四方刀架和六角刀架結(jié)構(gòu)及工作原理畢業(yè)設(shè)計

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1、 目錄 摘要…………………………………………………………………… 2 第一章 概述 …………………………………………………… 3 第二章 常見數(shù)控機(jī)床刀架的結(jié)構(gòu)及工作原理 ………………… 4 2.1自動換刀裝置的形式 …………………………………… 4 2.11轉(zhuǎn)位刀架 …………………………………………… 4 2.12刀庫 …………………………………………………… 4 2.13機(jī)械手 ………………………………………………… 5 2.2常見的換刀類型 ……………

2、…………………………… 6 2.2.1六角回轉(zhuǎn)刀架 ………………………………………… 6 2.2.2四方刀架 ……………………………………………… 7 2.2.3帶刀庫的自動換刀系統(tǒng) ………………………………… 8 2.2.4刀架交換裝置 …………………………………………… 9 2.3 SLD150 刀架的結(jié)構(gòu)與工作原理 ………………………… 9 2.4 LD4B 刀架的結(jié)構(gòu)與工作原理 ………………………… 11 2.5兩種結(jié)構(gòu)的比較 ………………………………………………… 12 第三章

3、常見故障分析與診斷 ……………………………………… 13 3.1刀架和刀庫常見故障及維修 …………………………………… 13 3.2 刀架故障實例分析 ……………………………………………… 16 3.2.1故障實例一 ……………………………………………………… 16 3.2.2故障實例二 …………………………………………………… 17 3.2.3故障實例三 ……………………………………………………… 17 結(jié)束語 致謝 參考文獻(xiàn) 附錄 摘要 數(shù)控機(jī)床在使用過程中，我們?yōu)槟愠Ｒ姷?/p>

4、故障有刀架類、主軸類、螺紋加工類、系統(tǒng)顯示類、驅(qū)動類、通信類等故障，而其中刀架的故障占有很大的比例。雖各廠家所產(chǎn)生的刀架結(jié)構(gòu)、尺寸各異，均有所不同，但無論是哪一類刀架，故障原因大多雷同，維修方法也可以互相參考。為此，及時排除刀架故障，懂得部分維修手段是必然的。但如何才能盡快的解決刀架故障呢？首先我們要了解刀架的結(jié)構(gòu)，認(rèn)識他的機(jī)械原理，才快速的判定故障所在。 本次設(shè)計以四方刀架和六角刀架結(jié)構(gòu)及工作原理進(jìn)行分析，并且按照周邊的一些故障分析與排除 關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床 刀架維修 故障處理 【

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11、利用率是十分重要的工作。但由于技術(shù)越來越先進(jìn)。復(fù)雜，對維修人員的素質(zhì)要求很高，要求他們具備較高的專業(yè)知識和豐富的維修經(jīng)驗，這樣才能及時排除數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)的故障。 自從20世紀(jì)60年代世界上第一臺數(shù)控機(jī)床問世以來，隨著計算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、信息處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和機(jī)械制造技術(shù)等相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)已成為現(xiàn)代先進(jìn)制造系統(tǒng)（FMS、CIMS等）中不可缺少的基礎(chǔ)技術(shù)。 由于數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)復(fù)雜，種類繁多?，F(xiàn)在數(shù)控機(jī)床的“使用難、維修難”問題，已經(jīng)是影響數(shù)控機(jī)床有效利用的首要問題。工業(yè)發(fā)達(dá)國家都非常注重機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，為了用先進(jìn)技術(shù)和工業(yè)裝備制造業(yè)，機(jī)械制造裝備工業(yè)

12、得到先發(fā)展。對比之下，我國目前機(jī)械制造業(yè)的裝備水平還比較落后，表現(xiàn)在大部分工廠的機(jī)械制造裝備基本上通用機(jī)床加專用工藝裝備，數(shù)控機(jī)床在機(jī)械裝備中的比重還非常低，導(dǎo)致“剛性”強(qiáng)，更新產(chǎn)品速度慢，導(dǎo)致勞動生產(chǎn)率低下，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。 SLD150刀架是利用自動換刀結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)刀架上刀盤的轉(zhuǎn)動和刀盤的開定位，定位與夾緊運(yùn)動的。實現(xiàn)其刀具轉(zhuǎn)換包括了傳動機(jī)械機(jī)構(gòu)，電氣正反轉(zhuǎn)控制，PLC編程控制等內(nèi)容，使它具備了機(jī)械、電氣等綜合特點的同時也是刀架在數(shù)控加工過程中更容易出現(xiàn)故障，所以作為一名合格的數(shù)控機(jī)床作業(yè)人員，具備排除故障的技能就顯得尤為重要。 【

