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数控车床伺服刀塔故障诊断与维修

摘要：刀塔是数控车床的主要构件，是加工安全性和精度的关键保障，但是刀

塔加工的原理和结构都比较复杂，在运转中面临潜在故障，比如刀塔锁不紧或者

是运转不到位。引发刀塔故障的因素是多方面的，本文详细论述伺服刀塔的相关

问题，主要是刀塔的常见问题和故障判定方式，以及面临不同的故障如何进行高

效修复。

关键词：数控车床；伺服刀塔；故障诊断；维修

引言：

为了强化数控车床的加工效果，就需要重视伺服刀塔的运行品质，尤其要关

注刀塔运转的故障现象，判定刀塔无法锁紧和转半位的原因，然后开展针对性的

修复过程，强化刀塔的运转的可靠性，提升刀塔中各个组件的性能，强化整个车

床的加工性能和效率。

一、工作原理

伺服刀塔是非常关键的机床组件，结构形式十分复杂，但是作业的可靠性和

速度都非常高，主要构成为传感器和电机等设备，通过活塞控制分度盘的运行，

并且借助于编码器的功能来实现转刀的环节价格，即将转刀的指令输入控制设备

中，刀塔就能够依照程序设定实现操作，当刀位正确时，能够保障稳定的加工过

程。

二、故障诊断和维修

（一）刀塔锁不紧

这是伺服刀塔的主要故障，当刀塔不能锁紧的时候，会影响到刀塔的操作安

全，总体而言，刀塔锁不紧的情况和维修策略如下所述：

在换1.刀结束后，发现刀塔存在晃动问题，再搬动之后无法有效弹回，这是

刀塔锁不紧的明显症状。由此可以判定三联齿盘的问题，可能是其啮合不到位才

引发了刀塔的晃动现象。在实际的情况中，紧缩面之间的关系决定了该装置的啮

合情况，也就是相关的紧缩面必须处于合理的齿轮位置，在运行状态中，如果齿

轮无法趋于紧缩面的顶部，就会存在啮合不到位的隐患。该问题一是源于齿轮元

件的品质，二是源于设备的轴向距离不合理，倘若装置中存在异物，设备的轴向

间距就无法保障，干扰到齿盘的啮合，导致刀塔无法锁紧的问题。

有效的维修策略：一是查验齿轮的状况，如果检查到齿轮磨损，就将齿轮尽

快更换掉，二是查看轴向间距，及时调节距离，并且将装置内的异物清理掉。三

是查看齿盘的元件状况，有些齿轮的弹簧存在问题，也会影响齿盘的啮合，关键

是检查弹簧是否断开和曲折，并且调整或者修复弹簧。

在换2.刀结束后，一般需要测试刀塔的状况，会使用到百分表，而且关键的

测试内容就是刀塔是否锁紧，在这个过程中，如果检测出设备的变形问题，即使

刀塔呈现出锁紧的状态，但是设备的刚性减小，仍旧会干扰到加工操作。在此情

况中，存在的并非是锁紧问题，而是锁紧的刚度受到影响，不能实施稳定的加工，

这仍旧是源于齿盘啮合度不足，如果是在彻底啮合的情况下，紧缩的刚度就有所

保障[1]。

维修策略：先将齿盘拆除下来，观察齿面的状况，如果存在一定的高点，就

需要将高点进行处理与修复，还需要查验齿盘的啮合情况，一般需要借助于上色

法，如果啮合的接触部分不合理，就要维修处理，必须要保障足够的接触率，不

能小于百分之七十。

在换刀结束后，设备可以迅速锁紧，却无法稳定地保持锁紧状态，出现自3.

动松开的情况，限制了刀塔的功能发挥。这关键是源于紧缩面的问题，当其运行

至顶部时，如果出现滑落的情况，就会导致自动松开的问题。刀塔之所以会松开，

是因为两点因素，一是电机的速度不合理，但电机超速转动时，一旦发生制动就

会引发回弹现象，影响到齿盘的啮合，使得刀塔发生不明显的松开现象。二是设

备中的定子无法精准地固定，引发了一定的耍圈问题。

维修策略：先要查验设备刹车片的情况，因为该装置的磨损问题会造成上述

的刀塔松开现象，但该装置磨损时，就必须尽快实施修复。另外，也可以延长刹

车过程，尽量提早开始刹车操作，降低其对刀塔啮合的影响，最后就是将定子装

置拆卸下来实施查验，保障装置中相关元件的紧密固定。

（二）刀塔松不开

这也是伺服刀塔的问题之一，当刀塔被放置很久之后，其可靠性能可能会有

所降低，如果重新开始应用该刀塔设备，存在着不能换刀的问题。这主要是源于

紧缩面的问题，一般在应用刀塔之前需要检测刀塔的性能，尤其是在加工前期，

需要检测紧缩面的状况，加入该装置的脱离过程发生异常，就不能正常的换刀和

旋转，限制刀塔的加工过程。

维修策略：详细地查验紧缩面，尤其是不同元件的情况，当装置上发生高点

或者锈蚀的问题时，往往会引发刀塔无法松开的情况，这是就应该尽快修复，一

般需要借助于砂纸处理元件的锈蚀现象[2]。

（三）刀塔转半位

刀塔的流畅运行是确保加工稳