数控车床LDB4电动刀架常见的故障诊断与维修

朱显明+邹存和

摘要结合数控车床LDB4电动刀架的工作原理，对数控机床刀架部分在使用中出现的故障现象进行系统分析，针对不同的故障原因，提出相应的诊断和维修方法。

关键词数控车床LDB4故障诊断与维修

基金项目：黑龙江省职业教育学会教学改革重点项目《数控技术专业校企合作办学模式的应用研究》，课题编号GZ0123的阶段性成果

0引言

数控车床是一种高效的自动化生产设备，降低数控车床故障率，缩短维修时间，提高车床利用率是十分重要的工作。在数控车床中，刀架类故障比较常见。本文以LDB4系列电动刀架为例，对其机械结构及换刀过程进行阐述，并以生产实践中常见故障进行分析，找出故障原因并总结出最佳维修方案。

1电动刀架的工作原理

LDB4系列电动刀架其特点采用了由销盘、内端齿、外端齿组合成的三端齿定位机构，该机构实现了上刀体转位时无需抬起，从而排除了冷却液及切削对刀架转位时的侵扰，彻底可靠地解决了刀架的密封问题。LDB4电动刀架机械结构组成如图1所示。

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；弱电部分主要由位置传感器——发讯盘构成。发讯盘采用霍尔传感器发讯，刀架电气控制线路如图2所示。

电动刀架为四工位，每个刀位对应一个刀位到位信号，当刀架运动经过工位时，发出相应的控制信号，使电机反转，对销反靠，双端齿精定位，螺纹升降夹紧，电机运动停止。数控刀架转到工位时，由安装在刀架内部的霍尔传感器检测刀架到位信号，刀架信号输出端由高电平转到低电平，由信号采集电路对这一瞬时信号进行采集和保持，输出相对应的工位信号（高电平信号），相应的中间继电器线圈得电工作，使刀架反转夹紧。

2电动刀架常见的故障诊断与维修方法

电动刀架在使用过程中由于频繁地转动，所以故障率较高，主要表现为刀架不转动、转动不停、锁不紧及由于刀架问题引发的加工质量问题。下面以工作中遇到的实例进行分析，说明刀架的常见故障及维修方法。

2.1刀架的上刀体不转动

这类故障一般是由于刀架电机的电源问题及刀架的机械部分引起的。首先查看电机三相电源线相序是否接反，如果是应该立即切断电源调整相序，如果长时间继续工作容易烧毁电机；其次测量电源电压值是否偏低，如果是应该等电源电压正常后再使用；最后在排除电气部分故障之后就应该重点查看电机内部结构，可能电机卡死或电机损坏。

2.2刀架的上刀体连续转动不停或在某一个刀位不停

这类故障一般都与发讯盘故障有关，都属于检测部分故障。首先查看发讯盘电源是否正常；其次查看霍尔元件、磁钢的位置安装及电气连接是否正确；最后应该检查系统PLC各项参数是否正确。对于某一个刀位转动不停，按照上述只检查该刀位的相关问题即可。

2.3刀架反转后锁不紧

这类故障一般与反转控制时间及相应的电气部分有关。首先检查反转控制时间与机床标准参考进行比较，有问题及时修改；其次查看反转控制电气部分接线是否接触不良，应进行紧固调整；最后查看刀架的机械部分。

2.4换刀位置不到或者超过

这类故障一般与检测装置及机床动作控制程序有关。首先检查磁钢在圆周方向相对霍尔元件的位置是靠前或者靠后，进行调整；其次查看机床动作控制程序

中，修改或者删除在刀架电机正转停止和刀架电机反转开始之间的延时。

2.5工件的加工表面出现波纹

这类故障一般与刀架是否锁紧及车刀的安装是否牢固有关系。锁紧问题按照前面方法检修维修；对于车刀安装问题进行紧固即可。

3结束语

电动刀架故障频发，原因涉及较广，对维修人员要求也较高。在理论知识充足，专业技能过硬的情况下，多与操作者沟通，注意平时的使用保养维护，降低故障的发生。本文结合笔者在工作中遇到的实际故障进行分析，希望能给读者带来一定的参考和借鉴。

参考文献：

[1]谈治国.数控车床四工位刀架的维修[J].金属加工，2010（5）.

[2]张友.数控车床四工位电动刀架电气故障排查实例分析[J].制造业自动化，2010（6）.