13、北京白癜風(fēng),北京白癜風(fēng)醫(yī)院" target=_blank" style="color:#0C0C0C; text-decoration:none;">北京白癜風(fēng),北京白癜風(fēng)醫(yī)院】 【北京白癜風(fēng)醫(yī)院,北京白癜風(fēng)?？漆t(yī)院】 【北京白癜風(fēng)?？漆t(yī)院,北京最好白癜風(fēng)醫(yī)院】 【北京最好白癜風(fēng)醫(yī)院,白癜風(fēng)治療】 第二章 常見數(shù)控機(jī)床刀架的結(jié)構(gòu)及工作原理 2.1 自動換刀的裝置形式 自動換刀的裝置形式是數(shù)控機(jī)床重要的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，他的形式多種多樣。 2.1.1轉(zhuǎn)位刀架 數(shù)控車床上用的最多的就是電動回轉(zhuǎn)刀架，可以同時安裝4、6、8、12把刀具不等。主要用于數(shù)控機(jī)床，是數(shù)

15、控機(jī)床中的一種專用的自動化機(jī)械。它不但可以存儲道具，而且在切削時要連同刀具一起承受切削力，在加工過程中完成刀具交換轉(zhuǎn)位、定位夾緊等動作。在卸裝過程中要認(rèn)真分析它的轉(zhuǎn)位定位和夾緊等機(jī)構(gòu)的工作原理。 2.1.2 刀庫 刀庫是加工中心機(jī)床的關(guān)鍵部件之一，在加工中心機(jī)床中用來存儲和運(yùn)送刀具，它的結(jié)構(gòu)形式很多主要有盤式和鏈?zhǔn)剑ㄒ妶D2-1）倆種結(jié)構(gòu)形式（還有其他形式），盤式刀庫存儲容量較小(30把刀以下),鏈?zhǔn)降稁齑鎯θ萘枯^大。在加工過程中進(jìn)行換刀時控制系統(tǒng)選定刀具后，刀庫必須把選定的刀具運(yùn)送到的、特定的位置準(zhǔn)備機(jī)械手取刀具或機(jī)床的主軸直接取刀。有的大型的加工中心還裝有特殊刀具運(yùn)輸裝置，從刀庫上取出刀

16、具送到換刀位置。就機(jī)械運(yùn)動來講刀庫的結(jié)構(gòu)主要由刀具的運(yùn)送和定位機(jī)構(gòu)組成，運(yùn)送速度要快，定位要準(zhǔn)。此外，刀具在刀庫中裝卡方法不同刀庫結(jié)構(gòu)也不同，但是要求各個刀具的刀柄在刀庫中安裝位置必須一致，并且固定可靠又要便于新舊刀具交換（取下或裝上）。 圖2-1 盤式和鏈?zhǔn)降稁? http// 2.1.3機(jī)械手 在加工中心換刀機(jī)構(gòu)的核心部位。換刀時機(jī)械手在機(jī)床主軸（或刀架）與刀庫之間，執(zhí)行新舊刀具交換任務(wù)，在一個換刀程序中要完全抓刀、拔刀。、交換

17、（新舊刀對調(diào)）裝刀、復(fù)位等動作。通常有三個自由度，即抓刀與復(fù)位是一個自由度；拔刀與裝刀是一個自由度；新舊刀具位置交換是一個自由度。換刀動作在加工過程中是一個輔助動作，要求機(jī)械手動作迅速平穩(wěn)可靠。特別是在高速旋轉(zhuǎn)中交換刀具時，刀具不能從機(jī)械手中甩出來，因此機(jī)械手必須具有相應(yīng)的鎖緊機(jī)構(gòu)，機(jī)械手完成各個動作是靠位置控制的，一個動作結(jié)束后，必須發(fā)出一個回答信號給PLC。以便啟動下一個動作，拆裝時要著重分析它的鎖緊機(jī)構(gòu)和各行程開關(guān)的安裝部位 2–2圖 機(jī)械手三種示意圖 2.2常見的換刀類型 2.2.1 六角回轉(zhuǎn)刀架 刀架的全部動作由液壓系統(tǒng)通過電磁換向閥和順序閥進(jìn)行控制，它的動作部分分

