车床刀架范文精选

【摘 要】我公司有一台数控斜床身车床，使用FANUC 0i―TD系统，采用液压式刀架，提供了12把刀位，是专门用来加工液压油缸的。由于液压油缸是成批量生产，基本是24小时不间断的运行，而且加工过程中，需要经常换刀，再加上切削力和各激振力及其它外界因素的影响，致使刀架在使用时容易出现各种各样的故障，非常耽误生产。通过本文来主要介绍它的工作原理及其修复的方式方法，做到掌握并保证刀架在出现故障时，能迅速解决故障，保证正常运行。

【关键词】数控；检测；故障现象

1 刀架与刀架内部检测感应开关简介

该刀架采用液压马达驱动方式，有静音、扭力大、高速、换刀速度快、换刀精确等特点；并通过刀架内部6只感应开关来实现换刀定位动作（图1）。

图1

（1）Sensor A、SensorB、SensorC、SensorD：刀位检测感应开关，只供刀位检测，不做任何动作的启动信号。

（2）SensorE：为刀架停止转动与锁紧感应开关，有刀位检测的功能，当每换一把刀就感应一次，并且传递给PMC程序中一个数刀信号；当SensorE感应到刀架已旋转至所需刀位时，便控制刀架旋转电磁阀断电，使刀架停止旋转，并启动刀架锁紧电磁阀，以确保刀架锁紧。

（3）SensorF：为刀架松开/锁紧检测感应开关，对刀架松开/锁紧电磁阀控制的刀架松开/锁紧动作进行感应，没有感应时，即刀架已松开脱离，此时才可启动刀架旋转；SensorF感应时，即刀架已锁紧，此时完成换刀动作。

【摘 要】本文采用FMECA分析对数控车床刀架故障进行分析，对可能造成故障的各种因素进行总结，并绘制出故障危害性矩阵图，从而确定刀架故障中危害最大的故障模式，为同类型数控车床刀架的维修提供借鉴。

【关键词】数控车床；刀架故障；FMECA

随着我国社会经济的不断发展，装备制造业水平不断提高，数控机床得到了越来越广泛的应用。随着数控机床使用时间的增加，由于机床可靠性等方面的问题，不可避免的会产生各种故障。如何快速准确的找出故障，并进行维修是提高机床使用效率不或缺的手段。下面以某国产数控车床刀架故障实例分析，并通过故障模式、影响及危害性分析（Failure Mode and Effects Criticality Analysis，简称FMECA）分析找出对数控车床影响严重的故障，以便指导针对于该类故障的维修与维护。

表1 刀架故障分析

1 数控车床刀架故障分析

对于数控车床刀架常见故障的分析，见表1。

2 数控车床刀架故障FMEA分析

由前面对数控车床刀架故障的分析，了解了刀架的基本组成及各部分的作用及各种故障对加工的影响。下面利用故障模式与影响分析法对表1中描述的刀架故障进行定性分析。刀架的组成及各部分功能见表2。

摘要：主要介绍了FANUC数控车床手动换刀的PMC设计，以FANUC系统的数控车床四方刀架的换刀PMC设计为例，详细介绍了PMC换刀程序的设计过程、刀架结构及其工作原理以及刀架的常见故障.通过对整个换刀过程的分析，编制出了合理、可靠的PMC换刀程序.

关键词：FANUC数控 PMC设计 刀架

一、FANUC数控系统PMC 的介绍

数控系统分为控制伺服电动机和主轴电机作各种进给切削动作的系统部分和控制机床辅助电气部分的 PMC。PMC 与 PLC 所需实现的功能是基本一样的。PLC 用于工厂一般通用设备的自动控制装置，而PMC 专用于数控机床辅助电气部分的自动控制，所以称为可编程序机床控制器，简称 PMC。