[3]孙延娟，张鑫.浅谈华中数控车床四方电动刀架故障诊断与维修[J].中国新技术新产品,2012（1）.（02）1.上盖 2.发讯盘 3.小螺母 4.磁钢座 5.大螺母 6.止退圈 7.离合盘 8.离合销 9.反靠销 10.销盘 11.上刀体 12.连接座 13.下刀体 14.中轴 15.涡轮 16.外端齿盘 17.反靠盘 18.内端齿盘 19.螺杆 20.销 21.磁钢

图1LDB4电动刀架机械结构图2四工位刀架电气控制线路

摘要结合数控车床LDB4电动刀架的工作原理，对数控机床刀架部分在使用中出现的故障现象进行系统分析，针对不同的故障原因，提出相应的诊断和维修方法。

关键词数控车床LDB4故障诊断与维修

基金项目：黑龙江省职业教育学会教学改革重点项目《数控技术专业校企合作办学模式的应用研究》，课题编号GZ0123的阶段性成果

0引言

数控车床是一种高效的自动化生产设备，降低数控车床故障率，缩短维修时间，提高车床利用率是十分重要的工作。在数控车床中，刀架类故障比较常见。本文以LDB4系列电动刀架为例，对其机械结构及换刀过程进行阐述，并以生产实践中常见故障进行分析，找出故障原因并总结出最佳维修方案。

1电动刀架的工作原理

LDB4系列电动刀架其特点采用了由销盘、内端齿、外端齿组合成的三端齿定位机构，该机构实现了上刀体转位时无需抬起，从而排除了冷却液及切削对刀架转位时的侵扰，彻底可靠地解决了刀架的密封问题。LDB4电动刀架机械结构组成如图1所示。

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；弱电部分主要由位置传感器——发讯盘构成。发讯盘采用霍尔传感器发讯，刀架电气控制线路如图2所示。

电动刀架为四工位，每个刀位对应一个刀位到位信号，当刀架运动经过工位时，发出相应的控制信号，使电机反转，对销反靠，双端齿精定位，螺纹升降夹紧，电机运动停止。数控刀架转到工位时，由安装在刀架内部的霍尔传感器检测刀架到位信号，刀架信号输出端由高电平转到低电平，由信号采集电路对这一瞬时信号进行采集和保持，输出相对应的工位信号（高电平信号），相应的中间继电器线圈得电工作，使刀架反转夹紧。

2电动刀架常见的故障诊断与维修方法

电动刀架在使用过程中由于频繁地转动，所以故障率较高，主要表现为刀架不转动、转动不停、锁不紧及由于刀架问题引发的加工质量问题。下面以工作中遇到的实例进行分析，说明刀架的常见故障及维修方法。

2.1刀架的上刀体不转动

这类故障一般是由于刀架电机的电源问题及刀架的机械部分引起的。首先查看电机三相电源线相序是否接反，如果是应该立即切断电源调整相序，如果长时间继续工作容易烧毁电机；其次测量电源电压值是否偏低，如果是应该等电源电压正常后再使用；最后在排除电气部分故障之后就应该重点查看电机内部结构，可能电机卡死或电机损坏。

2.2刀架的上刀体连续转动不停或在某一个刀位不停

这类故障一般都与发讯盘故障有关，都属于检测部分故障。首先查看发讯盘电源是否正常；其次查看霍尔元件、磁钢的位置安装及电气连接是否正确；最后应该检查系统PLC各项参数是否正确。对于某一个刀位转动不停，按照上述只检查该刀位的相关问题即可。

2.3刀架反转后锁不紧

这类故障一般与反转控制时间及相应的电气部分有关。首先检查反转控制时间与机床标准参考进行比较，有问题及时修改；其次查看反转控制电气部分接线是否接触不良，应进行紧固调整；最后查看刀架的机械部分。

2.4换刀位置不到或者超过

这类故障一般与检测装置及机床动作控制程序有关。首先检查磁钢在圆周方向相对霍尔元件的位置是靠前或者靠后，进行调整；其次查看机床动作控制程序

中，修改或者删除在刀架电机正转停止和刀架电机反转开始之间的延时。

2.5工件的加工表面出现波纹

这类故障一般与刀架是否锁紧及车刀的安装是否牢固有关系。锁紧问题按照前面方法检修维修；对于车刀安装问题进行紧固即可。

3结束语

电动刀架故障频发，原因涉及较广，对维修人员要求也较高。在理论知识充足，专业技能过硬的情况下，多与操作者沟通，注意平时的使用保养维护，降低故障的发生。本文结合笔者在工作中遇到的实际故障进行分析，希望能给读者带来一定的参考和借鉴。

参考文献：

[1]谈治国.数控车床四工位刀架的维修[J].金属加工，2010（5）.

[2]张友.数控车床四工位电动刀架电气故障排查实例分析[J].制造业自动化，2010（6）.