18、為4個步驟： （1）刀架抬起 當(dāng)數(shù)控裝置發(fā)出換刀指令后，壓力油由a孔進(jìn)入壓緊液壓缸的下腔，活塞1上升，刀架體2抬起，是定位用的活動插銷10與固定插銷9脫開。同時，活塞桿下端de 端齒離合器與空套齒輪5結(jié)合。 （2）刀架轉(zhuǎn)位 當(dāng)?shù)都芴鸷螅瑝毫τ蛷腃空進(jìn)入轉(zhuǎn)位液壓缸左腔，活塞6向右移動，通過連接板帶動齒條8移動，使空套齒輪5作逆時針方向轉(zhuǎn)動。通過端齒離合器使刀架轉(zhuǎn)過60度?；钊倪M(jìn)程應(yīng)等于齒輪5分度圓周長的1/6,并由限位開關(guān)控制。 （3）刀架壓緊 刀架轉(zhuǎn)位之后，壓力油從B孔進(jìn)入壓緊液壓缸上腔，活塞1帶動刀架體2下降。齒輪3的底盤上的精確的安裝有6個帶斜楔的圓柱固定插銷9，利用活動插

19、銷10消除定位銷對與孔之間的間隙，實現(xiàn)反靠定位。刀架體2下降時，定位活動插銷10與另一個固定插銷9卡緊，同行齒輪3與齒圈4的錐面接觸，刀架在新的位置定位并夾緊。這時，端齒離合器與空套齒輪5脫開。 （4）轉(zhuǎn)位液壓缸復(fù)位 刀架壓緊之后，壓力油從D孔進(jìn)入轉(zhuǎn)位液壓腔的右腔，活塞6帶動齒條復(fù)位，由于此時端齒離合器已脫開,齒條帶動齒輪3在軸上空轉(zhuǎn)。 如果定位和夾緊動作正常，推桿11與相應(yīng)的觸頭12接觸，發(fā)出信號表示換刀過程已經(jīng)結(jié)束，可以繼續(xù)進(jìn)行切削加工。 回轉(zhuǎn)刀架除了采用液壓缸轉(zhuǎn)位和定位銷定位之外，還可以采用電動機(jī)帶動離合器定位，以及其他轉(zhuǎn)位和定位機(jī)構(gòu)。 1—活塞

20、2—刀架體 3—缸體 4—壓盤 5—齒輪 6—活塞 7—活塞桿 8—齒條 9—固定插銷 10—活動插銷 11—拉桿 12—觸頭 圖 2-3六角刀架結(jié)構(gòu)圖 2.2.2 四方刀架 （1)刀架抬起 當(dāng)換刀指令發(fā)出后，刀架電機(jī)正傳，通過蝸桿連軸器帶動渦輪絲杠轉(zhuǎn)動，帶架體內(nèi)孔有螺紋，與渦輪絲杠旋合。渦輪絲杠內(nèi)控與刀架中心軸的動配合，在環(huán)衛(wèi)換刀時，中心軸固定不動，渦輪絲杠環(huán)繞中心軸旋轉(zhuǎn)。由于刀架底座和刀架體嚙合，且渦輪絲杠軸向固定，這是刀架抬起。 （2）刀架換刀 當(dāng)?shù)都荏w抬至一定距離后，斷面齒脫開。轉(zhuǎn)位套用銷釘與渦輪絲杠連接，隨渦輪絲杠一同轉(zhuǎn)動，當(dāng)斷面齒完全脫開，轉(zhuǎn)

21、位套正好轉(zhuǎn)過160度，球頭銷子彈簧作用下進(jìn)行轉(zhuǎn)為套的槽中，帶動刀架轉(zhuǎn)位。 （3）刀架定位 刀架體轉(zhuǎn)位時帶動電刷座一起轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)到程序指定的刀號時，定位銷在彈簧作用下進(jìn)入粗定位盤的槽中進(jìn)行粗定位，同時電刷接觸導(dǎo)面使用電機(jī)反轉(zhuǎn)，由于粗定位槽的限制，刀架體不能轉(zhuǎn)動，使其在該位置垂直落下，刀架體和刀架底座上得端面 齒嚙合實現(xiàn)精確定位。 （4)刀架鎖緊 刀架電機(jī)繼續(xù)反轉(zhuǎn)，此時渦輪停止轉(zhuǎn)動，蝸桿繼續(xù)轉(zhuǎn)動，隨夾緊力增加，轉(zhuǎn)矩不斷增大，達(dá)到一定值時，在傳感器的控制下，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，刀架鎖緊。 2.2.3帶刀庫的自動換刀系統(tǒng) 帶刀庫的自動換刀系統(tǒng)由刀庫和刀具交換機(jī)構(gòu)組成。首先把加工過程中需要

