數(shù)控車床回轉(zhuǎn)刀架電氣故障檢修

程國(guó)仙

摘 要：本文主要介紹了在數(shù)控機(jī)床維修課程中，如何對(duì)與GSK988T數(shù)控車床相適應(yīng)的四工位回轉(zhuǎn)式刀架進(jìn)行電氣故障檢修，通過(guò)列舉日常教學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)的與之相關(guān)的電氣故障排除的案例，結(jié)合學(xué)生所學(xué)的PLC知識(shí)，運(yùn)用數(shù)控系統(tǒng)自身的系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視功能對(duì)刀架進(jìn)行相應(yīng)的故障檢測(cè)分析。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車床 回轉(zhuǎn)式刀架 電氣故障 檢修 PLC狀態(tài)

一、問(wèn)題的提出

在數(shù)控機(jī)床維修課程教學(xué)過(guò)程中，如果一味地運(yùn)用原始的檢測(cè)手段進(jìn)行故障檢修，就會(huì)耗費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間。因此利用數(shù)控系統(tǒng)自身的狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能可以有效地提升數(shù)控機(jī)床維修效率。在數(shù)控車床常見(jiàn)故障中，數(shù)控車床刀架的故障占數(shù)控車床故障比例較高。

數(shù)控車床換刀一般的過(guò)程是：換刀電動(dòng)機(jī)接到換刀信號(hào)后，通過(guò)蝸輪蝸桿減速帶動(dòng)刀架旋轉(zhuǎn)，由發(fā)訊盤上的霍爾元件發(fā)出刀位信號(hào)，數(shù)控系統(tǒng)再利用這個(gè)信號(hào)與目標(biāo)值進(jìn)行比較以判斷刀具是否到位。刀具換位后，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)鎖緊刀架。

那么能否根據(jù)對(duì)數(shù)控機(jī)床輸入輸出信號(hào)的監(jiān)測(cè)對(duì)數(shù)控車床刀架進(jìn)行相應(yīng)的檢修呢？

二、刀架故障情況初步判斷方法

1.問(wèn)

在接到維修要求時(shí)，應(yīng)仔細(xì)聆聽(tīng)操作工反映的現(xiàn)象，對(duì)產(chǎn)生疑問(wèn)的地方，應(yīng)詢問(wèn)清楚，以便排除人為因素造成的問(wèn)題。

2.聽(tīng)

先讓刀架分別在手動(dòng)和自動(dòng)的模式下運(yùn)行，現(xiàn)場(chǎng)聆聽(tīng)刀架運(yùn)轉(zhuǎn)聲音，以便觀察是否存在異常噪聲。

3.看

（1）看刀架運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程是否正常。

（2）觀察被加工零件的精度以及零件表面切屑痕跡，以便判斷刀架是否鎖緊，重復(fù)定位是否良好。

4.轉(zhuǎn)

對(duì)有故障的刀架，不要急于拆卸，可用手工方式轉(zhuǎn)動(dòng)刀架。對(duì)于四工位刀架，其蝸桿端部都有一個(gè)6mm內(nèi)六角孔，可以先拆除該處一顆密封螺釘，再用六角扳手或螺釘旋具轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿，使刀架進(jìn)行轉(zhuǎn)位、鎖緊。

三、運(yùn)用數(shù)控系統(tǒng)面板進(jìn)行刀架運(yùn)行的監(jiān)視

在通常情況下，數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部程序都不會(huì)出現(xiàn)丟失或人為更改的情況，因此在檢修時(shí)，我們可以對(duì)PLC程序監(jiān)視檢查外部輸入輸出信號(hào)的有無(wú)，但PLC程序比較長(zhǎng)，無(wú)法在同一界面上對(duì)不同信號(hào)進(jìn)行監(jiān)視。因此，對(duì)于較多信號(hào)點(diǎn)的程序，我們可以不用逐行查看系統(tǒng)PLC程序，而可以直接根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)說(shuō)明書找到與刀架相關(guān)的輸入輸出信號(hào)，這樣就可以快捷地實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)部件信號(hào)的檢測(cè)。

在GSK988T數(shù)控車床刀架中，使用的信號(hào)分別為：X1.7對(duì)應(yīng)1號(hào)刀位信號(hào)、X2.0對(duì)應(yīng)1號(hào)刀位信號(hào)、X2.1對(duì)應(yīng)1號(hào)刀位信號(hào)、X2.1對(duì)應(yīng)1號(hào)刀位信號(hào)，輸出信號(hào)為：Y1.6對(duì)于刀架正轉(zhuǎn)啟停信號(hào)、Y1.7對(duì)于刀架反轉(zhuǎn)啟停信號(hào)。

