經濟型數控車床自動換刀原理與維修（xiū）

目的：保證經濟型（xíng）數控車床（chuáng）運行的穩定性，要（yào）優化自動換刀裝置的運行效果，維持運行作業效率質量。方法：在明確經濟型數控車床自動換刀原理的同時，針對可能存在的問（wèn）題予以預警分析，並及時落實維修處理（lǐ）工作，依據故障查找、故（gù）障原因分析、故障維修排除、檢測運行的流程完善相關維修工作，並（bìng）對回轉刀架（jià）換刀（dāo）、更換主（zhǔ）軸頭換刀（dāo）、帶刀庫自動換刀係統予以集（jí）中分析，了解容量、布局以及具體結構對數控車床自動換（huàn）刀工作產生的影響，全（quán）麵分析和明確具體的換刀流程。結（jié）論：為後續全麵提高維護養護水平提供保（bǎo）障，充（chōng）分發揮數控車床應用（yòng）優勢，提高經濟型（xíng）數（shù）控車（chē）床的實際應用效率。

關鍵（jiàn）詞：經濟型數控車床；自動（dòng）換刀；原理；維修

在經濟型數控車床（chuáng）應用管理過程中，要維持自動換刀裝置定位的準確性，確（què）保能貼合換刀時間短、剛性強的實際應用標準，避免故障問題對（duì）應用效率產生的影響，則（zé）需打造良好的設備應用環境（jìng）。目前，中小企業（yè）中，經濟型數控車床的應用（yòng）範圍較廣（guǎng），為保證其應用效果，就需及時排除故（gù）障。另（lìng）外（wài）數控係統中電子器件的

性能和壽命離散性較高，利用電氣控製必然會存（cún）在應用隱患，所以須及（jí）時檢索（suǒ）故障原因。

1、經濟型數控車床自（zì）動換刀原（yuán）理和具體（tǐ）操作

    1.1 基本原理

電動刀架的基本工作原理如下：係統在獲取指令後發出對（duì）應的換刀信號，從而配合相應的處理工序（xù）對繼電器予以控製，實現電機正轉，借助渦輪元件、蝸（wō）杆遠近及螺杆（gǎn）遠近將銷（xiāo）盤直接推動到指定高度，此時（shí）離合銷就會進入離合盤（pán）槽，帶動歐承重實現上刀位的轉位處理。到達刀位後，霍爾元件（jiàn）發出（chū）信（xìn）號，電動機自（zì）動反（fǎn）轉，此時，反靠（kào）銷進入盤槽，刀架就能進行基礎的粗定位處理（lǐ），利用銷盤下降的指令處理方式，確保端齒匹配度合理，實現精準定位。

與此同時，在刀架換刀應（yīng）用工序中，還要借助強電回路控製、交（jiāo）流回路控（kòng）製和信號回路控製基礎單（dān）位完成電氣控製。常規化的四工位（wèi）刀架要借助機（jī）床PLC實現換刀處理，匹配 I/O 信號進行邏輯處理計算分析，完成順序控製。

1.2 具體操作（zuò）

     1.2.1 回轉刀（dāo）架換刀操作

回轉刀架應用處理過程中，因（yīn）其本身具有（yǒu）較好的強度（dù）和剛度，故才能承受粗加工（gōng）產生的切削力，為滿足重複定位的精度，要按（àn）照標準流程（chéng）完成相應操作。

    （1）抬起刀架。在數控裝置（zhì）獲取對應換刀指令後，壓力油會（huì）從入孔直接進入壓緊（jǐn）液壓缸的下腔，形成初始（shǐ）指令應用模式，對應（yīng）的活塞上（shàng）升，刀架體隨之抬起，此（cǐ）時利用具有定位（wèi）功能（néng）的活動插銷完成合攏和脫開處理，有（yǒu）效維持應用效果。與此同時，活塞杆的下端齒輪離合器和空套齒輪形成結合作用，完成初始工作內容。

    （2）刀架完成（chéng）轉（zhuǎn）位（wèi）處理。刀架抬起操作結束後，壓力（lì）油進入轉位液壓缸，活塞隨之移動，借助連接板帶動齒（chǐ）輪（lún）產生對應方向的移（yí）動，空套齒輪形成逆（nì）時針轉動模式，借助端齒離合器將刀架旋轉到（dào）固（gù）定角度。此時，活（huó）塞的整個行程軌跡一般是齒輪周長的1/6，配合限位開關建立對應的控製方（fāng）案。

