LD4电动刀架故障排除的几种方法

【摘要】： LD4刀架是4工位简易型电动刀架，目前，广泛应用于数控车床及实验装置中。本文主要介绍了LD4型电动刀架的工作原理、调试、安装、电气控制说明、针对其常见的几种故障现象进行分析并提出排除方法。

【关键词】： 电动刀架 工作原理 故障分析、排除方法

【分类号】：TG519.1

一、工作原理

数控机床发出换刀信号，继电器动作，电动机正转，通过蜗轮蜗杆及螺杆将上刀体抬升至一定高度时，由离台盘带动定位销，定位销带动上刀体旋转到所需刀位，霍尔元件电路发出刀位到位信号，电机反转，反靠销初定位，上刀体下降，齿牙盘啮合，完成精定位动作，并使刀架锁紧，锁紧时间到，切断电源，电机停转，向数控系统发出换刀完成信号。

二、调试

刀架使用前应试运转，试运转时刀架应能灵活、轻松、无异常声音，以及不到位或过冲现象。

在首次通电后，发现有异常现象如电机起不动、刀台连转不停（抬起时） ，应立即关闭电源，查找原因进行排除解决。

三、安装

置刀架于机床中拖板上（改装的则去掉小拖板） ，用内六角扳手转动轴承盖孔内六角，使刀架转动约45°，配打压装螺孔，清洁安装表面，配上安装螺钉，固定刀架即可。

四、电气控制说明

电动刀架的电气控制分强电和弱电两部分，强电部分由三相电源驱动三相交流异步电动机正、反向旋转，从而实现电动刀架的松开、转位、锁紧等动作。弱电部分由位置传感器（霍尔元件） 组成，每一个霍尔元件对应于电动刀架的一个刀号，根据数控系统控制电动刀架的方式不同，霍尔元件的接线方式也不同，现以数控系统GSK980TD，四工位刀架为例加以说明：

图1 刀架主电路 图2 刀架接触器控制电路

图3 中间继电器控制电路 图4 发信盘与数控系统的连接

五、常见故障分析及排除方法

1.换刀时，刀架不转，电机无响声

KM4吸合，KM5不吸合，此时刀架正反转接触器工作正常，观察刀架电机是否有响声。若无响声则为电源U、V、W没有接通到电机，检查KM4、KM5主电路是否有380V电压进入到电机。

KM4不吸合，KM5不吸合，则检查KA3、KA4是否有动作，检查图2 、图3、图4电路，找出原因。

2.换刀时，刀架不转，电机有响声

刀架不仅没有抬起的动作，反而下压，而且电动机有响声。此时应及时按下停止按钮，使电机处于断电状态，检查KM4、KM5电源相序，重新正确接线即可。

电动机相序接反，尤其在调试阶段在不能确定相序情况下，很容易发生这类故障现象.此时电动机处于堵转状态，时间长容易毁坏，应立刻停机，变换相序排除故障。

3.换刀时，刀架有上抬趋势，但刀架不能抬起

换刀时，刀架没有下压，有上台的趋势，但是刀架不能转动，则为刀架夹紧力过大。可用内六角扳手插入蜗杆端部，如顺时针用力可转动，但下次夹紧后仍不能启动，则可将电动机夹紧时间（进入数控系统设置）稍调小。如顺时针转不动时，属于机械卡死，应拆卸对症查找：1.观察夹紧位置，要检查反靠定位销是否在反靠槽内，如定位销在反靠槽内，说明装配刀架时，没有拧紧，应调重新装配； 2检查情况，如因不良造成旋转零件研死，应拆开处理。

4.刀架连续运转、到位不停

由于刀架能够连续运转，所以，机械方面出现故障的可能性较小，主要应从电气方面检查，根据刀架电气控制原理分析，发出换刀信号后，电动机正转，刀架运转选刀；当输入接口CN61检测到刀架到位信号后，电动机反转，刀架锁紧定位。由此可见，故障原因出在刀位检测环节，应检查是某号刀不能定位还是所有刀号都不能定位，以快速排除故障.

5.某号刀不能定位，而其余刀号都正常

故障原因是输入口没有接收到该刀的到位信号，检查该刀位霍尔元件是否正常、刀位反馈线是否断路.

如手动换刀时，发出换刀信号后，刀架旋转30秒后，停在任意位置。此时可改用自动换刀，当其余刀号都可换刀成功，说明某一刀号断线或霍尔检查元件损坏。

根据数控系统输入接口CN61的刀位信号，检查X1.7、X2.0、X2.1、X2.2的值是否有0、1的变化，若4个信号中有一个点（X1.7）的值不会发生0、1的变化，其余三个（X2.0、X2.1、X2.2）有0、1的变化，根据图4刀架发信盘与数控系统的连接，则可判别为1号刀位断线或1号刀位的霍尔检测元件损坏。

如何快速检测是断线还是霍尔元件损坏，可用交换的方法。在发信盘中把检测1号刀、2号刀的连接线调换，即在图4中，把黄色线与2号霍尔元件连接，橙色线与1号霍尔元件连接，在自动换刀模式下输入T0202，如果此时刀架上1号刀换刀成功，说明是黄色线断了；如果1号刀换刀不成功，则1号霍尔检测元件坏了。

6换刀时，所有刀号均不能定位

此类现象多为发信盘、电源线（+24V、0V）断路或接触不良、磁钢掉落所致.

自动换刀时，T01、T02、T03、T04信号发出后，刀架连续运转，刀位不停。此时可调出数控系统的诊断界面，查看X1.7、X2.0、X2.1、X2.2的值，输入信号没有0和1的变化。在发信盘中，如24V、0V工作正常的情况下（也有可能是发信盘工作电源24V没有输入，致使刀位没有检测信号），数控系统得不到刀号反馈信号，则应判断为发信盘与输入接口CN61之间断线或霍尔元件损坏。霍尔元件可以单个更换，如不能单个更换的则整个发信盘更换，更换之后，故障可排除。

7刀架定位不准

检查发信盘夹紧螺母是否松动，若松动，则重新调整，然后锁紧螺母。

手动换刀时，刀架有抬起，但锁紧后，换刀不成功，还是原来刀号，或者一次换两个刀号。这两种情况都有可能是磁钢与发信盘错位，从新调整即可。

刀架能转动，锁紧停下，说明控制部分正常，故障出在发信盘.由于发信盘偏移了原来位置，当刀架未到或超过正确刀位时，发信盘就发出到位信号至输入接口，修复时先松开螺母，调整发信盘位置，然后紧固发信盘。

8.刀架不能正常夹紧

出现该故障时，首先观察接触器KM5能否正常吸合。若不能吸合，用万用表检查其相应线路继电器是否能正常工作，触点接触是否可靠；若KM5能否正常吸合，则检查反转锁紧时间是否足够，仍不能排除，则应考虑是否刀架内部机械配合松动.有时会出现由于内齿盘上有碎屑造成夹紧不牢而使定位不准，此时，应调整其机械装配并清洁内齿盘。

熟悉以上检查方法及解决措施，对于及时、有效地找到病源，对症下药，迅速排除故障至关重要。当然，除此之外，还可能出现其它意外故障.在掌握上述方法的基础上，通过对刀架换刀原理的分析，其它故障能就果循因，加以排除。

参考文献

[1] LD4系列电动刀架产品说明书.常州市亚兴数控设备有限公司

[2] GSK 980TD车床CNC 使用手册[安装与调试篇].广州数控设备有限公司

[3]韩鸿鸾.荣维芝 数控机床结构与维修 2004