在進(jìn)行信號(hào)的檢測(cè)時(shí)，我們可以根據(jù)數(shù)控車床輸入接口信號(hào)和輸出接口信號(hào)的接線圖（圖1、圖2）進(jìn)行檢測(cè)。

圖1 GSK988T輸入接口信號(hào) 圖2 GSK988T輸出接口信號(hào)

數(shù)控車床工作時(shí)換刀形式有兩種，一種為手動(dòng)模式，用手動(dòng)操作按順序更換刀具；另一種是在手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入或自動(dòng)模式下進(jìn)行的自動(dòng)換刀，可以按順序更換，也可以進(jìn)行跳躍式更換。這兩種模式都有相對(duì)應(yīng)的PLC換刀程序進(jìn)行控制，它可以由數(shù)控系統(tǒng)界面：系統(tǒng)→梯形圖→監(jiān)視→選擇對(duì)應(yīng)的梯形圖進(jìn)入，進(jìn)行監(jiān)視。但是由于程序較長(zhǎng)，一個(gè)界面通常無(wú)法進(jìn)行良好的監(jiān)視，因此不便于監(jiān)測(cè)。但在熟悉了系統(tǒng)刀架換刀過(guò)程及在換刀過(guò)程中所需要用到的相關(guān)信號(hào)后，操作者就可以直接在PLC狀態(tài)界面下進(jìn)行監(jiān)視，由系統(tǒng)→梯形圖→PLC狀態(tài)→X、Y、F、G進(jìn)入到相應(yīng)界面。

四、運(yùn)用數(shù)控系統(tǒng)監(jiān)視PLC狀態(tài)的功能處理與刀架相關(guān)的幾個(gè)故障

1.刀架旋轉(zhuǎn)不停后中斷

故障現(xiàn)象：刀架在手動(dòng)模式下給出換刀指令后旋轉(zhuǎn)10秒后停止，系統(tǒng)出現(xiàn)刀具無(wú)法找到和換刀超時(shí)的故障報(bào)警。

故障分析：故障原因有可能是下一把刀的信號(hào)出現(xiàn)丟失，導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法搜索到刀位信號(hào)。

故障排除：在手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入或在自動(dòng)模式下，直接執(zhí)行尋找換刀之前的刀位，在換刀完成后，再執(zhí)行之前的手動(dòng)模式換刀操作。同時(shí)，觀察GSK988T數(shù)控系統(tǒng)的輸入輸出信號(hào)，發(fā)現(xiàn)下一把刀具沒(méi)有信號(hào)反饋，當(dāng)前刀具X1.7和另外兩個(gè)刀位信號(hào)都有反饋，而X2.0的信號(hào)沒(méi)有反饋，因此輸出信號(hào)只有Y1.6刀架正轉(zhuǎn)有動(dòng)作，而刀架反轉(zhuǎn)信號(hào)Y1.7始終沒(méi)有動(dòng)作。通過(guò)檢測(cè)發(fā)訊盤信號(hào)，發(fā)現(xiàn)與X2.0信號(hào)相連的刀位信號(hào)線出現(xiàn)斷路。在線路連接好之后，重新執(zhí)行相應(yīng)操作，刀架恢復(fù)正常。但有時(shí)也存在發(fā)訊盤上對(duì)應(yīng)刀位信號(hào)的霍爾元件出現(xiàn)問(wèn)題的情況，我們?cè)诶萌f(wàn)用表對(duì)霍爾元件進(jìn)行檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)，發(fā)訊元件失效，經(jīng)更換后換刀恢復(fù)正常。

2.換刀啟動(dòng)到下一刀位后中斷

故障現(xiàn)象：刀架在手動(dòng)模式下給出換刀指令后，旋轉(zhuǎn)到下一刀位后停止，沒(méi)有反轉(zhuǎn)鎖緊刀架的動(dòng)作。在10秒鐘后，系統(tǒng)出現(xiàn)刀具無(wú)法找到和換刀超時(shí)的故障報(bào)警。