22、的全部刀具分別安裝在標(biāo)準(zhǔn)刀柄上，在機(jī)外進(jìn)行尺寸預(yù)調(diào)整后，按一定的方式放到刀庫中去。換刀時先在刀庫中選刀，并由刀具交換裝置從刀庫和主軸上取出刀具，在進(jìn)行交換刀具后，將新刀裝入主軸，把舊刀放回刀庫。存放刀具的刀庫具有較大的容量，它既可以安裝在主軸箱的側(cè)面或上方，也可以作為單獨部件安裝到機(jī)床外，并由搬運(yùn)裝置運(yùn)送刀具。 與轉(zhuǎn)塔主軸頭相比較，由于帶刀庫的自動換刀裝置數(shù)控機(jī)床主軸箱內(nèi)只有一個主軸，設(shè)計主軸部件就有可能充分加強(qiáng)它的剛度，因而能滿足精密加工的要求。另外，刀庫可以存放數(shù)量很大的刀具，因而能進(jìn)行復(fù)雜零件的多工序加工，這樣就明顯提高了機(jī)床的適應(yīng)性和加工效率。所以帶刀庫的自動換刀裝置特別適用于數(shù)控鏜

23、床、數(shù)控鉆床和數(shù)控銑床。 刀庫是自動換刀裝置的主要部件，其容量｀布局以及結(jié)構(gòu)對時空機(jī)床的設(shè)計有很大的影響。 根據(jù)刀庫所需要的容量和取道刀方式，可以將刀庫設(shè)計成多種樣式。一下列出了幾種。單盤式刀庫，為適應(yīng)機(jī)床主軸的布局，刀庫的刀具軸線可以按不同的方向配置，刀具可做９０度翻轉(zhuǎn)的圓盤刀庫，采用這種結(jié)構(gòu)簡化取刀動作，刀庫容量通常為15～30把，因取刀方便，所以應(yīng)用最為廣泛。鼓輪彈倉式刀庫，其結(jié)構(gòu)十分緊湊，在相同的空間內(nèi)，它的容量較大，但取刀較復(fù)雜。鏈?zhǔn)降稁欤浣Y(jié)構(gòu)有較大的靈活性，存放刀具數(shù)量也較多，選刀和取刀動作十分簡單。當(dāng)鏈條較長時，可以增加支承鏈輪的數(shù)目，使鏈條折疊回繞，提高了空間利用率。多盤

24、式和格子式刀庫，他們雖然也具有結(jié)構(gòu)緊湊的特點，但選刀和取刀復(fù)雜，應(yīng)用較少。為一龍門加工中心采用的鏈?zhǔn)降叮瑸橐涣⑹郊庸ぶ行牡膱A盤式刀庫。 2.2.4刀架交換裝置 數(shù)控機(jī)床的刀具交換方式通常分為有刀庫與機(jī)床主軸的相對運(yùn)動實現(xiàn)刀具交換和采用機(jī)械手交換刀具兩類。刀具的交換方式和它們的具體結(jié)構(gòu)對機(jī)床的生產(chǎn)率和工作可靠性有直接的影響。 由刀庫與機(jī)床主軸的相對運(yùn)動實現(xiàn)換刀的裝置，在換刀時必須先將用過的刀具送回刀庫，然后再從到庫中取出新的刀具，兩個動作不能同時進(jìn)行，因此換刀時間長。 采用機(jī)械手換刀（見圖2–3）的方式應(yīng)用最為廣泛，這是因為機(jī)械手換刀有很大的靈活性而且可以減少換刀時間。目前在加工中心上絕

25、大多數(shù)都使用記憶式的任選換刀方式這種方式能將刀具號和刀庫中的刀套位置對應(yīng)的記憶在數(shù)控系統(tǒng)的PLC中，不論刀具放在哪個刀套內(nèi)都能始終記憶著它的軌跡。刀庫上有位置檢測裝置，可以檢測出每個刀套的位置，這樣刀具就可以任意取出并送回。刀庫上愛沒有機(jī)械原點使每次選刀時，就近選取，如對于盤式刀庫來說，每次選刀運(yùn)動角度都不會超過180。 圖2-4 機(jī)械手換刀過程 2.3 SLD150 刀架的結(jié)構(gòu)與工作原理 SLD150數(shù)控刀架普遍應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床，是一種立式刀架，有四工位和六工位之分，見下圖。 CNC系統(tǒng)(數(shù)控系統(tǒng))發(fā)出換刀指令信號，轉(zhuǎn)位電動機(jī)(17)開始正轉(zhuǎn)，并通過蝸桿(2)、渦輪

