　3.2.2FANUC 0i-C系统数据备份
　　3.2.3FANUC 0i-C系统的故障报警
　　3.2.4FANUC 0i-C系统的诊断数据
　　3.3数控系统断电死机故障的维修
　　3.3.1数控系统断电死机的故障原因
　　3.3.2故障维修实例
　　3.4数控系统数据丢失的故障处理
　　3.4.1西门子810T系统数据丢失的处理
　　3.4.2FANUC 0TC系统数据丢失的处理
　　3.5数控系统的故障报警信息显示功能
　　3.5.1西门子810T/M显示功能
　　3.5.2FANUC 0TC系统的报警显示
　　3.5.3利用数控系统报警信息维修机床故障
　　第4章数控机床加工程序
　　4.1概述
　　4.2西门子810T/M系统编程指令代码
　　4.2.1准备功能指令
　　4.2.2辅助功能M代码
　　4.2.3主轴功能S
　　4.2.4刀具功能T
　　4.3数控车床M、T功能的实现
　　4.3.1西门子810T/M系统M功能的实现
　　4.3.2西门子810T/M系统T功能的实现
　　4.3.3西门子840D系统M功能的实现
　　4.3.4FANUC 0C系统M功能的实现
　　4.4数控车床加工程序不执行的故障处理
　　第5章可编程序控制器与机床侧故障的维修
　　5.1可编程序控制器
　　5.1.1可编程序控制器的概念
　　5.1.2可编程序控制器的基本功能
　　5.1.3可编程序控制器的组成
　　5.1.4可编程序控制器的软件系统
　　5.1.5可编程序控制器的工作过程
　　5.2可编程序控制器与数控系统的关系
　　5.2.1数控机床用可编程序控制器
　　5.2.2数控机床PLC的功能
　　5.2.3数控机床可编程序控制器与其他装置需要交换的信息
　　5.3西门子可编程序控制器
　　5.3.1西门子可编程序控制器简介
　　5.3.2西门子810T/M系统可编程序控制器
　　5.4西门子可编程序控制器STEP5语言
　　5.4.1STEP5语言的三种表达形式
　　5.4.2STEP5语言的程序构成
　　5.4.3西门子810T/M系统PLC的程序结构
　　5.4.4STEP5语句
　　5.4.5梯形图符号
　　5.4.6STEP5语言的基本操作
　　5.5发那科PMC—L语言
　　5.5.1基本指令组
　　5.5.2功能指令组
　　5.6机床侧故障报警机理
　　5.6.1概述
　　5.6.2西门子810T/M系统机床侧报警产生机理
　　5.6.3FANUC 0TC机床侧报警原理
　　5.7数控系统的PLC状态显示功能
　　5.7.1概述
　　5.7.2西门子810T/M系统的PLC状态显示功能
　　5.7.3FANUC 0C系统PMC状态显示功能
　　5.7.4利用数控系统PLC状态显示信息诊断机床故障
　　5.8数控车床机床侧故障维修
　　5.8.1数控车床机床侧故障的概念与诊断方法
　　5.8.2数控车床机床侧故障诊断维修实例
　　第6章数控车床伺服系统的故障维修
　　6.1概述
　　6.2伺服控制系统的故障维修
　　6.2.1伺服控制系统故障的维修方法与技巧
　　6.2.2故障维修实例
　　6.3伺服电动机故障的维修
　　6.3.1概述
　　6.3.2伺服电动机问题引起机床故障的维修实例
　　6.4位置反馈系统的故障维修
　　6.4.1位置反馈系统的故障维修方法与技巧
　　6.4.2故障维修实例
　　6.5伺服系统其他故障的维修
　　第7章数控车床的机床参考点与返回参考点的故障维修
　　7.1数控机床参考点的概念
　　7.1.1机床参考点
　　7.1.2为什么要返回参考点
　　7.2数控车床返回参考点的方式
　　7.2.1不自动识别返回参考点方向
　　7.2.2自动识别返回参考点的方向
　　7.3诊断返回参考点故障的方法与技巧
　　7.4返回参考点故障的维修实例
　　7.4.1的故障
　　7.4.2位置反馈元件的问题
　　7.4.3其他引起返回参考点不正常的故障
　　第8章数控车床主轴系统与刀塔系统的故障维修
　　8.1数控车床主轴系统的故障维修
　　8.1.1概述
　　8.1.2主轴控制系统的故障
　　8.1.3伺服主轴电动机
　　8.1.4转速检测元件的故障
　　8.1.5其他原因引起主轴系统的故障
　　8.2数控车床刀塔系统的维修
　　8.2.1概述
　　8.2.2故障维修实例
　　附录FANUC 0TC系统报警清单
　　附录A系统单元的故障报警
　　附录B编码器报警
　　附录C伺服系统报警
　　附录D超程故障报警
　　附录EPMC故障报警
　　附录F后台编辑报警
　　附录G宏程序报警
　　附录H程序错误报警
　　参考文献
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