故障分析：此故障有可能是由于刀架的反轉(zhuǎn)鎖緊信號(hào)給出后沒(méi)有執(zhí)行的原因。

故障排除：在手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入或在自動(dòng)模式下直接執(zhí)行尋找換刀之前的刀位。同時(shí)觀察GSK988T數(shù)控系統(tǒng)的輸入輸出信號(hào)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前刀具X1.7和下一把刀具信號(hào)都有反饋，刀架輸出信號(hào)Y1.6刀架正轉(zhuǎn)有動(dòng)作，刀架反轉(zhuǎn)信號(hào)Y1.7也有動(dòng)作。通過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，與刀架反轉(zhuǎn)信號(hào)Y1.7相連的中間繼電器線圈觸頭位置出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕，繼電器未能動(dòng)作，從而無(wú)法執(zhí)行反轉(zhuǎn)動(dòng)作。在修復(fù)觸頭后，刀架恢復(fù)正常。

3.刀架不能正轉(zhuǎn)啟動(dòng)換刀

故障現(xiàn)象：無(wú)論是在手動(dòng)模式下，還是在手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入或自動(dòng)模式下進(jìn)行刀架換刀，刀架不能夠旋轉(zhuǎn)換刀。

故障分析：故障原因有可能是在刀架正轉(zhuǎn)信號(hào)給出后沒(méi)有執(zhí)行。

故障排除：通過(guò)監(jiān)視PLC狀態(tài)，我們發(fā)現(xiàn)在復(fù)位后重新執(zhí)行換刀時(shí)，輸出信號(hào)Y1.6有信號(hào)發(fā)出，而且此時(shí)與該信號(hào)相接的中間繼電器得電動(dòng)作，但是驅(qū)動(dòng)刀架正轉(zhuǎn)的接觸器沒(méi)有動(dòng)作。經(jīng)過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，與該接觸器相連的線路被老鼠咬壞，出現(xiàn)斷路。經(jīng)修復(fù)后，刀架恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

五、刀架其他常見(jiàn)電氣故障發(fā)生原因及排除方法

1.電動(dòng)機(jī)故障

（1）故障現(xiàn)象：換刀一開(kāi)始出現(xiàn)反轉(zhuǎn)。

故障分析：三相電源線相序接反。

故障排除：立即切斷電源，調(diào)整三相電源相序。

（2）故障現(xiàn)象：刀架接觸器吸合時(shí)出現(xiàn)噪音，不能吸合。

故障分析：電壓過(guò)低。

故障排除：待電源電壓正常后，再使用或提供穩(wěn)壓電源。

（3）故障現(xiàn)象：正轉(zhuǎn)時(shí)接觸器有動(dòng)作，但電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)。

故障分析：電動(dòng)機(jī)損壞或是電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)線出現(xiàn)斷線現(xiàn)象。

故障排除：更換電動(dòng)機(jī)或修復(fù)斷路點(diǎn)。

2.刀架換刀完成后出現(xiàn)松動(dòng)，刀架鎖不緊

故障分析：系統(tǒng)反鎖時(shí)間不夠長(zhǎng)。

故障排除：調(diào)整系統(tǒng)反鎖時(shí)間參數(shù)即可（新刀架反鎖時(shí)間t=1.2s）。

參考文獻(xiàn)：

[1]李元博.數(shù)控車床立式四方刀架故障維修[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2013（17）.

[2]談治國(guó).數(shù)控車床四工位刀架的維修[J].金屬加工（冷加工），2010（5）.

（作者單位：廣東省機(jī)械高級(jí)技工學(xué)校）endprint

摘 要：本文主要介紹了在數(shù)控機(jī)床維修課程中，如何對(duì)與GSK988T數(shù)控車床相適應(yīng)的四工位回轉(zhuǎn)式刀架進(jìn)行電氣故障檢修，通過(guò)列舉日常教學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)的與之相關(guān)的電氣故障排除的案例，結(jié)合學(xué)生所學(xué)的PLC知識(shí)，運(yùn)用數(shù)控系統(tǒng)自身的系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視功能對(duì)刀架進(jìn)行相應(yīng)的故障檢測(cè)分析。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車床 回轉(zhuǎn)式刀架 電氣故障 檢修 PLC狀態(tài)

一、問(wèn)題的提出

在數(shù)控機(jī)床維修課程教學(xué)過(guò)程中，如果一味地運(yùn)用原始的檢測(cè)手段進(jìn)行故障檢修，就會(huì)耗費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間。因此利用數(shù)控系統(tǒng)自身的狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能可以有效地提升數(shù)控機(jī)床維修效率。在數(shù)控車床常見(jiàn)故障中，數(shù)控車床刀架的故障占數(shù)控車床故障比例較高。

數(shù)控車床換刀一般的過(guò)程是：換刀電動(dòng)機(jī)接到換刀信號(hào)后，通過(guò)蝸輪蝸桿減速帶動(dòng)刀架旋轉(zhuǎn)，由發(fā)訊盤上的霍爾元件發(fā)出刀位信號(hào)，數(shù)控系統(tǒng)再利用這個(gè)信號(hào)與目標(biāo)值進(jìn)行比較以判斷刀具是否到位。刀具換位后，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)鎖緊刀架。

