刀架故障是數(shù)控車床經(jīng)常出現(xiàn)的故障類型。本文首先簡單介紹了數(shù)控機(jī)床電動刀架的工作原理，然后具體分析了數(shù)控車床刀架的典型故障及排除措施，以期為相關(guān)技術(shù)和維修人員提供參考。
    數(shù)控機(jī)床是一種具有高精度、高柔韌性、高效率、高自動化機(jī)床設(shè)備，由于其成本投入要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通機(jī)床，因而減少機(jī)床故障發(fā)生率、延長機(jī)床使用壽命是其日常管理的重要內(nèi)容。通常情況下，因?yàn)閿?shù)控機(jī)床程序技術(shù)高度復(fù)雜，對于維修人員的素質(zhì)和專業(yè)能力要求較高，以致其故障檢測和排除相對效率較低。作為機(jī)床故障的主要類型，刀架故障的排除就顯得更為重要。因此，加強(qiáng)有關(guān)數(shù)控機(jī)床刀架故障的分析和排除措施的探討，對于提高數(shù)控機(jī)床檢修質(zhì)量、改善數(shù)控機(jī)床使用效率具有重要現(xiàn)實(shí)意義。
    數(shù)控機(jī)床電動刀架工作原理
    數(shù)控機(jī)床電動刀架的一般工作原理為：工作人員將指令輸入到機(jī)床中，在指令傳輸給計(jì)算機(jī)后，計(jì)算機(jī)輸出換刀指令，此時(shí)控制刀架繼電器開始工作；當(dāng)繼電器合閘后，刀架電動機(jī)開始動作，在經(jīng)過渦輪、蝸桿、螺桿過程后使刀架銷盤上升到固定高度，此時(shí)離合銷嵌入到離合盤槽內(nèi)，兩者循環(huán)帶動；銷盤同時(shí)引起上刀架體轉(zhuǎn)動，當(dāng)上刀架體旋轉(zhuǎn)到恰當(dāng)位置時(shí)，電動機(jī)反轉(zhuǎn)，此時(shí)反靠銷嵌入到反靠盤中，離合銷退出離合盤，以此刀架實(shí)現(xiàn)粗定位；銷盤的下降端齒嚙合，在經(jīng)過精確定位后刀架便鎖緊；刀架反轉(zhuǎn)完成一個(gè)周期后，繼電器會自動切斷，電動機(jī)繼而停止運(yùn)行；當(dāng)延時(shí)繼電器開始動作后，中斷電源、電動機(jī)停止動作，向計(jì)算機(jī)輸入返回指令，加工過程便開始。
    數(shù)控機(jī)床刀架典型故障分析及排除
    2.1.換刀指令失效
    故障原因分析：刀架電動機(jī)的三相電源缺相進(jìn)行輸出造成轉(zhuǎn)矩較小；接觸線圈發(fā)生不同程度的老化或損壞；電動機(jī)不同相采用了錯(cuò)誤的接線順序，從而導(dǎo)致電動機(jī)通電后發(fā)生逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，而其內(nèi)部的離合銷、彈簧、反靠銷等機(jī)械結(jié)構(gòu)智能進(jìn)行單向運(yùn)動，造成電動機(jī)非正常制動；控制刀架繼電器出現(xiàn)故障；刀架電動機(jī)出現(xiàn)損壞；主觸點(diǎn)發(fā)生短路或斷路；接線端子接觸不牢或滑落。
    排除措施：關(guān)閉電源檢查器件有無松動；檢查刀架機(jī)械結(jié)構(gòu)是否正常；檢查機(jī)床控制和強(qiáng)電回路是否完整；檢查電機(jī)的QF4是否出現(xiàn)跳閘；采用更換法檢查電機(jī)是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
    2.2.刀架轉(zhuǎn)位不停
    故障原因：刀架體內(nèi)的磁極和磁鋼方向相反，發(fā)信盤與磁鋼位置不一致、高度不精確；連接發(fā)信盤的電源發(fā)生斷路，沒有正常的電源供應(yīng)，發(fā)信盤便不能開始運(yùn)行；發(fā)信盤霍爾元件出現(xiàn)斷路或短路，作為發(fā)信盤的重要元件之一，每個(gè)霍爾元件都有一個(gè)固定的刀位，如果其中的一個(gè)霍爾元件出現(xiàn)問題，就會造成刀架轉(zhuǎn)位不停的故障；當(dāng)?shù)都荏w內(nèi)發(fā)信盤的接地線出現(xiàn)短路或斷路時(shí)，刀架停止信號不能及時(shí)傳輸?shù)较到y(tǒng)中，也會造成刀架體轉(zhuǎn)位不停。