X 是来自机床侧的输入信号（如接近开关、极限开关、压力开关、操作按钮等输入信号元件，I/Olink 的地址是从 X0 开始的。PMC 接收从机床侧各装置反馈的输入信号，在控制程序中进行逻辑运算，作为机床动作的条件及对设备进行诊断的依据。Y 是由 PMC 输出到机床侧的信号。在 PMC 控制程序中，根据自动控制的要求，输出信号控制机床侧的电磁阀、接触器、信号灯动作，满足机床运行的需要。I/Olink 的地址是从 Y0 开始的F 是由控制伺服电机与主轴电机的系统部分侧输入到 PMC 信号，系统部分就是将伺服电机和主轴电机的状态，以及请求相关机床动作的信号（如移动中信号、位置检测信号、系统准备完成信号等），反馈到 PMC 中去进行逻辑运输，作为机床动作的条件及进行自诊断的依据，其地址从 F0 开始。G 是由 PMC 侧输出到系统部分的信号，对系统部分进行控制和信息反馈（如轴互锁信号、M 代码执行完毕信号等）其地址从 G0 开始。

二、刀架换刀原理

数控车床使用的回转刀架是最简单的自动换刀装置，有四工位和六工位刀架，回转刀架按其工作原理可分为机械螺母升降转位、十字槽转位等方式，其换刀过程一般为刀架抬起、刀架转位、刀架压紧并定位等几个步骤。回转刀架必须具有良好的强度和刚性，以承受粗加工的切削力。同时还要保证回转刀架在每次转位的重复定位精度。在 JOG 方式下，进行换刀，主要是通过机床控制面板上的手动换刀键来完成的，一般是在手动方式下，按下换刀键，刀位转入下一把刀。刀架在电气控制上，主要包含刀架电机正反转和霍尔传感器两部分，实现刀架正反转的是三相异步电机，通过电机的正反转来完成刀架的转位与锁紧；而刀位传感器一般是由霍尔传感器构成，四工位刀架就有四个霍尔传感器安装在一块圆盘上，但触发霍尔传感器的磁铁只有一个，也就是说，四个刀位信号始终有个为“1”或为“0”。

三、手动换刀的 PMC控制程序编制

摘 要:由于经济型数控车床是我国当前数控车床的主流产品,所以对其自动回转刀架的研究是很有必要的。安装自动回转刀架可以减少加工误差,缩短辅助时间还可以一次完成多工序的加工。本文简单的介绍了一种自动回转刀架的设计,希望对相关人员有所帮助。

关键词:数控车床 回转刀架 正转 反转 PLC

中图分类号:TG519.1 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2011)03-0012-01

数控机床是一种机电一体化产品,其综合了自动控制、电子计算机、自动检测及精密机械等方面的技术。该系统通过处理相应的指令程序,可以自东完成信息的输入、译码和运算,从而完成控制机床运动和加工的过程。数控机床与普通车床相比,具有加工精度高,质量稳定、适应性、效率高、操作劳动强度低等优点。

经济型数控车床是我国当前数控车床的主流产品,主要是因为其价格低廉,设备费用投入较少。我国已有十余家企业生产规模达到年产千台以上。

经济型数控车床比较适合目前国内市场的需要,所谓的经济型数控机床就是在普通的机床上面加装数控系统的自动化机床。经济型数控机床主要依靠控制系统精度和机床本身的机械传动精度这两方面来保证和提高被加工零件的精度。由于数控车床的进给传动系统必须对进给位移的位置和速度同时实现自动控制,所以,数控车床与普通卧室车床相比,应具有更好的精度,以确保机械传动系统的传动精度和工作稳定性。

经济型数控车床为了能在工件的一次装夹中完成多工序加工,减少多次安装所引起的加工误差,缩短辅助时间,必须带有自动回转刀架。自动回转刀架一般四工位六工位和八工位这几种形式。根据机械定位方式的不同,自动回转刀架可分为三齿盘定位型和端齿盘定位型等。根据安装方式的不同,自动回转刀架可分为卧式和立式两种。其中端齿盘定位型虽然结构较简单,但是换刀时刀架需抬起,换刀速度较慢且密封性较差。三齿盘定位型又叫免抬型相对而言结构较复杂,但其换刀时刀架不抬起,因此换刀时速度快且密封性好。

自动回转刀架为了更好的承受加工时的切削抗力,在结构上必须要求有良好的刚性和强度。自动回转刀架还要选择可靠的定位方案和合理的定位结构以保证转位具有高的重复定位精度。自动回转刀架的自动换刀由控制系统和驱动电路来实现的。