那么能否根據(jù)對(duì)數(shù)控機(jī)床輸入輸出信號(hào)的監(jiān)測(cè)對(duì)數(shù)控車床刀架進(jìn)行相應(yīng)的檢修呢？

二、刀架故障情況初步判斷方法

1.問(wèn)

在接到維修要求時(shí)，應(yīng)仔細(xì)聆聽(tīng)操作工反映的現(xiàn)象，對(duì)產(chǎn)生疑問(wèn)的地方，應(yīng)詢問(wèn)清楚，以便排除人為因素造成的問(wèn)題。

2.聽(tīng)

先讓刀架分別在手動(dòng)和自動(dòng)的模式下運(yùn)行，現(xiàn)場(chǎng)聆聽(tīng)刀架運(yùn)轉(zhuǎn)聲音，以便觀察是否存在異常噪聲。

3.看

（1）看刀架運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程是否正常。

（2）觀察被加工零件的精度以及零件表面切屑痕跡，以便判斷刀架是否鎖緊，重復(fù)定位是否良好。

4.轉(zhuǎn)

對(duì)有故障的刀架，不要急于拆卸，可用手工方式轉(zhuǎn)動(dòng)刀架。對(duì)于四工位刀架，其蝸桿端部都有一個(gè)6mm內(nèi)六角孔，可以先拆除該處一顆密封螺釘，再用六角扳手或螺釘旋具轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿，使刀架進(jìn)行轉(zhuǎn)位、鎖緊。

三、運(yùn)用數(shù)控系統(tǒng)面板進(jìn)行刀架運(yùn)行的監(jiān)視

在通常情況下，數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部程序都不會(huì)出現(xiàn)丟失或人為更改的情況，因此在檢修時(shí)，我們可以對(duì)PLC程序監(jiān)視檢查外部輸入輸出信號(hào)的有無(wú)，但PLC程序比較長(zhǎng)，無(wú)法在同一界面上對(duì)不同信號(hào)進(jìn)行監(jiān)視。因此，對(duì)于較多信號(hào)點(diǎn)的程序，我們可以不用逐行查看系統(tǒng)PLC程序，而可以直接根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)說(shuō)明書找到與刀架相關(guān)的輸入輸出信號(hào)，這樣就可以快捷地實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)部件信號(hào)的檢測(cè)。

在GSK988T數(shù)控車床刀架中，使用的信號(hào)分別為：X1.7對(duì)應(yīng)1號(hào)刀位信號(hào)、X2.0對(duì)應(yīng)1號(hào)刀位信號(hào)、X2.1對(duì)應(yīng)1號(hào)刀位信號(hào)、X2.1對(duì)應(yīng)1號(hào)刀位信號(hào)，輸出信號(hào)為：Y1.6對(duì)于刀架正轉(zhuǎn)啟停信號(hào)、Y1.7對(duì)于刀架反轉(zhuǎn)啟停信號(hào)。

在進(jìn)行信號(hào)的檢測(cè)時(shí)，我們可以根據(jù)數(shù)控車床輸入接口信號(hào)和輸出接口信號(hào)的接線圖（圖1、圖2）進(jìn)行檢測(cè)。

圖1 GSK988T輸入接口信號(hào) 圖2 GSK988T輸出接口信號(hào)

數(shù)控車床工作時(shí)換刀形式有兩種，一種為手動(dòng)模式，用手動(dòng)操作按順序更換刀具；另一種是在手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入或自動(dòng)模式下進(jìn)行的自動(dòng)換刀，可以按順序更換，也可以進(jìn)行跳躍式更換。這兩種模式都有相對(duì)應(yīng)的PLC換刀程序進(jìn)行控制，它可以由數(shù)控系統(tǒng)界面：系統(tǒng)→梯形圖→監(jiān)視→選擇對(duì)應(yīng)的梯形圖進(jìn)入，進(jìn)行監(jiān)視。但是由于程序較長(zhǎng)，一個(gè)界面通常無(wú)法進(jìn)行良好的監(jiān)視，因此不便于監(jiān)測(cè)。但在熟悉了系統(tǒng)刀架換刀過(guò)程及在換刀過(guò)程中所需要用到的相關(guān)信號(hào)后，操作者就可以直接在PLC狀態(tài)界面下進(jìn)行監(jiān)視，由系統(tǒng)→梯形圖→PLC狀態(tài)→X、Y、F、G進(jìn)入到相應(yīng)界面。