26、(3)帶動傳動軸(4)正轉(zhuǎn)。此時刀架的動齒盤(14)與定齒盤(15)處于喫合狀態(tài)，刀架上體連帶動齒盤(14)無法轉(zhuǎn)動，迫使升降螺母(13)在傳動軸(4)的帶動下上升，由于升降螺母固定于刀架上體，因而刀架上體上升，同時通過轉(zhuǎn)位套(8)帶動同步套(10)轉(zhuǎn)動。當(dāng)?shù)都苌象w的動齒盤(14)脫離刀架下體的定齒盤(15)時(此時刀架上體的升幅為50.5mm),刀架上體不再上升并已具備轉(zhuǎn)動條件。這時同步套上的缺口剛好對應(yīng)上轉(zhuǎn)位銷(12)，轉(zhuǎn)位銷上的彈簧將轉(zhuǎn)位銷推入同步套缺口，開始帶動刀架上體轉(zhuǎn)動。在刀架上體裝有一塊磁鐵(9)，磁鐵隨刀架上體轉(zhuǎn)動到設(shè)定位置，CNC系統(tǒng)通過編碼盤(6)上的霍爾開關(guān)(7)接收到信

27、號，隨即發(fā)出轉(zhuǎn)位電動機(jī)反轉(zhuǎn)的指令，刀架上體隨之反靠，當(dāng)豎向定位銷(11)滑入定位槽，止住刀架上體轉(zhuǎn)動，但轉(zhuǎn)位電動機(jī)尚未停轉(zhuǎn)，迫使升降螺母(13)下移，刀架上體隨之下落，同步套的轉(zhuǎn)動將轉(zhuǎn)位銷頂出同步套的缺口。至刀架上體的動齒盤與刀架下體的定齒盤喫合時，刀架達(dá)到精定位。這時由撞環(huán)推動頂桿來壓合微動開關(guān)(16)發(fā)出刀架精定位的信號。CNC系統(tǒng)接受此信號后，約有0.55—1s的延時即斷開轉(zhuǎn)位電動機(jī)的電源。至此為一個完整的換刀程序。 1—鎖緊螺母 2—蝸桿 3－蝸輪 4—傳動軸 5—螺桿 6—編碼盤 7—霍爾開關(guān) 8—轉(zhuǎn)位套 9—磁鐵 10—同步套 11—定位銷 12—轉(zhuǎn)位銷

28、 13—升降螺母 14—動齒盤 15—定齒盤 16—微動開關(guān) 17—電動機(jī) 圖2–5 工作原理圖 2.4 LD4B 刀架的結(jié)構(gòu)與工作原理 LD4B的工作原理及特點： LD4B系統(tǒng)立式電動刀架采用蝸輪蝸桿轉(zhuǎn)動，三齒盤嚙合螺桿鎖緊的工作原理。具體工作程序為：當(dāng)主機(jī)系統(tǒng)發(fā)出轉(zhuǎn)發(fā)信號，刀架電機(jī)轉(zhuǎn)動，電機(jī)帶動蝸桿（11）轉(zhuǎn)動，11帶動蝸輪（7）轉(zhuǎn)動，7與蝸桿（9）用鍵聯(lián)接，9的轉(zhuǎn)動把夾緊輪（14）往上抬，從而使三齒圈（內(nèi)齒圈，外齒圈，夾緊圈）都松開，這時，離合銷進(jìn)入離合盤（16）的槽內(nèi)，反靠銷（26）同時脫離反靠盤（10）的槽子，上刀體（15）開始轉(zhuǎn)動，當(dāng)15轉(zhuǎn)到對應(yīng)的刀位時

29、，磁鋼（22）與發(fā)訊盤（24）上的霍爾元件相對應(yīng)，發(fā)出到位信號。系統(tǒng)收到信號后發(fā)出電機(jī)反轉(zhuǎn)延時信號，電機(jī)反轉(zhuǎn)，15稍有反轉(zhuǎn)，26進(jìn)入10的槽子實行初定為，25脫離16的槽子，14往下壓緊內(nèi)外齒圈直至鎖緊，延時結(jié)束。主機(jī)系統(tǒng)指令下一道工序。 刀架拆裝順序： 拆卸順序 (1)拆下悶頭5，用內(nèi)六角扳手順時針轉(zhuǎn)動蝸桿11，時夾緊輪14松開。 (2)拆下鋁蓋20，罩座19. (3)拆下刀位線，拆下小螺母23，取出發(fā)訊盤24. (4)拆下大螺母18，止退圈17，取出鍵，軸承。 (5)取下離合盤16，離合銷25及彈簧。 (6)夾住反靠銷26逆時針旋轉(zhuǎn)上刀體，取出上刀體15. (7)拆下