摘要：刀架故障是数控车床经常出现的故障类型。本文首先简单介绍了数控机床电动刀架的工作原理，然后具体分析了数控车床刀架的典型故障及排除措施，以期为相关技术和维修人员提供参考。

关键词：数控车床；刀架；故障分析及排除

数控机床是一种具有高精度、高柔韧性、高效率、高自动化机床设备，由于其成本投入要远远大于普通机床，因而减少机床故障发生率、延长机床使用寿命是其日常管理的重要内容。通常情况下，因为数控机床程序技术高度复杂，对于维修人员的素质和专业能力要求较高，以致其故障检测和排除相对效率较低。作为机床故障的主要类型，刀架故障的排除就显得更为重要。因此，加强有关数控机床刀架故障的分析和排除措施的探讨，对于提高数控机床检修质量、改善数控机床使用效率具有重要现实意义。

1.数控机床电动刀架工作原理

数控机床电动刀架的一般工作原理为：工作人员将指令输入到机床中，在指令传输给计算机后，计算机输出换刀指令，此时控制刀架继电器开始工作；当继电器合闸后，刀架电动机开始动作，在经过涡轮、蜗杆、螺杆过程后使刀架销盘上升到固定高度，此时离合销嵌入到离合盘槽内，两者循环带动；销盘同时引起上刀架体转动，当上刀架体旋转到恰当位置时，电动机反转，此时反靠销嵌入到反靠盘中，离合销退出离合盘，以此刀架实现粗定位；销盘的下降端齿啮合，在经过精确定位后刀架便锁紧；刀架反转完成一个周期后，继电器会自动切断，电动机继而停止运行；当延时继电器开始动作后，中断电源、电动机停止动作，向计算机输入返回指令，加工过程便开始2.数控机床刀架典型故障分析及排除

2.1.换刀指令失效

故障原因分析：刀架电动机的三相电源缺相进行输出造成转矩较小；接触线圈发生不同程度的老化或损坏；电动机不同相采用了错误的接线顺序，从而导致电动机通电后发生逆时针旋转，而其内部的离合销、弹簧、反靠销等机械结构智能进行单向运动，造成电动机非正常制动；控制刀架继电器出现故障；刀架电动机出现损坏；主触点发生短路或断路；接线端子接触不牢或滑落。

排除措施：关闭电源检查器件有无松动；检查刀架机械结构是否正常；检查机床控制和强电回路是否完整；检查电机的QF4是否出现跳闸；采用更换法检查电机是否正常运转。

摘要:《数控车床自动刀架结构与工艺设计》，根据数控车床自动刀架“换刀时间短，刀具重复定位精度高，传动系统简便，有足够的刀具存储量和结构紧密、占地面积小”的要求，重点设计刀架的结构和工艺，对传统的槽轮式六工位自动刀架进行结构设计和改造。

关键词:数控车床槽轮 自动刀架

1.1. 刀架基本原理和设计准则

自动换刀装置是数控车床最普遍的一种辅助装置，它可以使数控车床在工件在一次装夹中完成多种甚至所有的加工工序，以缩短加工的辅助时间，减少加工过程中由于多次安装工件而引起的误差，从而提高机床的加工效率和加工精度。

因此，在设计时为了遵循在机床使用过程中对自动刀架的要求，本方案主要围绕以下几点准则设计：换刀时间短，刀具重复定位精度高，结构紧密并且有足够的刀具存储量，传动系统简便。

本次设计主要是对传统的槽轮式六工位自动刀架进行改造，设计出更加合理的新方案。其基本原理和传动路径如下：刀架电机联轴器蜗杆传动齿轮传动拨盘转动拨盘带转槽轮槽轮轴带转刀架（换刀完成）。

其传动简图如右图所示:

1.刀架电机

摘要:

传统车床方刀架在使用过程中经常出现偏移现象，主要原因是小滑板销孔套筒耐磨性差，磨损严重，降低了加工精度和工作效率。通过表面热处理工艺强化45﹟钢，使其耐磨性增强，从而解决了生产中车床方刀架的偏移问题。