    （3）刀架壓緊處理。轉位（wèi）操作結束後，壓力油進入壓緊液壓缸上腔，活塞此時帶（dài）動刀架體形成下降趨勢，齒輪帶動圓柱固定插銷，配合活動插銷在最大程度上消除定位銷和孔之間產生（shēng）的間隙，從而有效形成反靠定位處理工序。另外，刀架體下降過（guò）程中，定位活動插銷和固定插銷之間能形成夾（jiá）緊的模式，同（tóng）時齒輪和齒（chǐ）圈錐麵直接接觸，刀架就能完成新（xīn）的位置（zhì）定位夾緊操作，端齒離合（hé）器和（hé）空套齒輪分離。

   （4）建立轉為液壓缸複位處理。刀架壓緊操作結束後，壓力油從孔直接進入轉位液壓缸腔（qiāng）體，此時活塞會直接借助壓力產生的風量帶動齒條完成複位操作，因端（duān）齒離合器本身已（yǐ）處於脫開狀態，所以齒條會直接帶動齒輪完成空轉。若是定位（wèi）和夾緊操作均滿足動作要（yào）求和指令標準，則推杆和觸頭就能形成（chéng）良性接觸，就會直接發送換刀結束信號，整個（gè）經濟型數控車床（chuáng）就能繼續完成匹配的切削加工（gōng）操（cāo）作。

    1.2.2 更換主軸頭換刀（dāo）操作

針對具有旋轉刀具的數控機床，有效進行主軸頭更換能在提升操作效（xiào）率的同時，還（hái）可以借助（zhù）自動換刀優化工作準（zhǔn）確性和規範性。一般而言，磚塔的不（bú）同主（zhǔ）軸（zhóu）頭位置要預先安裝匹配不同工序的旋轉刀具，在係統接收到對應換刀指（zhǐ）令後，主軸頭就會依（yī）次旋轉到加工的具體位置，並且有效（xiào）連接主軸運動（dòng）位置（zhì）完成運動處理，保證（zhèng）主軸能帶動刀具形成旋（xuán）轉趨勢（shì）。此時，沒有處在加工位置的主軸會自動和主運動模塊脫開，避免出現誤操作。

另外，因為空間位置存（cún）在一定限（xiàn）製，因此主軸部（bù）位的結構一般采取靈活運動模式，這就（jiù）會對主軸係統的（de）剛（gāng）度有一定影響（xiǎng），要提升主軸的剛度水平，則要限製主軸的實際應用數量，避免結構尺（chǐ）寸增（zēng）大產生的不（bú）穩定性因素。更換主軸頭處理方案最（zuì）大的優勢（shì）在於能有效減少卸（xiè）刀、裝刀等操作產（chǎn）生的偏差（chà），維護應用可靠性合規發行，減少換（huàn）刀時間。

    1.2.3 帶刀庫自動換刀係統處理模式

在加工的同時將刀具安裝在標準刀（dāo）柄位（wèi）置，並調整尺寸，按（àn）照標準方（fāng）式完成刀庫吹工序，維持主軸應用的合理性，滿足精密加工的基本（běn）要求。這種處理方式使刀庫能存（cún）放一定數量刀具，符合工序加工（gōng）的（de）應用要求，也能提（tí）升機（jī）床的加工（gōng）時效性，更適用於數控鑽床、數控銑床（chuáng）等自動換刀裝置（zhì）處理工序（xù）中。

2、經濟型數控車床（chuáng）自動換刀維修流程

2.1 故障查找

為保證維修效果，在發現電路故障後須（xū）及時進行（háng）對應位置的查找，從而維持（chí）綜合（hé）維修處理的（de）效果，一般（bān）是從電（diàn）路故障和機械故障兩個方麵予以分析（xī）。

    2.1.1 電路故障查找（zhǎo）

   （1）確定刀架的具體換（huàn）刀位置，若換刀位置（zhì）準確，就直接啟動後續的換刀操作指令，然後開始相應的檢查工作。若刀架位（wèi）置不準確，就要對刀架位置（zhì）予以修正，錯誤的刀架位置會對電路檢測的時效性和準確（què）性產生影響。