30、點擊罩28，電機(jī)聯(lián)座27，軸承蓋4，蝸桿11. (8)拆下螺釘，取出定軸8，蝸桿7，螺桿9，軸承。 (9)拆下反靠盤10，防護(hù)圈13. (10)拆下外齒圈12，夾緊輪14，取出反靠銷26。 2、（1）裝配時所有零件清洗干凈，傳動部件上潤滑。 （2）按拆卸反順序裝配 1-右聯(lián)軸器 2-左聯(lián)軸器 3-調(diào)整墊 4-軸承蓋 5-悶頭 6-下刀體 7-蝸輪 8-定軸 9-螺桿 10-反靠盤 1-蝸桿 12-外齒圈 13-防護(hù)圈 14-加緊輪 15-上刀體 16-離合盤 17-止退圈 18-大螺母 19-

31、罩座 20-鋁蓋 21-發(fā)訊支座 22-磁鋼 23-小螺母 24-發(fā)訊盤 25-離合 26-反靠銷 27-聯(lián)接座 28-電機(jī)罩 圖2-6 工作原理 2.5兩種結(jié)構(gòu)的比較 兩種結(jié)構(gòu)的共同點：都實現(xiàn)了刀盤的抬起和鎖緊動作，刀盤的圓周定位，實現(xiàn)了同樣的功能，并且都是立式刀架。兩種結(jié)構(gòu)只是機(jī)械結(jié)構(gòu)不同，而在電動機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的電氣控制上是完全相同的。 兩種的區(qū)別：SLD150刀架是靠齒盤和升降螺母及傳動軸的配合下運(yùn)動的，利用霍爾開關(guān)（見圖2-7）接收信號發(fā)出指令來控制刀架運(yùn)動的，并可以利用壓合微動開關(guān)來發(fā)出精定位信號，用在立式機(jī)床上；LD4B刀架是利用蝸桿蝸

32、輪配合和磁鋼與發(fā)迅盤上的霍爾元件發(fā)出的信號來完成動作的，其主要用在臥式機(jī)床上 圖2-7 霍爾元件開關(guān) 第三章 常見故障分析與診斷 3.1刀架和刀庫常見故障及維修 1.刀架不能啟動 機(jī)械方面的原因 1)刀架預(yù)緊力過大。當(dāng)用六角扳手插入蝸桿端部旋轉(zhuǎn)時不易轉(zhuǎn)動，而用力時，可以轉(zhuǎn)動，但下次夾緊后刀架仍不能啟動。此種現(xiàn)象出現(xiàn)，可確定刀架不能啟動的原因是預(yù)緊力過大，可通過調(diào)小刀架電機(jī)夾緊電流排除之。 2)刀架內(nèi)部機(jī)械卡死。當(dāng)從蝸桿端部轉(zhuǎn)動蝸桿時，

33、順時針方向轉(zhuǎn)不動，其原因是機(jī)械卡死。首先，檢查夾緊裝置反靠定位銷是否在反靠棘輪槽內(nèi)，若在，則需將反靠棘輪與螺桿連接銷孔回轉(zhuǎn)一個角度重新打孔連接；其次，檢查主軸螺母是否鎖死，如螺母鎖死，應(yīng)重新調(diào)整；再次，由于潤滑不良造成旋轉(zhuǎn)件研死，此時，應(yīng)拆開，觀察實際情況，加以潤滑處理。 電氣方面的原因 1)電源不通、電機(jī)不轉(zhuǎn)。檢查溶芯是否完好、電源開關(guān)是否良好接通、開關(guān)位置是否正確。當(dāng)用萬用表測量電容時，電壓值是否在規(guī)定范圍內(nèi)，可通過更換保險、調(diào)整開關(guān)位置、使接通部位接觸良好等相應(yīng)措施來排除。除此以外，電源不通的原因還可考慮刀架至控制器斷線、刀架內(nèi)部斷線、電刷式霍爾元件（見圖3-1）位置變化導(dǎo)致不能正常

