数控机床故障诊断与维修第4章

来源：网络收集时间：2026-08-07

导读：数控机床故障诊断与维修第4章换刀异常故障诊断与维修章换刀异常故障诊断与维修4.1刀架的结构及控制刀架的结构及控制 4.2刀架的具体控制电路刀架的具体控制电路 4.3数控车床刀架常见故障维修实例数控车床刀架常见故障维修实例数控机床故障诊断与维修 4.

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第4章换刀异常故障诊断与维修章换刀异常故障诊断与维修4.1刀架的结构及控制刀架的结构及控制 4.2刀架的具体控制电路刀架的具体控制电路 4.3数控车床刀架常见故障维修实例数控车床刀架常见故障维修实例

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4.1刀架的结构及控制刀架的结构及控制4.1.1刀架的作用、结构及工作原理刀架的作用、刀架的作用数控机床为了能在工件一次装夹中完成多种加工工序，数控机床为了能在工件一次装夹中完成多种加工工序，以缩短辅助时间和减少多次安装工件所引起的误差，以缩短辅助时间和减少多次安装工件所引起的误差，必须带有自动换刀装置。有自动换刀装置。数控车床上的回转刀架就是一种简单的自动换刀装置，属于数控车床上的关键功能部件，动换刀装置，属于数控车床上的关键功能部件，一旦出现问整个设备将无法工作，题，整个设备将无法工作，而且刀架故障在数控车床故障中占有很大比例，虽然各厂家所生产的刀架结构、尺寸各异，占有很大比例，虽然各厂家所生产的刀架结构、尺寸各异，不同数控车床生产厂家安装的刀架也有所不同，不同数控车床生产厂家安装的刀架也有所不同，但无论是哪一类刀架，故障原因大多雷同，维修方法也可以互相参考。一类刀架，故障原因大多雷同，维修方法也可以互相参考。

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4.1刀架的结构及控制刀架的结构及控制首先我们要了解刀架的结构，首先我们要了解刀架的结构，熟悉其机械结构和电气控制原才能快速判断故障所在。理，才能快速判断故障所在。 1刀架的作用及结构刀架主要用来装夹多把不同的车刀，在数控车床零件加工生刀架主要用来装夹多把不同的车刀，产过程中，有些零件需要多把车刀来对同一零件加工，数控产过程中，有些零件需要多把车刀来对同一零件加工，车床装电动刀架可以实现在零件加工过程中，通过编写加工车床装电动刀架可以实现在零件加工过程中，程序，由数控系统自动控制车床换刀来完成零件加工。如图程序，由数控系统自动控制车床换刀来完成零件加工。 4-1为立式四方电动刀架结构。为立式四方电动刀架结构。为立式四方电动刀架结构

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4.1刀架的结构及控制刀架的结构及控制2电动刀架的工作原理松开：刀架电动机与刀架内一蜗杆相连， (1)松开：刀架电动机与刀架内一蜗杆相连，刀架电动机转动时与蜗杆配套的蜗轮转动，转动时与蜗杆配套的蜗轮转动，此蜗轮与一条丝杠为一体的蜗轮丝杠”),当丝杠转动时会上升 (称为 “蜗轮丝杠”),当丝杠转动时会上升 (与丝

杠旋合的螺母与刀架是一体的，当松开时刀架不动作，合的螺母与刀架是一体的，当松开时刀架不动作，所以丝杠会上升), ),丝杠上升后使位于丝杠上端的压板上升即松开刀会上升),丝杠上升后使位于丝杠上端的压板上升即松开刀架； (2)换刀：刀架松开后，丝杠继续转动刀架在摩擦力的作换刀：刀架松开后，用下与丝杠一起转动即换刀；用下与丝杠一起转动即换刀；

