数控车床刀架故障的判断与排除.pdf

北京市工业及时学院数控应用技术系数控设备维修教研组
数控车床刀架故障的判断与排除
数控车床刀架的典型结构

数控车床使用的是回转刀架,它是最简单的自动换刀装置,有排刀式刀架、方刀架、
转塔回转刀架、液压驱动回转刀架、车削中心的动力***等。
我院所目前使用的刀架形式有:方刀架、转塔回转刀架、液压驱动回转刀架、车削中
心的动力***

方刀架





回转式刀架



车削

液压中
心的
驱
动动
刀力
***
架






数控车床刀架的机械原理

回转刀架必须具有良好的
强度和刚度,以承受粗加工的切
削力:同时要保证回转刀架在每
次转位的重复定位精度。下面我
们以六工位鼠齿盘电动刀架为
例了解一下其换刀过程中的机
械原理。系统发出换刀信号,控
制继电器动作,电动机正转,通
过蜗轮、蜗杆,蜗杆将鼠齿盘上
升到一定高度时,离合削进入离
合盘槽,离合盘带动离合销,离

合销带动销盘,销盘带动上刀体
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转位,当刀体转到所须刀位时,
霍尔元件电路发出到位信号,电
动机反转,反靠销进入反靠盘
槽,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。

数控车床刀架的换刀方式

数控车床刀架换刀也分为
固定换刀和随机换刀。固定换刀 1——刀架 2、3——端面齿盘 4——
刀号和刀座号永远一致,随机换滑块 5——蜗轮 6——轴 7——蜗
刀数控系统记忆刀号,刀号与刀杆 8、9、10——传动齿轮 11——电
座不一定对应。动机 12——微动开关 13——小轴
14——圆环 15——压板 16——楔铁

数控车床刀架刀号的识别方

数控车床刀架刀号识别有两种方法:
①霍尔元件状态组合识别刀号
1#刀位 2#刀位 3#刀位 4#刀位 5#刀位 6#刀位






PRS21 20 1 0 1 0 1 0

PRS22 21 0 1 1 0 0 1

PRS23 22 0 0 0 1 1 1

刀号 No. 1 2 3 4 5 6

霍尔元件识别刀号如上图所示,在刀塔下部安装档块,当刀号转到位时,档铁满足某
种组合,三个霍尔元件读出信号,如上表所示。

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②脉冲编码器识别
脉冲编码器输出 A 相 B 相和一转信号 Z 相,A 相和 B 相信号相差 90 度作为鉴相信号。
编码器每转的信号除以刀号,也即每转 n 个脉冲代表一个刀位。比如编码器转一周发出 360
个脉冲,则可认为 60 C 数编码器转过了几个脉冲,就可判断出到几号
位了。C 会记住刀位号, C 会从这个已记的刀号脉冲,继续数脉冲。





90°

第一个刀位第二个刀位第三个刀位第四个刀位

③开关识别
学院大连数控车床刀架结构为:刀架转轴上有一“档铁”(图中蓝色矩形条),相当于
刀位“0”位,刀架共有 6 个刀位,每 30 度的上安装一个感应开关,如下图所示,每当“档
铁”接近某一个感应开关时,感应开关(NPN 结输出)输出一个低电平信号,并送到 PMC 诊
断地址 ~,(低电平有效)








PMC

Vcc
RV

OUT
RV

RV

RV

RV

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PMC 诊断画面:***到位信号地址
从地址 X9
中可查看
各刀号的
霍尔元件
有没有传
入信号。












数控车床刀架换刀的电气控制
数控机床刀架是由机床 PLC 来进行控制,分析车床刀架的控制原理是指刀架的整个换刀
过程,刀架的换刀过程实质就是通过 PLC 对控制刀架的所有 I/O 信号进行逻辑处理及计算。
实现刀架的顺序控制。另外为了保证换刀能够正确进行,数控系统一般还要设置一些相应的
系统参数来对换刀过程进行调整。
CNC 指令送入 PMC 生成二进制中间互锁输出 电
如 T03 译码码 处理机正转

CNC 向