四、運(yùn)用數(shù)控系統(tǒng)監(jiān)視PLC狀態(tài)的功能處理與刀架相關(guān)的幾個(gè)故障

1.刀架旋轉(zhuǎn)不停后中斷

故障現(xiàn)象：刀架在手動(dòng)模式下給出換刀指令后旋轉(zhuǎn)10秒后停止，系統(tǒng)出現(xiàn)刀具無(wú)法找到和換刀超時(shí)的故障報(bào)警。

故障分析：故障原因有可能是下一把刀的信號(hào)出現(xiàn)丟失，導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法搜索到刀位信號(hào)。

故障排除：在手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入或在自動(dòng)模式下，直接執(zhí)行尋找換刀之前的刀位，在換刀完成后，再執(zhí)行之前的手動(dòng)模式換刀操作。同時(shí)，觀察GSK988T數(shù)控系統(tǒng)的輸入輸出信號(hào)，發(fā)現(xiàn)下一把刀具沒(méi)有信號(hào)反饋，當(dāng)前刀具X1.7和另外兩個(gè)刀位信號(hào)都有反饋，而X2.0的信號(hào)沒(méi)有反饋，因此輸出信號(hào)只有Y1.6刀架正轉(zhuǎn)有動(dòng)作，而刀架反轉(zhuǎn)信號(hào)Y1.7始終沒(méi)有動(dòng)作。通過(guò)檢測(cè)發(fā)訊盤信號(hào)，發(fā)現(xiàn)與X2.0信號(hào)相連的刀位信號(hào)線出現(xiàn)斷路。在線路連接好之后，重新執(zhí)行相應(yīng)操作，刀架恢復(fù)正常。但有時(shí)也存在發(fā)訊盤上對(duì)應(yīng)刀位信號(hào)的霍爾元件出現(xiàn)問(wèn)題的情況，我們?cè)诶萌f(wàn)用表對(duì)霍爾元件進(jìn)行檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)，發(fā)訊元件失效，經(jīng)更換后換刀恢復(fù)正常。

2.換刀啟動(dòng)到下一刀位后中斷

故障現(xiàn)象：刀架在手動(dòng)模式下給出換刀指令后，旋轉(zhuǎn)到下一刀位后停止，沒(méi)有反轉(zhuǎn)鎖緊刀架的動(dòng)作。在10秒鐘后，系統(tǒng)出現(xiàn)刀具無(wú)法找到和換刀超時(shí)的故障報(bào)警。

故障分析：此故障有可能是由于刀架的反轉(zhuǎn)鎖緊信號(hào)給出后沒(méi)有執(zhí)行的原因。

故障排除：在手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入或在自動(dòng)模式下直接執(zhí)行尋找換刀之前的刀位。同時(shí)觀察GSK988T數(shù)控系統(tǒng)的輸入輸出信號(hào)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前刀具X1.7和下一把刀具信號(hào)都有反饋，刀架輸出信號(hào)Y1.6刀架正轉(zhuǎn)有動(dòng)作，刀架反轉(zhuǎn)信號(hào)Y1.7也有動(dòng)作。通過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，與刀架反轉(zhuǎn)信號(hào)Y1.7相連的中間繼電器線圈觸頭位置出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕，繼電器未能動(dòng)作，從而無(wú)法執(zhí)行反轉(zhuǎn)動(dòng)作。在修復(fù)觸頭后，刀架恢復(fù)正常。

3.刀架不能正轉(zhuǎn)啟動(dòng)換刀

故障現(xiàn)象：無(wú)論是在手動(dòng)模式下，還是在手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入或自動(dòng)模式下進(jìn)行刀架換刀，刀架不能夠旋轉(zhuǎn)換刀。

故障分析：故障原因有可能是在刀架正轉(zhuǎn)信號(hào)給出后沒(méi)有執(zhí)行。

故障排除：通過(guò)監(jiān)視PLC狀態(tài)，我們發(fā)現(xiàn)在復(fù)位后重新執(zhí)行換刀時(shí)，輸出信號(hào)Y1.6有信號(hào)發(fā)出，而且此時(shí)與該信號(hào)相接的中間繼電器得電動(dòng)作，但是驅(qū)動(dòng)刀架正轉(zhuǎn)的接觸器沒(méi)有動(dòng)作。經(jīng)過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，與該接觸器相連的線路被老鼠咬壞，出現(xiàn)斷路。經(jīng)修復(fù)后，刀架恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

