数控车床刀塔故障探究
2020-12-23 来源： 宿州职业技术学院 作者：陈圣文
摘要：数控车床是一种在机电领域运用的比较广泛的技术设备，这种设备往往使用频率很高，而且使用过程中对车床自身的质量要求很高，需要具备良好的准确性以及定位功能才能顺利地实现工程任务。 而一个相对简易的数控车床刀架就有四工位、六工位这两种形式，一共有十二工位的刀塔可以实现正向乃至反向的旋转操作。 这样的刀塔组件通常是一个数控车床的重要组成部件之一，也在日常的使用过程中扮演着重要的角色。 本文探究了数控车床刀故障发生的原因，并提出了相关解决方案，仅供参考。
关键词：数控车床；刀塔；故障分析
刀塔是在数控车床中发挥着重要作用的部件之一， 同时也是数控车床发挥作用的最基础的部件之一。 从最初数控机床被研发出来，一直到机床技术趋于成熟的今天，刀塔一直都是数控车床的重要部件，对数控车床发挥着重要作用。 可以说刀塔的质量好坏直接关系整个数控车床的质量优劣， 刀塔能否正常工作也关系到整个数控车床能否正确发挥作用。 从这两个方面就不难看出刀塔扮演的重要角色， 同时更不用说刀塔的重要性。 因此，正确认识刀塔的工作性质，了解刀塔的重要程度，对后续的数控车床技术开展和落实有很大的辅助作用。
1 、简易数控车床的四工位刀架
1.1 工作原理
对数控车床的刀架而言，其本身属于四工位刀架，这种刀架的主要构成部件有电机、涡轮、蜗杆结构、霍尔元件定位系统等，这些复杂的元件结构构成最终形成的一种逻辑性组件。 其运行过程中通常都由蜗杆带动螺杆，形成基础动力，进而借助连杆运动以及复杂的链尺运动形成动力传输装置。 这种装置的好处就是确保能量的大规模利用，并且不会产生额外的浪费。 而当上盖圆盘转动的角度超过 270 度时整个圆柱形的销体就会落入直槽，形成对直槽的变相推动，进而带动下一步的上刀体转动[1]。
这样的转动逻辑一方面确保整个系统内部呈现一个较为稳定的结构，同时又不会对下一步的工程进展有严重的干扰。 放在刀架来看就是既满足了当前轴体的转动，同时又降低了轴体转动对下一步刀位寻找的影响，便于保持稳定的动力输出，确保工作稳定。
1.2 常见故障及分析
在实际的使用过程中最容易出现的故障就是刀架无法正常启动。 这种问题带来的后果十分严重，且往往都是由于使用的时间太长，使上盖的整体密封性严重破损，令冷却液缓慢滴入刀架内部，阻塞了机器的正常运转，造成后续工程的困难开展。 这种状况的检测方法一般都是用六方扳手， 将扳手插入刀架的螺杆前段，倘若难以轻松转动，很可能是螺杆发生锈迹或者内部产生卡顿，这种状况基本上可以断定整个机械内部呈现卡死状态。 而如果在扳手转动的过程中能轻而易举地实现对螺杆 前 段 的 扭动，在一定角度的修正后机器就可以实现正常的工作。 这也是借助扳手实现简单的故障诊断的方式[2]。
然而由于冷却液或者油污长期积累造成的阻塞状态， 单纯依据一般的检测模式很难初步确定，还是需要对整个车床进行拆除检修，便于清理各个位置的冷却液锈迹以及长期造成的机械油污。
2、 复杂数控车床的故障探究
2.1 工作原理
相较于简单数控车床而言， 复杂的数控车床多出了时序板块关系。 这个时序关系在运用的过程中往往起到整个数控车床的辅助和逻辑调动角色， 辅佐刀具出现的位置是否和预想的位置一致，提升数控技术的准确性。 而且在启动电机的过程中有一个简单的方向判断程序， 整个程序可以帮助工作人员进行简单的方向判断，节省工作人员进行方向矫正的时间。 而信号开关方面出现变动时内部的 PLC 程序监管系统则自发性的激活， 记录信号变动的时间以及具体的操作，并且针对电机运转、停止的时间进行数据分析，确保启动的流程是否正确[3]。
2.2 常见故障分析
不同于简单的数控车床， 在复杂数控车床方面出现最频繁的问题就是刀塔的未锁紧报警。 由于刀塔自身工作性质的特殊性，促使每次工作完成后都需要进行上锁操作。 这一步不单是对机械的正常操作，同时也是对工作人员自身安全的保障。 但实际使用的过程中经常出现由于刀塔没有锁紧， 但按照正常的预备流程没有锁紧的状态下需要自发性报警， 进而引起工作人员的重视[4]。
针对这一问题的解决办法也很简单，那就是单独针对断电、未锁紧形成一套单独的处理程序，在断电时使整个机器自发性的进行锁紧操作。 这样一个解决方式不但可以实现车床的初步自主化，更对操作人员的安全问题起到很好的保障作用。
3、 结束语
总的来说，现在车床刀塔技术故障出现地较为频繁，解决这种故障最主要的办法还是从根源找起， 找到出现这种状况的根源问题，从根源问题方面进行实际解决。 而且由于当前中国在数控车床方面发展和延伸的时间尚且比较短， 远不如那些数控大国发展得高端， 因此在未来的发展道路上还有很长一段路需要走，这也是下一步发展的目标和方向。
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