數(shù)控車床刀塔故障探究
2020-12-23 來源： 宿州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 作者：陳圣文
摘要：數(shù)控車床是一種在機電領(lǐng)域運用的比較廣泛的技術(shù)設(shè)備，這種設(shè)備往往使用頻率很高，而且使用過程中對車床自身的質(zhì)量要求很高，需要具備良好的準確性以及定位功能才能順利地實現(xiàn)工程任務(wù)。 而一個相對簡易的數(shù)控車床刀架就有四工位、六工位這兩種形式，一共有十二工位的刀塔可以實現(xiàn)正向乃至反向的旋轉(zhuǎn)操作。 這樣的刀塔組件通常是一個數(shù)控車床的重要組成部件之一，也在日常的使用過程中扮演著重要的角色。 本文探究了數(shù)控車床刀故障發(fā)生的原因，并提出了相關(guān)解決方案，僅供參考。
關(guān)鍵詞：數(shù)控車床；刀塔；故障分析
刀塔是在數(shù)控車床中發(fā)揮著重要作用的部件之一， 同時也是數(shù)控車床發(fā)揮作用的最基礎(chǔ)的部件之一。 從最初數(shù)控機床被研發(fā)出來，一直到機床技術(shù)趨于成熟的今天，刀塔一直都是數(shù)控車床的重要部件，對數(shù)控車床發(fā)揮著重要作用。 可以說刀塔的質(zhì)量好壞直接關(guān)系整個數(shù)控車床的質(zhì)量優(yōu)劣， 刀塔能否正常工作也關(guān)系到整個數(shù)控車床能否正確發(fā)揮作用。 從這兩個方面就不難看出刀塔扮演的重要角色， 同時更不用說刀塔的重要性。 因此，正確認識刀塔的工作性質(zhì)，了解刀塔的重要程度，對后續(xù)的數(shù)控車床技術(shù)開展和落實有很大的輔助作用。
1 、簡易數(shù)控車床的四工位刀架
1.1 工作原理
對數(shù)控車床的刀架而言，其本身屬于四工位刀架，這種刀架的主要構(gòu)成部件有電機、渦輪、蝸桿結(jié)構(gòu)、霍爾元件定位系統(tǒng)等，這些復(fù)雜的元件結(jié)構(gòu)構(gòu)成最終形成的一種邏輯性組件。 其運行過程中通常都由蝸桿帶動螺桿，形成基礎(chǔ)動力，進而借助連桿運動以及復(fù)雜的鏈尺運動形成動力傳輸裝置。 這種裝置的好處就是確保能量的大規(guī)模利用，并且不會產(chǎn)生額外的浪費。 而當上蓋圓盤轉(zhuǎn)動的角度超過 270 度時整個圓柱形的銷體就會落入直槽，形成對直槽的變相推動，進而帶動下一步的上刀體轉(zhuǎn)動[1]。
這樣的轉(zhuǎn)動邏輯一方面確保整個系統(tǒng)內(nèi)部呈現(xiàn)一個較為穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，同時又不會對下一步的工程進展有嚴重的干擾。 放在刀架來看就是既滿足了當前軸體的轉(zhuǎn)動，同時又降低了軸體轉(zhuǎn)動對下一步刀位尋找的影響，便于保持穩(wěn)定的動力輸出，確保工作穩(wěn)定。
1.2 常見故障及分析
在實際的使用過程中最容易出現(xiàn)的故障就是刀架無法正常啟動。 這種問題帶來的后果十分嚴重，且往往都是由于使用的時間太長，使上蓋的整體密封性嚴重破損，令冷卻液緩慢滴入刀架內(nèi)部，阻塞了機器的正常運轉(zhuǎn)，造成后續(xù)工程的困難開展。 這種狀況的檢測方法一般都是用六方扳手， 將扳手插入刀架的螺桿前段，倘若難以輕松轉(zhuǎn)動，很可能是螺桿發(fā)生銹跡或者內(nèi)部產(chǎn)生卡頓，這種狀況基本上可以斷定整個機械內(nèi)部呈現(xiàn)卡死狀態(tài)。 而如果在扳手轉(zhuǎn)動的過程中能輕而易舉地實現(xiàn)對螺桿 前 段 的 扭動，在一定角度的修正后機器就可以實現(xiàn)正常的工作。 這也是借助扳手實現(xiàn)簡單的故障診斷的方式[2]。
然而由于冷卻液或者油污長期積累造成的阻塞狀態(tài)， 單純依據(jù)一般的檢測模式很難初步確定，還是需要對整個車床進行拆除檢修，便于清理各個位置的冷卻液銹跡以及長期造成的機械油污。
2、 復(fù)雜數(shù)控車床的故障探究
2.1 工作原理
相較于簡單數(shù)控車床而言， 復(fù)雜的數(shù)控車床多出了時序板塊關(guān)系。 這個時序關(guān)系在運用的過程中往往起到整個數(shù)控車床的輔助和邏輯調(diào)動角色， 輔佐刀具出現(xiàn)的位置是否和預(yù)想的位置一致，提升數(shù)控技術(shù)的準確性。 而且在啟動電機的過程中有一個簡單的方向判斷程序， 整個程序可以幫助工作人員進行簡單的方向判斷，節(jié)省工作人員進行方向矯正的時間。 而信號開關(guān)方面出現(xiàn)變動時內(nèi)部的 PLC 程序監(jiān)管系統(tǒng)則自發(fā)性的激活， 記錄信號變動的時間以及具體的操作，并且針對電機運轉(zhuǎn)、停止的時間進行數(shù)據(jù)分析，確保啟動的流程是否正確[3]。
2.2 常見故障分析
不同于簡單的數(shù)控車床， 在復(fù)雜數(shù)控車床方面出現(xiàn)最頻繁的問題就是刀塔的未鎖緊報警。 由于刀塔自身工作性質(zhì)的特殊性，促使每次工作完成后都需要進行上鎖操作。 這一步不單是對機械的正常操作，同時也是對工作人員自身安全的保障。 但實際使用的過程中經(jīng)常出現(xiàn)由于刀塔沒有鎖緊， 但按照正常的預(yù)備流程沒有鎖緊的狀態(tài)下需要自發(fā)性報警， 進而引起工作人員的重視[4]。
針對這一問題的解決辦法也很簡單，那就是單獨針對斷電、未鎖緊形成一套單獨的處理程序，在斷電時使整個機器自發(fā)性的進行鎖緊操作。 這樣一個解決方式不但可以實現(xiàn)車床的初步自主化，更對操作人員的安全問題起到很好的保障作用。
3、 結(jié)束語
總的來說，現(xiàn)在車床刀塔技術(shù)故障出現(xiàn)地較為頻繁，解決這種故障最主要的辦法還是從根源找起， 找到出現(xiàn)這種狀況的根源問題，從根源問題方面進行實際解決。 而且由于當前中國在數(shù)控車床方面發(fā)展和延伸的時間尚且比較短， 遠不如那些數(shù)控大國發(fā)展得高端， 因此在未來的發(fā)展道路上還有很長一段路需要走，這也是下一步發(fā)展的目標和方向。
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