五、刀架其他常見(jiàn)電氣故障發(fā)生原因及排除方法

1.電動(dòng)機(jī)故障

（1）故障現(xiàn)象：換刀一開(kāi)始出現(xiàn)反轉(zhuǎn)。

故障分析：三相電源線相序接反。

故障排除：立即切斷電源，調(diào)整三相電源相序。

（2）故障現(xiàn)象：刀架接觸器吸合時(shí)出現(xiàn)噪音，不能吸合。

故障分析：電壓過(guò)低。

故障排除：待電源電壓正常后，再使用或提供穩(wěn)壓電源。

（3）故障現(xiàn)象：正轉(zhuǎn)時(shí)接觸器有動(dòng)作，但電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)。

故障分析：電動(dòng)機(jī)損壞或是電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)線出現(xiàn)斷線現(xiàn)象。

故障排除：更換電動(dòng)機(jī)或修復(fù)斷路點(diǎn)。

2.刀架換刀完成后出現(xiàn)松動(dòng)，刀架鎖不緊

故障分析：系統(tǒng)反鎖時(shí)間不夠長(zhǎng)。

故障排除：調(diào)整系統(tǒng)反鎖時(shí)間參數(shù)即可（新刀架反鎖時(shí)間t=1.2s）。

參考文獻(xiàn)：

[1]李元博.數(shù)控車床立式四方刀架故障維修[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2013（17）.

[2]談治國(guó).數(shù)控車床四工位刀架的維修[J].金屬加工（冷加工），2010（5）.

（作者單位：廣東省機(jī)械高級(jí)技工學(xué)校）endprint

摘 要：本文主要介紹了在數(shù)控機(jī)床維修課程中，如何對(duì)與GSK988T數(shù)控車床相適應(yīng)的四工位回轉(zhuǎn)式刀架進(jìn)行電氣故障檢修，通過(guò)列舉日常教學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)的與之相關(guān)的電氣故障排除的案例，結(jié)合學(xué)生所學(xué)的PLC知識(shí)，運(yùn)用數(shù)控系統(tǒng)自身的系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視功能對(duì)刀架進(jìn)行相應(yīng)的故障檢測(cè)分析。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車床 回轉(zhuǎn)式刀架 電氣故障 檢修 PLC狀態(tài)

一、問(wèn)題的提出

在數(shù)控機(jī)床維修課程教學(xué)過(guò)程中，如果一味地運(yùn)用原始的檢測(cè)手段進(jìn)行故障檢修，就會(huì)耗費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間。因此利用數(shù)控系統(tǒng)自身的狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能可以有效地提升數(shù)控機(jī)床維修效率。在數(shù)控車床常見(jiàn)故障中，數(shù)控車床刀架的故障占數(shù)控車床故障比例較高。

數(shù)控車床換刀一般的過(guò)程是：換刀電動(dòng)機(jī)接到換刀信號(hào)后，通過(guò)蝸輪蝸桿減速帶動(dòng)刀架旋轉(zhuǎn)，由發(fā)訊盤上的霍爾元件發(fā)出刀位信號(hào)，數(shù)控系統(tǒng)再利用這個(gè)信號(hào)與目標(biāo)值進(jìn)行比較以判斷刀具是否到位。刀具換位后，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)鎖緊刀架。

那么能否根據(jù)對(duì)數(shù)控機(jī)床輸入輸出信號(hào)的監(jiān)測(cè)對(duì)數(shù)控車床刀架進(jìn)行相應(yīng)的檢修呢？

二、刀架故障情況初步判斷方法

1.問(wèn)

在接到維修要求時(shí)，應(yīng)仔細(xì)聆聽(tīng)操作工反映的現(xiàn)象，對(duì)產(chǎn)生疑問(wèn)的地方，應(yīng)詢問(wèn)清楚，以便排除人為因素造成的問(wèn)題。

2.聽(tīng)

先讓刀架分別在手動(dòng)和自動(dòng)的模式下運(yùn)行，現(xiàn)場(chǎng)聆聽(tīng)刀架運(yùn)轉(zhuǎn)聲音，以便觀察是否存在異常噪聲。

3.看

（1）看刀架運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程是否正常。

（2）觀察被加工零件的精度以及零件表面切屑痕跡，以便判斷刀架是否鎖緊，重復(fù)定位是否良好。

4.轉(zhuǎn)

對(duì)有故障的刀架，不要急于拆卸，可用手工方式轉(zhuǎn)動(dòng)刀架。對(duì)于四工位刀架，其蝸桿端部都有一個(gè)6mm內(nèi)六角孔，可以先拆除該處一顆密封螺釘，再用六角扳手或螺釘旋具轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿，使刀架進(jìn)行轉(zhuǎn)位、鎖緊。