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4.1刀架的结构及控制刀架的结构及控制(3)定位：在刀架的每一个刀位上有一个用永磁铁做的感定位：应器，当转到系统所需的刀位时，磁感应器发出信号，应器，当转到系统所需的刀位时，磁感应器发出信号，刀架电动机开始反转；电动机开始反转；锁紧： (4)锁紧：刀架是用类似于棘轮的机构装的只能沿一个方向旋转，当丝杠反转时刀架不能动作，向旋转，当丝杠反转时刀架不能动作，丝杠就带着压板向下运动将刀架锁紧，换刀完成。运动将刀架锁紧，换刀完成。电动机的反转时间是系统参数设定的，设置时间不能太长也不能太短，设定的，设置时间不能太长也不能太短，反转锁紧时间过长损坏电动机；反转锁紧时间过短刀架可能锁不紧。损坏电动机；反转锁紧时间过短刀架可能锁不紧。检验刀架是否锁紧的方法为：用百分表靠紧刀架，人为的扳动刀架，是否锁紧的方法为：用百分表靠紧刀架，人为的扳动刀架，百分表指针浮动不应超出0 01 01mm。百分表指针浮动不应超出0.01mm。

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4.1刀架的结构及控制刀架的结构及控制4.1.2刀架接口与控制刀架接口与控制1XS40机床输入接口 XS40机床输入接口 40 GSK980TD数控系统通过XS40 980TD数控系统通过XS40接口与刀架控制信 GSK980TD数控系统通过XS40接口与刀架控制信号连接，接口定义如图所示。号连接，接口定义如图4-2所示。所示 2换刀控制相关信号 01~T04: ~T04 号刀刀位信号，机床→ T01~T04:1~4号刀刀位信号，机床→CNC; 05~T08: ~T08 T05~T08:5~8号刀刀位信号，机床 →CNC, PLC程 05~T08信号接口为复用 ~T08 标准 PLC程序定义的T05~T08信号接口为复用接口，T05与 SPEN信号共用同一接口，T07 ,T05 信号共用同一接口，T07与接口，T05与 SPEN信号共用同一接口，T07与 M 41I、WQPJ信号共用同一接口，T08与 42I、 I、WQ

PJ信号共用同一接口，T08 41I、WQPJ信号共用同一接口，T08与 M42I、 NQPJ信号共用同一接口 NQPJ信号共用同一接口

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4.1刀架的结构及控制刀架的结构及控制TCP:刀架锁紧信号，标准PLC程序定义的 TCP信号 TCP:刀架锁紧信号，标准PLC程序定义的 TCP信号刀架锁紧信号 PLC 接口为复用接口，TCP PRES(压力检测信号，TCP与压力检测信号) 接口为复用接口，TCP与PRES(压力检测信号)信号共用同一接口；TL+、TL-:刀架正转、反转信号。 ;TL+、TL-:刀架正转共用同一接口；TL+、TL-:刀架正转、反转信号。 3换刀方式换刀的控制时序、 PLC程序定义程序定义。换刀的控制时序、控制逻辑由 PLC程序定义。标准 PL 程序定义了四种换刀方式，具体如下： C程序定义了四种换刀方式，具体如下：

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4.1刀架的结构及控制刀架的结构及控制(1)换刀方式A。在手动、MDI或自动方式下，执行换换刀方式A。在手动、MDI或自动方式下， A。在手动、MDI或自动方式下，CNC输出刀架正转信号 (TL+),并开始检测刀位刀，CNC输出刀架正转信号 (TL+),并开始检测刀位信号，信号，在检测到刀位信号后关闭刀架正转信号 (TL+), 并开始检测刀位信号是否有跳变，并开始检测刀位信号是否有跳变，若有跳变则输出刀架反转信号(TL-), (TL-),刀架反转信号 (TL-)输出后开始检测信号(TL-),刀架反转信号 (TL-)输出后开始检测 TCP,当接收到此信号后延迟数据参数085 当接收到此信号后，锁紧信号 TCP,当接收到此信号后，延迟数据参数085 设置的时间， (TL-),换刀结束换刀结束。设置的时间，关闭刀架反转信号 (TL-),换刀结束。换刀方式A 带到位检测)。 )。换刀过程基本同换刀方 (2)换刀方式A (带到位检测)。换刀过程基本同换刀方 A,仅增加了刀位确认这一环节，CNC停止输出刀架反仅增加了刀位确认这一环节，CNC 式 A,仅增加了刀位确认这一环节，CNC停止输出刀架反转信号的瞬间检测确认刀位信号 (即当前的刀位输入信号是否与当前的刀号一致),若一致，换刀过程完成，若不一致， ),若一致否与当前的刀号一致),若一致，换刀过程完成，若不一致， CNC出现换刀未完成”报警。 CNC出现 “换刀未完成”报警。

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