数控机床中刀架的故障与维修

数控机床中刀架的故障与维修

在数控车床的使用过程中,难免会出现各种故障。在这些故障中,经常遇见的是刀架类、主轴类、系统显示类、驱动类、通信类等故障,而刀架系统故障在其中占有很大比例。笔者将从刀架机械结构特点、电气接线原理、报警提示信息的含义、PMC程序和系统参数内涵等几个方面进行有针对性地论述,力求能较合理地解决刀架类的故障。

一、了解刀架部件动作特点,寻找刀架机械故障

经济性数控车床方刀架是在普通车床四方刀架的基础上发展起来的一种自动换刀装置,其功能和普通四方刀架一样,有4个刀位,能装夹4把不同功能的刀具,方刀架回转90时,刀具交换一个刀位,但方刀架的回转和刀位号的选择是由加工程序指令控制。刀架得到选刀指令后,电机带动蜗杆、蜗轮、丝杠转动,动齿盘拾起,刀台松开后,传动盘带动刀台转动.当转到选刀工位时,磁感元件发出信号使电机反转,传动盘带动刀台反转,定位销在弹簧作用下进入定位盘的定位槽中。此时,刀台不能转动,动齿盘开始向下移动,实现锁紧和精定位动作,锁紧到位后,微动开关发出信号,电机断电,选刀结束。

例如,出现电路正常但刀架不能启动的现象。原因是机械移动不灵敏,需要解决机械和润滑问题。另外,也可能是定位销滑动润滑不良或定位销上的弹簧失灵导致刀架卡销,需要拆开刀架定位销处,用润滑脂润滑或更换弹簧。

二、分析刀架电气线路原理,判定刀架电路故障

要想解决刀架电气线路的故障,需要掌握刀架编码器、刀架动力线路以及PMC控制原理。

1.刀架编码器线路故障维修

刀架编码器将车床刀架的工作位置反馈给数控系统,以实现车床刀具的自动切换。判定编码器的检测元件—霍尔元件的好坏,只需通过万用表测量对应接线点上的电压数值即可。例如,出现输入刀号能转动刀架,直接按换刀键但刀架不能转动的现象。其故障原因可能有两个方面:第一,霍尔件偏离磁块。置于磁块前面,手动键换刀时,刀架刚一转动就检测到刀架到位信号,然后马上反转刀架。检查刀架发信盘上的霍尔元件是否偏离位置,调整发信盘位置,使霍尔元件对正磁块。第二,手动换刀键失灵,需要更换。

2.刀架动力线路及PMC接线故障维修

分析继电器、接触器控制电路和PMC接线图时,元件状态常以线圈通电或断电来判定,硬接线系统具有可见的接线端子,测试点。故障状态可以用试电笔、万用表、示波器等测试工具测量电压、电流的大小、性质变化状态及电路的短路、

断路等,从而判断出故障的原因。

三、熟悉报警提示信息含义,解决刀架系统故障

报警提示主要有两类:

1.硬件报警指示

它包括数控系统、伺服系统在内的各电气装置上的各种状态和故障指示灯,结合指示灯状态和相应的功能说明便可获知指示内容及故障原因与排除方法。

2.软件报警指示

系统软件、PMC程序与加工程序中的故障通常都设有报警显示,依据显示的报警号对应相应的诊断说明手册便可获知可能的故障原因及排除方法。例如,以下就是刀架报警信息,引起的后果或触发动作均可产生程序停止,系统无应答现象,需要识别出报警信息的含义,并且分析出报警产生条件或原因,就可较容易地排除此类故障了。

四、领会PMC程序和系统参数的内涵,找出刀架控制故障

数控系统内部嵌有PMC程序,能在屏幕上显示出来。它一方面接收来自系统的信号,经过程序处理后给机床发出信号;另一方面,把机床的各种信号经过程序处理后反馈给系统。它是系统与机床的“桥梁”,是整个数控机床的动作控制核心,熟悉了它就明白了整个数控机床的动作过程。刀架的PMC程序的逻辑控制流程较容易理解,出现故障时,只要有针对地调试具体逻辑环节,一般的数控故障都会及时排除。

系统参数是确定系统功能的依据,参数设定错误就可能造成系统的故障或某功能无效。一般参数存放在磁泡存储器或存放在由电池保持的CMOS RAM 中,一旦电池电量不足或由于外界干扰等因素,使个别参数丢失或变化,发生混乱,就会使机床无法正常工作。此时,可通过核对、修改参数,将故障排除。有时由于用户程序和参数错误也可造成故障停机,对此可以采用系统的自诊断功能进行检查,改正所有错误,以确保其正常运行。例如,刀架换刀突然出现故障,系统无法自动运行,在手动换刀时,总要过一段时间才能再次换刀。故障的原因就是刀架系统参数错误,需要将刀补等参数进行检查,尤其是刀架换刀时间参数,发现问题后将其参数值清零,故障即可排除。