三、運(yùn)用數(shù)控系統(tǒng)面板進(jìn)行刀架運(yùn)行的監(jiān)視

在通常情況下，數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部程序都不會(huì)出現(xiàn)丟失或人為更改的情況，因此在檢修時(shí)，我們可以對(duì)PLC程序監(jiān)視檢查外部輸入輸出信號(hào)的有無(wú)，但PLC程序比較長(zhǎng)，無(wú)法在同一界面上對(duì)不同信號(hào)進(jìn)行監(jiān)視。因此，對(duì)于較多信號(hào)點(diǎn)的程序，我們可以不用逐行查看系統(tǒng)PLC程序，而可以直接根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)說(shuō)明書找到與刀架相關(guān)的輸入輸出信號(hào)，這樣就可以快捷地實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)部件信號(hào)的檢測(cè)。

在GSK988T數(shù)控車床刀架中，使用的信號(hào)分別為：X1.7對(duì)應(yīng)1號(hào)刀位信號(hào)、X2.0對(duì)應(yīng)1號(hào)刀位信號(hào)、X2.1對(duì)應(yīng)1號(hào)刀位信號(hào)、X2.1對(duì)應(yīng)1號(hào)刀位信號(hào)，輸出信號(hào)為：Y1.6對(duì)于刀架正轉(zhuǎn)啟停信號(hào)、Y1.7對(duì)于刀架反轉(zhuǎn)啟停信號(hào)。

在進(jìn)行信號(hào)的檢測(cè)時(shí)，我們可以根據(jù)數(shù)控車床輸入接口信號(hào)和輸出接口信號(hào)的接線圖（圖1、圖2）進(jìn)行檢測(cè)。

圖1 GSK988T輸入接口信號(hào) 圖2 GSK988T輸出接口信號(hào)

數(shù)控車床工作時(shí)換刀形式有兩種，一種為手動(dòng)模式，用手動(dòng)操作按順序更換刀具；另一種是在手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入或自動(dòng)模式下進(jìn)行的自動(dòng)換刀，可以按順序更換，也可以進(jìn)行跳躍式更換。這兩種模式都有相對(duì)應(yīng)的PLC換刀程序進(jìn)行控制，它可以由數(shù)控系統(tǒng)界面：系統(tǒng)→梯形圖→監(jiān)視→選擇對(duì)應(yīng)的梯形圖進(jìn)入，進(jìn)行監(jiān)視。但是由于程序較長(zhǎng)，一個(gè)界面通常無(wú)法進(jìn)行良好的監(jiān)視，因此不便于監(jiān)測(cè)。但在熟悉了系統(tǒng)刀架換刀過(guò)程及在換刀過(guò)程中所需要用到的相關(guān)信號(hào)后，操作者就可以直接在PLC狀態(tài)界面下進(jìn)行監(jiān)視，由系統(tǒng)→梯形圖→PLC狀態(tài)→X、Y、F、G進(jìn)入到相應(yīng)界面。

四、運(yùn)用數(shù)控系統(tǒng)監(jiān)視PLC狀態(tài)的功能處理與刀架相關(guān)的幾個(gè)故障

1.刀架旋轉(zhuǎn)不停后中斷

故障現(xiàn)象：刀架在手動(dòng)模式下給出換刀指令后旋轉(zhuǎn)10秒后停止，系統(tǒng)出現(xiàn)刀具無(wú)法找到和換刀超時(shí)的故障報(bào)警。

故障分析：故障原因有可能是下一把刀的信號(hào)出現(xiàn)丟失，導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法搜索到刀位信號(hào)。

故障排除：在手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入或在自動(dòng)模式下，直接執(zhí)行尋找換刀之前的刀位，在換刀完成后，再執(zhí)行之前的手動(dòng)模式換刀操作。同時(shí)，觀察GSK988T數(shù)控系統(tǒng)的輸入輸出信號(hào)，發(fā)現(xiàn)下一把刀具沒(méi)有信號(hào)反饋，當(dāng)前刀具X1.7和另外兩個(gè)刀位信號(hào)都有反饋，而X2.0的信號(hào)沒(méi)有反饋，因此輸出信號(hào)只有Y1.6刀架正轉(zhuǎn)有動(dòng)作，而刀架反轉(zhuǎn)信號(hào)Y1.7始終沒(méi)有動(dòng)作。通過(guò)檢測(cè)發(fā)訊盤信號(hào)，發(fā)現(xiàn)與X2.0信號(hào)相連的刀位信號(hào)線出現(xiàn)斷路。在線路連接好之后，重新執(zhí)行相應(yīng)操作，刀架恢復(fù)正常。但有時(shí)也存在發(fā)訊盤上對(duì)應(yīng)刀位信號(hào)的霍爾元件出現(xiàn)問(wèn)題的情況，我們?cè)诶萌f(wàn)用表對(duì)霍爾元件進(jìn)行檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)，發(fā)訊元件失效，經(jīng)更換后換刀恢復(fù)正常。