34、通斷等情況。 圖3-1電刷式霍爾元件 2)電源通，電機(jī)反轉(zhuǎn)，可確定為電機(jī)相序接反。通過檢查線路，變換相序排除之。 3)手動換刀正常、機(jī)控不換刀，應(yīng)重點檢查微機(jī)與刀架控制器引線、微機(jī)I/O接口及刀架到位回答信號。 2．刀架連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、到位不停 由于刀架能夠連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，所以，機(jī)械方面出現(xiàn)故障的可能性較小，主要從電氣方面檢查：檢查刀架到位信號是否發(fā)出，若沒有到位信號，則是發(fā)訊盤(見圖3-2)故障?？蓹z查：發(fā)訊盤彈性觸頭是否磨壞、發(fā)訊盤地線是否斷路或接觸不良或漏接。此時需要更換彈性片觸頭或重修，針對其線路中的繼電器接觸情況、到位開關(guān)接觸情況、線路連接情況相應(yīng)地進(jìn)行線路故障排除

35、。當(dāng)僅出現(xiàn)某號刀不能定位時，則是由于該號刀位線斷路所至。 3．刀架越位過沖或轉(zhuǎn)不到位 刀架越位過沖故障的機(jī)械原因可能性較大。主要是后靠裝置不起征作用。首先檢查后靠定位銷是否靈活，彈簧是否疲勞。此時應(yīng)修復(fù)定位銷使其靈活或更換彈簧。其次，檢查后靠棘輪與蝸桿連接是否斷開，若斷開，需更換連接銷。若仍出現(xiàn)過沖現(xiàn)象，則可能是由于刀具太長過重，應(yīng)更換彈性模量稍大的定位銷彈簧。 出現(xiàn)刀架運(yùn)轉(zhuǎn)不到位（有時中途位置突然停留），主要是由于發(fā)訊盤觸點與彈性片觸點錯位，即刀位信號膠木盤位置固定偏移所致。此時，應(yīng)重新調(diào)整發(fā)訊盤與彈性片觸頭位置并固定牢靠。若仍不能排除故障，則可能是發(fā)訊盤夾緊螺母松動，造成位置移動。

36、 4．刀架不能正常夾緊 出現(xiàn)該故障時，首先檢查夾緊開關(guān)位置是否固定不當(dāng)，并調(diào)整至正常位置；其次，用萬用表檢查其相應(yīng)線路繼電器是否能正常工作，觸點接觸是否可靠。若仍不能排除，則應(yīng)考慮刀架內(nèi)部機(jī)械配合是否松動。有時會出現(xiàn)由于內(nèi)齒盤上有碎屑造成夾緊不牢而使定位不準(zhǔn)，此時，應(yīng)調(diào)整其機(jī)械裝配并清潔內(nèi)齒盤。 5．其它故障現(xiàn)象 除以上故障外，有時還出現(xiàn)：無法機(jī)控選刀、夾緊后無回答信號、啟動或松開手控按紐刀架返原來位置等故障現(xiàn)象。出現(xiàn)這些故障的主要原因是電路中繼電器接觸不良、膠木盤位置不正、電源相序不對所致，可分別讀其加以調(diào)整、修復(fù)，使故障排除。 圖 3-2 發(fā)訊盤 3.2

37、刀架故障實例分析 數(shù)控車換刀一般的過程是：換刀電機(jī)接到換刀信號后，通過蝸輪蝸桿減速帶動刀架旋轉(zhuǎn)，由霍爾元件發(fā)出刀位信號，數(shù)控系統(tǒng)再利用這個信號與目標(biāo)值進(jìn)行比較以判斷刀具是否到位。刀架到位后，電機(jī)反轉(zhuǎn)縮緊刀架。 3.2.1案例一： 一臺六刀位數(shù)控車床，換刀時所有刀位都找不到，刀架旋轉(zhuǎn)數(shù)周后停止，并且數(shù)控系統(tǒng)顯示換刀報警：換刀超時或沒有信號輸入。 故障分析：對于該故障，仍可以排除機(jī)械故障，歸咎于電氣故障所致。產(chǎn)生該故障的電氣原因有以下幾種：① 磁性元件脫落；② 六個霍爾元件同時全部損壞；③ 霍爾元件（見圖3-3）的供電和信號線路開路導(dǎo)致無電壓信號輸出。其中以第三種原因可能性最大。

