(a)强电电路 （b）接触器电路 （c）PLC输入/输出电路
图2-2 刀架控制接线回路
图中各器件的作用如下： 序号 名称 含义 1 M2 刀架电动机
2 QF3 刀架电动机带过载保护的电源空开 3 KM5、KM6 刀架电动机正、反转控制交流接触器 4 KA1 由急停控制的中间继电器
5 KA6、KA7 刀架电动机正、反转控制中间继电器 6 S1~S4 刀位检测霍尔开关 7 SB11 手动刀位选择按钮 8 SB12 手动换刀启动按钮 9 RC3 三相灭弧器
10 RC9、RC10 单相灭弧器 自动刀架控制涉及到的I/O信号如下：
PLC输入信号： ~：1~4号刀到位信号输入； ：手动刀位选择按钮信号输入； ：手动换刀启动按钮信号输入；
PLC输出信号： ：刀架正转继电器控制输出； ：刀架反转继电器控制输出。 接线回路图简析：假设，PLC输入/输出电路中输入1号刀同时选择手动刀选择。这时，SB11闭合KA6线圈得电反转KA6触点断开实现互锁。接触器回路中的KA6触点导通（KA1始终处于闭合状态）KM5线圈得电反转KM5反转触点断开实现双重互锁。刀架正转接触器回路导通，在强电回路总的KM5触点闭合刀架正转。当霍尔元件检测到1号刀的到位信号时，刀架开始定位锁紧，电机停转，换到结束。其他3把刀换刀方式依次类推。
第3章：刀架调试及故障分析
机械与电气调试部分
1．刀架不能启动
机械方面：刀架预紧力过大。当用六角扳手插入蜗杆端部旋转时不易转动，而用力时，可以转动，但下次夹紧后刀架仍不能启动。此种现象出现，可确定刀架不能启动的原因是预紧力过大，可通过调小刀架电机夹紧电流即可。
刀架内部机械卡死。当从蜗杆端部转动蜗杆时，顺时针方向转不动，其原因是机械卡死。首先，检查夹紧装置反靠定位销是否在反靠棘轮槽内，若在，则需将反靠棘轮与螺杆连接销孔回转一个角度重新打孔连接；其次，检查主轴螺母是否锁死，如螺母锁死，应重新调整；再次，由于润滑不良造成旋转件研死，此时，应拆开，观察实际情况，加以润滑处理。
电气方面：电源不通、电机不转。检查溶芯是否完好、电源开关是否良好接通、开关位置是否正确。当用万用表测量电容时，电压值是否在规定范围内，可通过更换保险、调整开关位置、使接通部位接触良好等相应措施来排除。除此以外，电源不通的原因还可考虑刀架至控制器断线、刀架内部断线、电刷式霍尔元件位置变化导致不能正常通断等情况。
电源通，电机反转。可确定为电机相序接反。通过检查线路，变换相序排除之。
手动换刀正常、机控不换刀。此时应重点检查微机与刀架控制器引线、微机I/O接口及刀架到位回答信号。
2．刀架连续运转、到位不停
由于刀架能够连续运转，所以，机械方面出现故障的可能性较小，主要从电气方面检查。
检查刀架到位信号是否发出，若没有到位信号，则是发讯盘故障。此时可检查：发讯盘弹性触头是否磨坏、发讯盘地线是否断路或接触不良或漏接，是否需要更换弹性片触头或重修，针对其线路中的继电器接触情况、到位开关接触情况、线路连接情况相应地进行线路故障排除。
当仅出现某号刀不能定位时，则一般是由于该号刀位线断路所至。 3．刀架越位过冲或转不到位
刀架越位过冲故障的机械原因可能性较大。主要是后靠装置不起征作用。
检查后靠定位销是否灵活，弹簧是否疲劳。此时应修复定位销使其灵活或更换弹簧。
检查后靠棘轮与蜗杆连接是否断开，若断开，需更换连接销。若仍出现过冲现象，则可能是由于刀具太长过重，应更换弹性模量稍大的定位销弹簧。
出现刀架运转不到位（有时中途位置突然停留），主要是由于发讯盘触点与弹性片触点错位，即刀位信号胶木盘位置固定偏移所至。此时，应重新调整发讯盘与弹性片触头位置并固定牢靠。