关键词:

车床方刀架;磨损;表面热处理

传统车床是工业生产的重要设备，车床表面热处理技术在车床生产中占有重要地位。车床的方刀架对车床的加工精度影响很大，然而方刀架在使用中的偏移、磨损等问题都将影响产品的加工精度，降低生产效率。本研究主要对车床的方刀架表面热处理工艺进行分析，探讨解决方刀架耐磨性差的问题。

1车床方刀架结构

车床方刀架结构如图1所示。

2车床方刀架产生偏移的原因

1前言

双刀架数控车床采用多刀同时切削，能缩短工时，提高生产效率，在批量生产中得到应用。数控加工的几何数据和工艺数据，是NC机床工作的原始依据，由被加工零件的图纸确定。用自动编程系统进行数控编程，必须以某种CAPP的方式获取工艺路线、走刀轨迹、切削参数以及辅助功能(换刀、变速、冷却液开停等)。

对于毛坯尺寸偏差大的工件的数控加工，若按传统的编程方式，就必须按照最大毛坯尺寸编程。如果按最大尺寸编程，一则加工效率较低，再则会在某种情况下造成空切，而在另外某种情况可能会造成过切。过切的后果，轻则影响刀具耐用度，重则损坏刀具影响机床的精度。所以，毛坯偏差大的工件的数控加工最好是根据每个工件的具体情况，来确定加工该工件的切削参数(如切削余量、走刀次数等)。本编程系统借助数控系统的刀具监控功能，在线测量工件上的一些关键点(称作测量点)的加工余量分布情况，在加工过程规划中确定工步所通过的测量点(一个或多个)，由此得到本工步的切削参数。本文以我们为马钢公司车轮轮箍分公司开发的“双刀架数控车床图形自动编程系统”为例，研究双刀架数控编程系统的CAPP技术。该自动编程系统以Microstation为图形平台，实现了CAD/CAPP/NCP的系统集成。

2双刀架数控车床自动编程CAPP的特点

双刀架数控车床是一种高效的数控机床，由于采用双刀同时切削，所以能够有效地缩短单件加工时间，显著地提高了生产率。而生产率提高的程度取决于左右刀架重叠加工时间的长短，也就是说双刀应尽可能地同时加工工件的不同表面。本文以德国Diedesheim机床公司生产的VF120—RW双刀架立式数控车床(该机床配有两套SINUMERIK—810T数控系统)加工火车车轮为例进行分析研究。该机床的数控系统采用主从控制方式，其左刀架数控系统为主系统(机床主轴速度等由左数控系统控制)，右刀架数控系统为从系统，左、右两个数控系统以M21指令来协调两个刀架的动作，以R参数传递数据。据统计其加工效率可以比单刀架数控车床提高30%以上。

双刀架数控车床自动编程的加工过程规划CAPP有别于普通的单刀架数控车床自动编程的CAPP过程。因为在进行CAPP时，加工的切削参数是未知的，实际使用的切削参数是在加工过程中通过测量得到的。在进行CAPP时，必须要指定工步加工轨迹所经过的测量点(一个测量点或多个测量点)的信息。双刀架数控车床加工过程规划CAPP的复杂性还体现在必须保证能对用户的规划过程实施足够的监控，确保不会造成加工时工艺系统的几何干涉和工艺干涉。加工过程规划CAPP以数控系统的M21指令(左右刀架动作协调指令)来对用户的规划进行可行性检验，以确保加工时左、右刀架在任何情况下都能正确工作，不会有干涉现象发生。系统设计为用户的CAPP提供了极大的方便，左、右刀架工步的规划既可以轮流进行，也可以一边完成后再规划另一边的工步。

3零件的几何信息和工艺信息的提取

加工过程规划CAPP是以人机交互方式规划零件加工的一个工序的各工步，工步是加工过程规划CAPP数据存取的基本单元，以工步ID来标识工步；以双向链表来组织规划数据，方便数据的存储和修改操作，从而确保加工过程规划CAPP有足够的灵活性(规划过程及工步工艺参数的可修改)。每个工步数据由刀具运动轨迹数据和切削工艺数据两个部分构成。由于记录工步数据量很大，故用结构来记录这些信息，以协调数据的内在联系，同时又方便了数据的操作。