2.換刀啟動(dòng)到下一刀位后中斷

故障現(xiàn)象：刀架在手動(dòng)模式下給出換刀指令后，旋轉(zhuǎn)到下一刀位后停止，沒(méi)有反轉(zhuǎn)鎖緊刀架的動(dòng)作。在10秒鐘后，系統(tǒng)出現(xiàn)刀具無(wú)法找到和換刀超時(shí)的故障報(bào)警。

故障分析：此故障有可能是由于刀架的反轉(zhuǎn)鎖緊信號(hào)給出后沒(méi)有執(zhí)行的原因。

故障排除：在手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入或在自動(dòng)模式下直接執(zhí)行尋找換刀之前的刀位。同時(shí)觀察GSK988T數(shù)控系統(tǒng)的輸入輸出信號(hào)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前刀具X1.7和下一把刀具信號(hào)都有反饋，刀架輸出信號(hào)Y1.6刀架正轉(zhuǎn)有動(dòng)作，刀架反轉(zhuǎn)信號(hào)Y1.7也有動(dòng)作。通過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，與刀架反轉(zhuǎn)信號(hào)Y1.7相連的中間繼電器線圈觸頭位置出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕，繼電器未能動(dòng)作，從而無(wú)法執(zhí)行反轉(zhuǎn)動(dòng)作。在修復(fù)觸頭后，刀架恢復(fù)正常。

3.刀架不能正轉(zhuǎn)啟動(dòng)換刀

故障現(xiàn)象：無(wú)論是在手動(dòng)模式下，還是在手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入或自動(dòng)模式下進(jìn)行刀架換刀，刀架不能夠旋轉(zhuǎn)換刀。

故障分析：故障原因有可能是在刀架正轉(zhuǎn)信號(hào)給出后沒(méi)有執(zhí)行。

故障排除：通過(guò)監(jiān)視PLC狀態(tài)，我們發(fā)現(xiàn)在復(fù)位后重新執(zhí)行換刀時(shí)，輸出信號(hào)Y1.6有信號(hào)發(fā)出，而且此時(shí)與該信號(hào)相接的中間繼電器得電動(dòng)作，但是驅(qū)動(dòng)刀架正轉(zhuǎn)的接觸器沒(méi)有動(dòng)作。經(jīng)過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，與該接觸器相連的線路被老鼠咬壞，出現(xiàn)斷路。經(jīng)修復(fù)后，刀架恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

五、刀架其他常見(jiàn)電氣故障發(fā)生原因及排除方法

1.電動(dòng)機(jī)故障

（1）故障現(xiàn)象：換刀一開(kāi)始出現(xiàn)反轉(zhuǎn)。

故障分析：三相電源線相序接反。

故障排除：立即切斷電源，調(diào)整三相電源相序。

（2）故障現(xiàn)象：刀架接觸器吸合時(shí)出現(xiàn)噪音，不能吸合。

故障分析：電壓過(guò)低。

故障排除：待電源電壓正常后，再使用或提供穩(wěn)壓電源。

（3）故障現(xiàn)象：正轉(zhuǎn)時(shí)接觸器有動(dòng)作，但電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)。

故障分析：電動(dòng)機(jī)損壞或是電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)線出現(xiàn)斷線現(xiàn)象。

故障排除：更換電動(dòng)機(jī)或修復(fù)斷路點(diǎn)。

2.刀架換刀完成后出現(xiàn)松動(dòng)，刀架鎖不緊

故障分析：系統(tǒng)反鎖時(shí)間不夠長(zhǎng)。

故障排除：調(diào)整系統(tǒng)反鎖時(shí)間參數(shù)即可（新刀架反鎖時(shí)間t=1.2s）。

參考文獻(xiàn)：

[1]李元博.數(shù)控車床立式四方刀架故障維修[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2013（17）.

[2]談治國(guó).數(shù)控車床四工位刀架的維修[J].金屬加工（冷加工），2010（5）.

（作者單位：廣東省機(jī)械高級(jí)技工學(xué)校）endprint