4．刀架不能正常夹紧 出现该故障时应当:
检查夹紧开关位置是否固定不当，并调整至正常位置。
用万用表检查其相应线路继电器是否能正常工作，触点接触是否可靠。若仍不能排除，则应考虑刀架内部机械配合是否松动。有时会出现由于内齿盘上有碎屑造成夹紧不牢而使定位不准，此时，应调整其机械装配并清洁内齿盘。
数控车床刀架常见故障的实例分析
在机械加工领域中，数控机床是集电力电子、自动控制、电机、传感器、计算机、机床、液压、气动等技术于一体的典型机电产品。它具有加工柔性好、精度高、生产效率高等优点。但在使用中也易出现问题，一旦出现了故障，往往比较棘手，尤其是在加工精度稳定性方面，轻则零件加工精度降低，重则导致零件报废甚至整个生产线停产。引起加工精度不稳定的因素是多方面的，刀架定位精度不准确是主要因素。以CK6140 数控车床为例，针对电动刀架发生定位精度不稳定现象做进一步的分析及其检修过程。
1.本厂有有10 台CK6140D 数控车床，系统配置采用SINUNER1K802D系统。经过一个月时间使用发现其中有1 台机床加工尺寸精度不稳定（30 个零件之中有6 个件尺寸达不到图纸要求）造成了小批量零件报废，其加工误差范围在～ mm之间。经过各项检测，引起此故障的原因是由于刀架定位精度不准确。
刀架定位精度不准确的原因
刀架动作顺序：换刀信号→电机正转→刀架转位→到位信号→电机反转→初定位→精定位夹紧→电机过流停转→换刀信息反馈→换刀结束
弱电部分由位置传感器（霍尔元件）组成，每个霍尔元件对应电动刀架一个工位。对刀架控制工作原理及刀架机械传动原理进行分析，得知影响刀架的重复定位精度产生误差的原因：刀盘连接部件松动；定位牙盘内有污物；霍尔元件开关位置不良，造成电器控制失效；每次刀盘到位的夹紧力不均。
2 .刀架的检修过程
（1）对刀架机械传动部分进行检修。检修时拆下箱盖板发现此刀架传动螺杆与传动轴有污物，此时需进行刀架清洗上油。通过检修可以对刀架连接部件的松动、定位牙盘内的污物、霍尔元件开关位置的不良造成电器控制失效等故障排除。（2）检修刀架到位后的夹紧力不均导致加工精度不稳定。从刀架控制原理可以看出，正转由K1 继电器控制，反转由K2 控制，RC是抗干扰夹弧器，拆开刀架控制盒盖板，输入换刀指令，T2 计算机输出TL+ 正转信号，K1 继电器吸合，三相主触点闭合，电机得电正转。当二号刀到位后，霍尔元件与磁钢导通，发出到位信号送回数控系统，系统按到反馈信号电平后，中断正转信号。同时发出TL- 反转信号，K2 继电器吻合，反三相主触点闭合，电机反转使刀架锁紧。K2 继电器吸合时，用万用表测量其输出电压是否为AC380 V。如果此电压不是AC380 V，将可以断定K2 中间继电器。继电器触点接触不良，引起输出AC380 V三相电压不平衡。电机反转锁紧刀架时，保护空气开关没有出现过流断路，以致换刀时间短，电机反转瞬间。
转功率不够，是因电机反相锁紧力达不到 N，刀架夹紧力不够造成刀盘定位精度不准。此时应该拆下刀架控制盒，拔下K2 中间继电器，并更换，更换后，再连接好线路。刀架控制电路可以不采用刀架厂生产的刀架控制盒，而直接用交流接触器代替刀架控制盒K1，K2 中间继电器拖动刀架电机。这样可以增强刀架控制线路的稳定性。最后对多个零件进行试加工，结果显示，尺寸准确。表明故障已经排除。
刀架使用注意事项
1.刀架电机采用三相380V特殊刀架电机，刀架连续运行时，每分钟换刀
次数不得超过6次，否则会烧坏电机。
该刀架反转锁紧时间为秒。反转锁紧时间设置过长会使电机温度过高而损坏电机。反转时间设置过短会使刀架不能充分锁紧。在每台刀架的合格证上都注明了该刀架的准确锁紧时间。
