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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(jī)電領(lǐng)域運(yùn)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(zhǔn)確性以及定位功能才能順利地實(shí)現(xiàn)工程任務(wù)。 而一個(gè)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(shí)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(gè)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(shí)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(jī)床被研發(fā)出來，一直到機(jī)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(gè)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(gè)數(shù)控車床能否正確發(fā)揮作用。 從這兩個(gè)方面就不難看出刀塔扮演的重要角色， 同時(shí)更不用說刀塔的重要性。 因此，正確認(rèn)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(shí)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(jī)、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(yùn)行過程中通常都由蝸桿帶動螺桿，形成基礎(chǔ)動力，進(jìn)而借助連桿運(yùn)動以及復(fù)雜的鏈尺運(yùn)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(fèi)。 而當(dāng)上蓋圓盤轉(zhuǎn)動的角度超過 270 度時(shí)整個(gè)圓柱形的銷體就會落入直槽，形成對直槽的變相推動，進(jìn)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(gè)系統(tǒng)內(nèi)部呈現(xiàn)一個(gè)較為穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，同時(shí)又不會對下一步的工程進(jìn)展有嚴(yán)重的干擾。 放在刀架來看就是既滿足了當(dāng)前軸體的轉(zhuǎn)動，同時(shí)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(shí)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(yán)重，且往往都是由于使用的時(shí)間太長，使上蓋的整體密封性嚴(yán)重破損，令冷卻液緩慢滴入刀架內(nèi)部，阻塞了機(jī)器的正常運(yùn)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(gè)機(jī)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(shí)現(xiàn)對螺桿 前 段 的 扭動，在一定角度的修正后機(jī)器就可以實(shí)現(xiàn)正常的工作。 這也是借助扳手實(shí)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(gè)車床進(jìn)行拆除檢修，便于清理各個(gè)位置的冷卻液銹跡以及長期造成的機(jī)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(shí)序板塊關(guān)系。 這個(gè)時(shí)序關(guān)系在運(yùn)用的過程中往往起到整個(gè)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(zhǔn)確性。 而且在啟動電機(jī)的過程中有一個(gè)簡單的方向判斷程序， 整個(gè)程序可以幫助工作人員進(jìn)行簡單的方向判斷，節(jié)省工作人員進(jìn)行方向矯正的時(shí)間。 而信號開關(guān)方面出現(xiàn)變動時(shí)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(shí)間以及具體的操作，并且針對電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)、停止的時(shí)間進(jìn)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(bào)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(jìn)行上鎖操作。 這一步不單是對機(jī)械的正常操作，同時(shí)也是對工作人員自身安全的保障。 但實(shí)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(bào)警， 進(jìn)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(dú)針對斷電、未鎖緊形成一套單獨(dú)的處理程序，在斷電時(shí)使整個(gè)機(jī)器自發(fā)性的進(jìn)行鎖緊操作。 這樣一個(gè)解決方式不但可以實(shí)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(jìn)行實(shí)際解決。 而且由于當(dāng)前中國在數(shù)控車床方面發(fā)展和延伸的時(shí)間尚且比較短， 遠(yuǎn)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(biāo)和方向。
  

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