摘要：数控机床的故障有系统类、驱动类、刀架类、主轴类、进给类等等，电动刀架作为数控车床的重要配置，在机床运行工作中起着至关重要的作用，一旦出现故障很可能使工件报废，甚至造成卡盘与刀架碰撞的事故，而且刀架故障在数控车床故障中占有很大的比例，因此，通过对数控车床刀架的结构与工作原理的阐述，并以其在日常生产中遇到的常见故障为依据，剖析了生产中刀架出现的故障，并提出相应的维修方案。

关键词：数控车床 刀架 故障 维修

数控车床越来越被广泛的应用于机械加工行业，然而，数控车床的大量使用带来了更大的问题：数控车床难免会出现各种故障，所以故障的维修就成了数控车床使用者最关键的问题。数控车床常见的故障有刀架类、主轴类、螺纹加工类、系统显示类、驱动类、通信类等，其中刀架故障占有相当大的比例，常常包括电器方面、机械方面以及液压方面的问题。因此，本文以自己的实际经验为指导，对数控车床在日常生产中遇到的常见典型的刀架问题逐一进行了分析，希望能给大家提供一些有益的借鉴。

1电动刀架工作原理

操作者向数控机床输入换刀指令，指令传递给微机，微机发出换刀信号，由此控制刀架继电器动作，电动机继电器闭合，刀架电动机正转，电动机通过蜗杆、涡轮、螺杆将刀架销盘上升至一定高度时，离合销进入离合盘槽中，离合盘带动离合销、离合销带动销盘、销盘带动上刀架体转位，当上刀体转到所需到位时，霍尔元件发出刀位信号，电动机反转，反靠销进入反靠盘槽中，离合销从离合盘槽中爬出，刀架完成粗定位。同时销盘下降端齿啮合，完成精定位，刀架锁紧。刀架反转时间到，继电器断开动作，电动机停止。（3/5T）延时继电器动作，切断电源、电动机停转，向微机发出回答信号，加工程序开始。

2电动刀架发信盘工作原理

电动刀架发信盘是固定在刀架内部中心固定轴上由尼龙材料作为封装的圆盘部件。发信盘内部根据刀架工位数设有四个或六个霍尔元件，并与固定在刀架上的磁铜共同作用来检测刀具的位置。

2.1发信盘内部结构和工作原理

摘要：对常用数控车床四方电动刀架的结构进行剖析，从而可以很清晰地明白刀架的工作原理。经过多年的实践，总结自己的拆装经验，为今后工作和初学者提供必要的参考。组装后的调试尤为重要，很多意想不到的故障会出现，对故障点的全面分析可以帮助我们顺利地完成刀架的组装。

关键词：粗定位；精定位；磁钢；反转时间；拆装

中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）05-0195-02

近几年随着全国职业技能大赛的开展，每年全区都要进行“数控机床维修与调试”的比赛，我们学院也参与其中，逐渐地对数控机床结构和维修有了更加深入的了解。通过对各种资料的研究和反复对数控车床四方刀架的拆装与故障调试，我发现基本找不到一份详尽的拆装说明。现就将我在数控车床四方刀架拆装与调试竞赛过程中的一些发现和体会做一阐述。

一、经济型数控车床四方刀架的结构及动作原理

经济型数控车床四方刀架完全由电气控制，其功能虽然与普通车床四方刀架相同，但结构已有很大改变，其结构图如下：

1-上盖；2-发信盘；3-小螺母；4-磁钢座；5-大螺母；6-离合器盘；7-螺杆；8-外端齿；9-下刀体；10-蜗轮；11-中轴；12-反靠垫；13、27-反靠销；14-上刀体；15-霍尔元件；16-磁钢；23-联轴器；24-止退圈；25-离合销；26-销盘；27-销钉

1.主要部件作用：原动力件：电机；机械传动件：蜗杆、10、11、7、26；基础件：9、14；位置传感元件：2、15、16；机械定位件：25、27、12、13。