数控斜床身车床液压刀架换刀故障修复

【摘 要】我公司有一台数控斜床身车床，使用FANUC 0i―TD系统，采用液压式刀架，提供了12把刀位，是专门用来加工液压油缸的。由于液压油缸是成批量生产，基本是24小时不间断的运行，而且加工过程中，需要经常换刀，再加上切削力和各激振力及其它外界因素的影响，致使刀架在使用时容易出现各种各样的故障，非常耽误生产。通过本文来主要介绍它的工作原理及其修复的方式方法，做到掌握并保证刀架在出现故障时，能迅速解决故障，保证正常运行。

【关键词】数控；检测；故障现象

1 刀架与刀架内部检测感应开关简介

该刀架采用液压马达驱动方式，有静音、扭力大、高速、换刀速度快、换刀精确等特点；并通过刀架内部6只感应开关来实现换刀定位动作（图1）。

图1

（1）Sensor A、SensorB、SensorC、SensorD：刀位检测感应开关，只供刀位检测，不做任何动作的启动信号。

（2）SensorE：为刀架停止转动与锁紧感应开关，有刀位检测的功能，当每换一把刀就感应一次，并且传递给PMC程序中一个数刀信号；当SensorE感应到刀架已旋转至所需刀位时，便控制刀架旋转电磁阀断电，使刀架停止旋转，并启动刀架锁紧电磁阀，以确保刀架锁紧。

（3）SensorF：为刀架松开/锁紧检测感应开关，对刀架松开/锁紧电磁阀控制的刀架松开/锁紧动作进行感应，没有感应时，即刀架已松开脱离，此时才可启动刀架旋转；SensorF感应时，即刀架已锁紧，此时完成换刀动作。

在该机床PMC程序中，有记忆每一刀位信号组合的控制程序，通过刀架内的6只感应接近开关的检测反馈，实现选刀时控制刀架正反转电磁阀的就近选刀动作。

2 刀架动作原理

例如，由1号刀换至4号刀。

步骤1：松开电磁阀通电动作，刀架松开。

步骤2：确认SensorF没有感应，刀架正反转电磁阀通电动作，油压马达旋转。

步骤3：开始检测刀位信号（注意：SensorE于1，2，3号刀位均会感应，但未到达4号刀位时，不做锁紧动作），在到达4号刀位时，SensorE一感应即控制刀架正反转电磁阀断电，刀架停止旋转同时刀架锁紧电磁阀通电动作，使刀架锁紧。

步骤4：SensorF感应到后即完成换刀动作。

3 故障实例

（1）故障现象：换刀后，刀架连续运动，不停止。

故障分析：首先检查刀位检测感应开关位置是否松动偏出，其次是检查刀位检测感应开关与挡块距离是否在检测的范围内，最后检查刀位检测感应开关是否有感应反应。

故障排除：在打开刀架外罩后，仔细观察刀位检测感应开关并试车查看所犯故障现象，经过检查发现是刀架频繁换刀和其他外在振动因素造成刀位检测感应开关有些松动且偏出与挡块所对应的位置，引起此故障的发生，在多次调整并试车后，故障排除。

（2）故障现象：换刀后，刀架转至选到后，不锁定。

故障分析：通过此故障现象要先检查并确定刀位检测感应开关和刀架松开/锁紧检测感应开关是否都在正确的位置距离上，然后再检查刀架推出是否顺畅及定位电磁阀线圈是否良好，定位电磁阀线圈电压DC24V是否正常。

故障排除：检查刀位检测感应开关和刀架松开/锁紧检测感应开关的位置距离，未发现有窜动；用金属片去接触各检测感应开关，各检测感应开关上部的指示灯都有亮光，并通过查看PMC，也都有信号反馈。排除了各检测感应开关有故障的可能性后，就怀疑到了电磁阀线圈，测量电磁阀线圈电阻值正常，再次试车，测量电磁阀线圈电压，发现DC24V电压不稳定，查阅机床电气原理图时，发现其前端有一个继电器控制，检查发现继电器内部触点不良，在换了一个新的继电器后，故障排除。

（3）故障现象：换刀时刀架转动不是就近选刀。

故障分析：在发出换刀指令时，由SensorE刀位检测感应开关在通过检测相应刀位后计算并控制马达正转电磁阀和反转电磁阀，实现就近选刀，所以要从SensorE刀位检测感应开关检查；其次再检查马达正转电磁阀和反转电磁阀的控制电路，如果电磁阀控制电路接法错误也能造成此故障发生。

故障排除： 在判断SensorE刀位检测感应开关完好的情况下，就重点检查控制马达的电磁阀，通过现场的机床操作人员叙述，知道了设备保养人员刚刚对机床做过保养维护，并且动过控制马达正反转的电磁阀，经检查发现，是电磁阀线路接错，导致此故障的发生，在恢复好线路后，故障排除。

（4）故障现象：换刀时，刀架转动不顺或中途停止。

故障分析：在确定各检测感应开关和控制电路都正常的情况下，多数情况下是液压和机械这部分有故障；所以侧重点是先检查机械，确定机械各个部分配合是否完好，有无干涉之处；其次检查液压系统，确认液压站油箱里的液压油是否在规定的容量范围内；在试车时，注意压力表的压力指针是否平稳；清洗相应的液压换向阀，检查是否由于流量不畅通造成的刀架转动不顺或中途停止。

故障排除：检查各检测感应开关和控制电路，确定了没有故障，这样电气故障就可以排除了；基本确定是由机械或液压系统所引起的故障，由于刀架机械结构比较复杂，在维修之前，先查阅和掌握机床说明书中的机械结构及组成，在维修过程中，经反复试车检查机械动作，拆卸并测量刀架旋转轴与轴套的尺寸配合正常，通过目测未发现有机械干涉和机械配合不当之处，机械故障也排除了；最终怀疑到了是液压系统出现了问题导致刀架转动不顺或有时中途停止，按照机床说明书中的液压原理图，一步一步检修液压原件和液压油路，最终发现在换刀马达前端的液压油管接头处堆积了一些异物导致液压油路不畅通，在清理异物后，故障排除。

4 结语

通过以上的介绍，当数控机床刀架出现故障时，首先要先弄清工作原理，确定动作的条件及顺序，然后根据故障现象，要对症维修，这样就能少走弯路，减少故障发生率，确保设备正常运转，不耽误生产任务。

参考文献：

[1]邱先念.数控机床故障诊断及维修[J].设备管理与维修，2010（01）.