[3]孙延娟，张鑫.浅谈华中数控车床四方电动刀架故障诊断与维修[J].中国新技术新产品,2012（1）.（02）1.上盖 2.发讯盘 3.小螺母 4.磁钢座 5.大螺母 6.止退圈 7.离合盘 8.离合销 9.反靠销 10.销盘 11.上刀体 12.连接座 13.下刀体 14.中轴 15.涡轮 16.外端齿盘 17.反靠盘 18.内端齿盘 19.螺杆 20.销 21.磁钢

图1LDB4电动刀架机械结构图2四工位刀架电气控制线路

摘要结合数控车床LDB4电动刀架的工作原理，对数控机床刀架部分在使用中出现的故障现象进行系统分析，针对不同的故障原因，提出相应的诊断和维修方法。

关键词数控车床LDB4故障诊断与维修

基金项目：黑龙江省职业教育学会教学改革重点项目《数控技术专业校企合作办学模式的应用研究》，课题编号GZ0123的阶段性成果

0引言

数控车床是一种高效的自动化生产设备，降低数控车床故障率，缩短维修时间，提高车床利用率是十分重要的工作。在数控车床中，刀架类故障比较常见。本文以LDB4系列电动刀架为例，对其机械结构及换刀过程进行阐述，并以生产实践中常见故障进行分析，找出故障原因并总结出最佳维修方案。

1电动刀架的工作原理

LDB4系列电动刀架其特点采用了由销盘、内端齿、外端齿组合成的三端齿定位机构，该机构实现了上刀体转位时无需抬起，从而排除了冷却液及切削对刀架转位时的侵扰，彻底可靠地解决了刀架的密封问题。LDB4电动刀架机械结构组成如图1所示。

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；弱电部分主要由位置传感器——发讯盘构成。发讯盘采用霍尔传感器发讯，刀架电气控制线路如图2所示。

电动刀架为四工位，每个刀位对应一个刀位到位信号，当刀架运动经过工位时，发出相应的控制信号，使电机反转，对销反靠，双端齿精定位，螺纹升降夹紧，电机运动停止。数控刀架转到工位时，由安装在刀架内部的霍尔传感器检测刀架到位信号，刀架信号输出端由高电平转到低电平，由信号采集电路对这一瞬时信号进行采集和保持，输出相对应的工位信号（高电平信号），相应的中间继电器线圈得电工作，使刀架反转夹紧。

2电动刀架常见的故障诊断与维修方法

电动刀架在使用过程中由于频繁地转动，所以故障率较高，主要表现为刀架不转动、转动不停、锁不紧及由于刀架问题引发的加工质量问题。下面以工作中遇到的实例进行分析，说明刀架的常见故障及维修方法。

2.1刀架的上刀体不转动

这类故障一般是由于刀架电机的电源问题及刀架的机械部分引起的。首先查看电机三相电源线相序是否接反，如果是应该立即切断电源调整相序，如果长时间继续工作容易烧毁电机；其次测量电源电压值是否偏低，如果是应该等电源电压正常后再使用；最后在排除电气部分故障之后就应该重点查看电机内部结构，可能电机卡死或电机损坏。

2.2刀架的上刀体连续转动不停或在某一个刀位不停

这类故障一般都与发讯盘故障有关，都属于检测部分故障。首先查看发讯盘电源是否正常；其次查看霍尔元件、磁钢的位置安装及电气连接是否正确；最后应该检查系统PLC各项参数是否正确。对于某一个刀位转动不停，按照上述只检查该刀位的相关问题即可。

2.3刀架反转后锁不紧

这类故障一般与反转控制时间及相应的电气部分有关。首先检查反转控制时间与机床标准参考进行比较，有问题及时修改；其次查看反转控制电气部分接线是否接触不良，应进行紧固调整；最后查看刀架的机械部分。

2.4换刀位置不到或者超过

这类故障一般与检测装置及机床动作控制程序有关。首先检查磁钢在圆周方向相对霍尔元件的位置是靠前或者靠后，进行调整；其次查看机床动作控制程序

中，修改或者删除在刀架电机正转停止和刀架电机反转开始之间的延时。

2.5工件的加工表面出现波纹

这类故障一般与刀架是否锁紧及车刀的安装是否牢固有关系。锁紧问题按照前面方法检修维修；对于车刀安装问题进行紧固即可。

3结束语

电动刀架故障频发，原因涉及较广，对维修人员要求也较高。在理论知识充足，专业技能过硬的情况下，多与操作者沟通，注意平时的使用保养维护，降低故障的发生。本文结合笔者在工作中遇到的实际故障进行分析，希望能给读者带来一定的参考和借鉴。

参考文献：

[1]谈治国.数控车床四工位刀架的维修[J].金属加工，2010（5）.

[2]张友.数控车床四工位电动刀架电气故障排查实例分析[J].制造业自动化，2010（6）.

[3]孙延娟，张鑫.浅谈华中数控车床四方电动刀架故障诊断与维修[J].中国新技术新产品,2012（1）.（02）1.上盖 2.发讯盘 3.小螺母 4.磁钢座 5.大螺母 6.止退圈 7.离合盘 8.离合销 9.反靠销 10.销盘 11.上刀体 12.连接座 13.下刀体 14.中轴 15.涡轮 16.外端齿盘 17.反靠盘 18.内端齿盘 19.螺杆 20.销 21.磁钢

图1LDB4电动刀架机械结构图2四工位刀架电气控制线路