38、因此找來電路圖，利用萬用表對霍爾元件的電氣線路的供電線路進(jìn)行檢查。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：刀架檢測線路端子排上的24V供電電壓為0V，其它線路均正常。以該線為線索沿線查找，發(fā)現(xiàn)從電氣柜引出的24V線頭脫落，接上后仍無反應(yīng)。由此判斷應(yīng)該是該線斷線造成故障。 解決方法：利用同規(guī)格導(dǎo)線替代斷線后，故障排除。 圖3-3 霍爾元件 3.2.2案例二： 一臺四刀位數(shù)控車床，發(fā)生一號刀位找不到，其它刀位能正常換刀的故障現(xiàn)象。 故障分析：由于只有一號刀找不到刀位，可以排除機(jī)械傳動方面的問題，確定是電氣方面的故障?？赡苁窃摰段坏幕魻栐捌渲車€路出現(xiàn)問題，導(dǎo)致該刀位信號不能輸送給PLC。對照電路

39、圖利用萬用表檢查后發(fā)現(xiàn)：1號刀位霍爾元件的24V供電正常，GND線路為正常，T1信號線正常。因此可以斷定是霍爾元件損壞導(dǎo)致該刀位信號不能發(fā)出。 解決方法：更換新的霍爾元件后故障排除，一號刀正常找到。 3.2.3案例三： 一臺配有FANUC-0imate系統(tǒng)大連機(jī)床廠的六刀位車床，選刀正常但是當(dāng)所選刀位到位之后不能正常鎖緊。系統(tǒng)報警：換刀超時。 故障分析：刀架選刀正常，正轉(zhuǎn)正常，就是不能反向鎖緊。說明蝸輪蝸桿傳動正常，初步定為電氣線路問題。在機(jī)床刀架控制電氣原理圖上，發(fā)現(xiàn)刀具反向鎖緊到位信號是由一個位置開關(guān)來控制發(fā)出的，是不是該開關(guān)即周圍線路存在問題呢？為了確認(rèn)這個故障原因，打開刀架的頂

40、蓋和側(cè)蓋，利用萬用表參照電路圖檢查線路，發(fā)現(xiàn)線路未有開路和短路，通過用手按動刀架反向鎖緊位置開關(guān)未動作。于是重新?lián)Q刀一次來觀察一下，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：果然擋塊未運(yùn)動到位。于是把擋塊螺栓擰緊，試換刀一次正常。再換一次刀，原故障又出現(xiàn)了，同時發(fā)現(xiàn)蝸桿端的軸套打滑并且爬升現(xiàn)象。難道是它造成了電機(jī)反轉(zhuǎn)鎖緊時位置開關(guān)的擋塊不到位，，于是把該軸套進(jìn)行了軸向定位處理，將刀架頂蓋裝好。結(jié)果刀架鎖緊正常了。 解決辦法：對軸套進(jìn)行軸向定位故障解決。 　　 致謝 三年的讀

41、書生活在這個季節(jié)即將劃上一個句號，而于我的人生卻始終只是一個逗號，我將面對又一次征程的開始。三年的求學(xué)生涯在師長和親友的大力支持下，走的辛苦也收獲滿囊，在畢業(yè)論文即付梓之際，思緒萬千，心情久久不能平靜。偉人名人為我所崇拜，可是我更急切地要把握的敬意和贊美獻(xiàn)給一位平凡的人，我的老師。我不是您最出色的學(xué)生，而您卻是我最尊敬的師長。您以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)，深邃的思想，雄闊的視野，為我營造了一種良好的精神氛圍。授人以魚不如受人以漁，置身其間，耳濡目染，是我樹立了宏偉的學(xué)術(shù)目標(biāo)，領(lǐng)會了基本的思考方式，從論文的選定和論文的寫作指導(dǎo)都離不開指導(dǎo)老師的悉心點撥。 感謝我的爸媽，在我的求學(xué)路上給與的支持和鼓勵，你們的

42、健康快樂是我最大的心愿。 在這次畢業(yè)論文即將完成之際，我向各位師長，同學(xué)們至以真誠的感謝！ 參考文獻(xiàn) [1]　陳桂芬　機(jī)械制圖與計算機(jī)繪圖 西安電子科技大學(xué)出版年社　　2006; [2] 姚道如 數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修 中國電力出版社 2008; [3] 數(shù)控刀架故障維修畢業(yè)設(shè)計例文 豆丁網(wǎng) ； [4] 曹琰 數(shù)控機(jī)床應(yīng)用與維修 北京：電子工業(yè)出版社 1994; [5] 孫慧平 數(shù)控機(jī)床調(diào)試安裝技術(shù) 2008.8 [6] 陳子銀 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用 2007.7 [7] 杜增輝 數(shù)控機(jī)床故障維修技術(shù)與實例 2009.2 [8] 盧斌 數(shù)控機(jī)床及其維修 機(jī)械工業(yè)出版社 2010 - 21 -