    排除措施：對于線路故障問題應(yīng)當(dāng)拆除刀架體上蓋，檢查發(fā)信盤的接地線路或電源是否出現(xiàn)斷路，若是斷路問題及時(shí)更換線路；對于磁鋼磁極方向故障應(yīng)當(dāng)將刀架體的磁鋼磁極方向調(diào)整一致，并仔細(xì)檢查發(fā)信盤與磁鋼位置是否平行，并做適當(dāng)調(diào)整；對于霍爾元件的問題，因?yàn)榛魻栐c發(fā)信盤通常是固定在一個(gè)整體的密封裝置內(nèi)，所以先用三用表對發(fā)信盤兩側(cè)的接線柱電阻進(jìn)行檢測，如果兩側(cè)電阻值不一致則表示發(fā)信盤發(fā)生損壞，此時(shí)更換新的發(fā)信盤即可。
    2.3.刀架電動機(jī)無法正常啟動
    故障原因：在刀架電動機(jī)拆卸后重新安裝時(shí)經(jīng)常會出現(xiàn)這種問題。這通常是由于安裝過程中，沒有準(zhǔn)確連接刀架電動機(jī)相位和電源相位所致。
排除措施：當(dāng)在電源接通時(shí)如果聽到刀架電動機(jī)出現(xiàn)異常聲響，應(yīng)當(dāng)立刻切斷連接電源，調(diào)整電動機(jī)相位使其與電源相位相一致；如果調(diào)整完成后刀架仍不能正常動作，且向下推進(jìn)，電動機(jī)出現(xiàn)異常聲響，則應(yīng)當(dāng)重新進(jìn)行進(jìn)行接線。
    2.4.刀架無法鎖緊
    故障原因：刀架裝配時(shí)，可能存在較大的積累誤差，導(dǎo)致反靠銷、離合銷擁有較長的裝配尺寸；沒有正確設(shè)置系統(tǒng)PMC刀具鎖緊時(shí)間參數(shù)；刀架電動機(jī)無法接收到反轉(zhuǎn)信號；絲杠螺母副出現(xiàn)卡死。
    排除措施：檢查反靠銷、離合銷裝配尺寸，如果過長要通過修磨使其長度縮短；重新設(shè)定系統(tǒng)PMC刀具鎖緊時(shí)間參數(shù)，通常將其周期設(shè)置為1S；查看刀架反轉(zhuǎn)接觸器是否正常；對刀架機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面檢查，調(diào)整絲杠螺母副的固定位置。
    2.5.上刀體轉(zhuǎn)位不精確
    故障原因：反轉(zhuǎn)裝置不能正常運(yùn)行；由于運(yùn)轉(zhuǎn)周期過長，刀架在機(jī)床強(qiáng)烈振動狀態(tài)下，霍爾元件在圓周方向與磁鋼發(fā)生不同程度的偏離，造成上刀體轉(zhuǎn)位過大或過??；彈簧片觸點(diǎn)與發(fā)信盤觸點(diǎn)出現(xiàn)不同程度的偏離；在發(fā)信盤安裝過程中，沒有恰當(dāng)調(diào)整鼠牙盤和發(fā)信盤的位置，這些都會引起上刀體轉(zhuǎn)位不精確的現(xiàn)象。
    排除措施：檢查彈簧有無損害或老化，反靠銷是否能夠進(jìn)行靈活定位，螺桿連接銷和反靠棘輪能否正常連接，檢查完成后根據(jù)不同情況采取合理措施；調(diào)整霍爾元件在圓周方向上的位置，使其與磁鋼包保持一致；檢查發(fā)信盤夾緊螺母是否正常夾緊，如果出現(xiàn)松動現(xiàn)象要對彈簧片觸點(diǎn)位置和發(fā)信盤觸點(diǎn)位置進(jìn)行調(diào)整，最后鎖緊螺母。
    2.6.上刀架體不能旋轉(zhuǎn)到所需刀位
    故障原因：部分霍爾元件與磁鋼之間失去作用信號；部分霍爾元件出現(xiàn)短路或斷路；發(fā)信盤內(nèi)的霍爾元件沒有對應(yīng)好正確的刀位信號。
    排除措施：加強(qiáng)對發(fā)信盤的全面檢查，如果發(fā)信盤出現(xiàn)故障則及時(shí)更換發(fā)信盤；檢修發(fā)現(xiàn)盤內(nèi)部線路連接是否正常，修整出現(xiàn)問題的線路；信號線未對應(yīng)的情況一般會出現(xiàn)在安裝和調(diào)整發(fā)信盤的過程中，應(yīng)該根據(jù)設(shè)計(jì)刀位信號重新連接信號線。

    數(shù)控機(jī)床刀架故障能否及時(shí)排除直接關(guān)系到數(shù)控機(jī)床的良好穩(wěn)定運(yùn)行。因此，相關(guān)技術(shù)和維修人員應(yīng)當(dāng)充分了解刀架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工作原理和動作過程，加強(qiáng)對故障現(xiàn)象的分析和診斷，在掌握數(shù)控機(jī)床監(jiān)控運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)和邏輯關(guān)系的基礎(chǔ)上合理排除故障，以此不斷提高刀架故障檢修質(zhì)量。