數控刀架常見電氣故障排除和相應調整

霍 巖 ，孫千慧

1.沈陽機床（集團）有限責任公司戰略規劃總部，遼寧 沈陽 110141

2.沈陽機床 數控刀架分公司 ，遼寧 沈陽 110141

在企業設備裝備領域，隨著一大批數控機床的建設，設備制造企業的技術水平和國產化能力不斷提升。最近幾年，數控機床在我國大中型企業中的占有量也在進一步的增大，對數控車床的使用就變得更加地廣泛。在數控車床中最常見的數控刀架，因為其有著結構相對比較簡單，重復定位的精度也比較高，加上其接口比較容易和數控系統相連接，所以在用戶接線時不但比較方便而且還便于維修。但是，因為數控刀架在數控車床頻繁換刀的使用加工的過程中，由于利用率高，所以經常會出現一些故障，通常情況下，數控刀架的故障率要占到車床總故障一半以上。數控刀架的好壞直接關系著數控車床的正常運行。一般數控刀架都會劃分成臥式和立式兩種類型，他的工作原理就是刀架接收到選刀指令之后，在電機的帶動下機械開始傳動其裝置，動齒盤被抬起，然后再傳動帶傳輸之下帶動刀臺的轉動。當傳動帶轉到所選刀的位置的時候，磁鐵2就會感應霍爾元件l，感應霍爾元件1所發出的信號就會命令電機進行反轉運作，然后再通過機械的傳動，動齒盤就會向下慢慢移動，從而確保了延時鎖緊和精定位的動作，鎖緊到具體位置之后壓盤4就會直接壓下在其下面的微動開關3，此時就會發出正位的信號，電機就會斷電，選刀運行結束。

下面結合筆者的工作情況，將筆者單位現在使用的數控車床配SLD150A、AK3080×6的數控刀架在具體工作過程中所出現的故障和問題闡述一下，涉及到的具體措施和排除故障如下所述。

1 數控刀架電氣故障的排除

1.1 雖然已經給出了任意換刀的指令，但是刀架還是在不停轉動

這種故障一般情況下都是刀架雖然已經接受到了換刀的指令，但是他并沒有輸出具體刀號的到位指令。通俗一點的講，就是霍爾元件1還沒有發出換刀的信號。在霍爾式的接近開關，是通過利用集成電路把穩壓電路、霍爾元件、施密特觸發、放大電路和OC門電路做在了同一個芯片之上。在外界的磁場強度達到臨界值之后，OC門就會由高阻態轉變成導通狀態，從而輸出了低電平；在外界的磁場強度低于臨界值時，OC門就會從導通狀態轉變成高阻態，從而輸出了高電平。經過技術人員檢查霍爾元件所必須的DC24V電源和霍爾元件都是正常的， Ⅰ/O信號的聯接線也是完好無缺的；如果查詢，機械維修人員對刀架進行過機械修理。那么就可考慮是因為機械的拆裝可能是把磁鐵裝反了。可以把磁鐵調換一下方向，刀架的選刀就會正常。以上故障主要是由磁鐵的極性錯誤而引發，所以霍爾元件就不可能得到感應所需的磁場，從而導致了霍爾元件的不能正常工作，就不可能發出信號。

1.2 已經給出了具體的換刀指令，但是刀架還是在不停轉動

上述故障所產生的原因，我們可以理解為該刀號還沒有發出具體到位的相關指令，該刀號之上所有的電氣元件必須重新檢查一次。利用手慢慢轉動機械的傳動軸，使磁鐵感應到具體刀號的霍爾元件，再利用萬用表的電壓檔進行測量霍爾元件的輸出端電壓是否正常，發現如果沒有導通，這就說明該霍爾元件已經被損壞，只要更換之后選刀就會正常運行。

1.3 在進行刀架換刀的時候時，突然發出了急停報警

通常情況下，數控系統所發出的急停報警都是因為線路上出現了一定程度的短路，才會發生斷路器的過流跳閘的現象。對機床的電氣柜進行檢測之后，如果發現DC24V的兩端電源模塊所輸出電壓為零，這個時候最好是立刻斷線檢查與DC24V相關的全部回路，如果去刀架屬于霍爾元件供電，就表明在這一路上一定存在著短路，造成這種故障的原因，可能是因為發信盤上的固定頂絲已經松動或者脫落，所以就會造成DC24V的短路，將這一問題解決之后，刀架就應該能夠恢復正常使用。

1.4 刀架只能轉到一工位刀臺鎖緊

出現這種情況的原因可能是由于數控系統不能正常收到正位信號，處在刀架下一工位的選刀只有在通過復位鍵的滯后就能恢復正常的運行。因此這個時候一定要檢查TOP的正位信號，不過這里經常會因為刀臺鎖緊，加上微動開關容易壓上，所以只有檢測了PLC的Ⅰ/O具體狀態，才能更準地判斷該輸出點是不是為“1”，通過萬用表來測量該處的微動開關，就能發現問題的所在，如果此時的開關反應不敏感，就表明該處的觸點可能出現了問題或故障，只要更換一下開關，刀架選刀就能恢復正常的運行。不過在實際工作中，還會出現下面一種情況，那就是TOP的正位信號已經輸出線斷線，也能表現出這種癥狀，這個時候就需要注意，在技術人員連接此線的過程中，一定要防范和區別數控系統是由于低電平還是由于高電平所生效的，也就是說觀察TOP正位信號是通過鏈接DC24V還是連接了COM的端子，如果連接不合理也會出現刀架不能正常運行的現象，所以說，在實際的工作中，要具體情況具體對待。

1.5 某一刀號轉位，到位未鎖緊T碼報警信號

出現這種情的原因一般都是因為電機沒有反轉所造成或引發的，所以通常都是判定是不是電機沒有反轉，如果電機反轉但是負荷又比較大，機械在整個傳動過程中容易出現卡死的現象，所以就會造成上述的故障。如果遇到這種情況，就應該先檢查電氣，查看PLC的Ⅰ/O狀態。當刀架轉到位的時候查看數控系統中PLC的Ⅰ/O狀態，如果刀架電機反轉信號已經發出而且為“1”的時候，此時用手去觸摸電機軸，也能出現電機反轉的動作，這樣就能便捷、簡單地排除了電氣上的故障。經過檢查之后發現，電機反轉的時候刀架的齒盤已經被卡死，反轉就不可能在到原位，這樣就會造成刀架電機過載T碼報警，出現這種情況就應該馬上進行機械修理。

2 結論

我們只要認真分析工作原理，弄清電路原理，有針對性地進行修理，數控刀架出現的故障就能夠迎刃而解。

[1]劉永久.數控機床故障診斷與維修技術[M].北京：機械工業出版社，2009.

[2]劉波，周巖.數控機床故障診斷與調試幾例[J].機械工人(冷加工)，2007(11)：67.