   （2）打（dǎ）開刀架（jià）蓋，結合實際應用規範分析刀架內部的（de）開關位置，多數設備都會在四個角設置霍爾開關，觀察對應位置的準確性。

   （3）關閉蓋子，開啟經濟型數控車床，進行試運行，觀察運（yùn）行效果。若車床存在過衝或滯後運（yùn）行問題，需集中開展故障分析。若開（kāi）關位置和故障問題無（wú）關聯，就說明故障問題（tí）不是電路產生的。

    2.1.2 機械故障查找

若要判斷數控車床自動換刀（dāo）裝置是否存在機械故（gù）障問題，需先（xiān）進行拆卸分（fèn）析，由於自動刀架應用（yòng）內螺旋結構完成傳（chuán）動處理，因此卸載時要注意：一般以自上而下的方式完成拆卸，觀察霍爾開關位置是否存在（zài）改變或鬆動；並觀察線頭、斷頭等位置，標（biāo）記好後完成記錄。另外，要依據操作規程（chéng）插入蝸杆端頭進行順時針旋轉檢測，觀察端（duān）麵齒（chǐ）盤磨損情況，然後綜合判定其運行效果。

除此之（zhī）外，操作人員要統計確認換刀裝置的檢測結果，尤其是端麵齒板（bǎn）的磨損狀態，避免過衝或滯後等問題對（duì）自（zì）動換（huàn）刀維修裝置產生影響。

2.2 故障原（yuán）因分析

查找（zhǎo）出故（gù）障後（hòu）就要分析故障的主要原因，然後（hòu）才能落實相匹（pǐ）配的（de）故障處理方案。

    第一，檢查定位（wèi）銷，確認位置，並測量（liàng）銷孔，一般是提起刀架後測定機械位置和機械距離。

    第二，刀架（jià）抬起後，設備中銷釘的後端會受到彈簧（huáng）的推力，內控（kòng）長度隨之縮減，形成彎曲狀態。若阻力增加，則會造成刀架（jià）超調亦或是（shì）刀架操作滯後。

2.3 故障維修排除

判定相應問題後，就要製定（dìng）對應的處理措施。本論述主要以機械故障維修排除為例，一般要及時（shí）更換圓柱銷，確保定位的準確性。在應用過（guò）程中，圓柱銷（xiāo）在孔內（nèi）實現滑動（dòng）操作（zuò），方向為自上而下，隻有保證其耐磨性、韌性和強度，才能保證應用過程合理性。利用 UQ材料時，要將其作為基孔間隙材料，利用熱處理滿足HRC48-52硬度要求，實現裝配工作（zuò）和後處理（lǐ）工作。

另外，要對（duì）刀架渦輪蝸杆機（jī）構予以修（xiū）複，確保精準定位的同（tóng）時，修複後及時添塗紅（hóng）丹粉，形成（chéng）保護機理。要將蝸杆和渦輪拆卸後修複具體結構，確保維修應用的最優（yōu）化。

在數控車床應用管理中，傳感器問題、接口問題、電源故障問題等較為常見，利（lì）用新型技術體係配合數控原理分析，就能提升故障維（wéi）修的效率，從而減少故障產生的經濟損失。

2.4 檢測試行

在完成自動刀架裝配工作後，要對其（qí）進行精密性檢測，以保證能及（jí）時分析刀（dāo）架定位的精度。

   （1）換刀操作中，要對4個基礎刀位進行依次換刀，觀察重複換刀動作的連貫性，並及時觀測盤式刀庫中相應刀片（piàn）的情況，記錄數據，有（yǒu）效調整刀片位置（zhì）。

   （2）利用小車天梯軸程序進行試運行分析，完成基礎試驗操作後對工位加裝外圓刀具，確保工件檢查（chá）的合理（lǐ）性和完整性。

   （3）操作人員要借助 50 mm 量規（guī）和千分表進行標準長度的測定和分析，圓度誤差為0.001 mm、重複定位精度為0.001 mm～0.002 mm。

3、結（jié）束語

經濟型（xíng）數控車床的（de）應用範圍在不斷擴大，為維持其應用水平（píng），需整合具體的應用要求，對質量和性能予以關注，滿足安全性能高和定位準確的要求，優化自動換刀（dāo）裝置的控製力，及時檢索問題和故障並維修，利用針對性（xìng）處理方案打造良好的（de）工作環境，優化（huà）數（shù）控車床（chuáng）的水平，實現經濟效益、社會（huì）效益的共贏。

來源：數控機床市場