數控機床維修維護中，電動刀架起著至關重要的作用，一旦出現故障，很可能造成工件報廢，甚至造成卡盤與刀架碰撞的事故，而且刀架故障在數控車床故障中占有很大的比例。本文以LDB4型免抬起電動刀架為例，研究分析了電動刀架的工作原理，總結了電動刀架在拆卸、裝配過程中的一些注意事項以及電動刀架在實際使用過程中常見的故障。
    刀架工作原理
    當要換刀時，系統給出換刀信號(某一刀號)，控制繼電器動作，電動機得到信號后正轉—蝸桿轉動—蝸輪轉動，蝸輪與螺桿用端齒聯接，螺桿的轉動把夾緊輪往上抬，從而使三齒圈（內齒圈、外齒圈和夾緊齒圈）都松開，這時，離合銷進入離合盤的槽內，反靠銷同時脫離反靠盤的槽子，離合盤帶動離合銷，離合銷帶動夾緊輪，夾緊輪帶動上刀體轉位，當上刀體轉到對應的刀位時，磁鋼與發訊盤上的霍爾元件相對應，發出到位信號。系統收到信號后發出電機反轉延時信號，電機反轉，反靠銷進入反靠盤的槽子，離合銷從離合盤槽中爬出，刀架完成粗定位。同時夾緊輪往下壓緊內外齒圈，完成精定位。電機反轉到達PLC所設定的時間后，繼電器動作，電機停轉，延時結束，夾緊輪往下壓緊內外齒圈直至刀架鎖緊，并向系統發出指令，換刀結束，主機系統指令下一道工序。
    刀架拆裝注意事項
    2.1.刀架拆卸
    2.1.1.拆卸前刀架處于鎖緊狀態，此時夾緊輪處于精定位狀態，端齒與內外齒圈嚙合，離合銷脫離離合盤槽，離合盤、軸承、止退圈被緊緊的頂在大螺母上，大螺母處于鎖緊狀態。因此，在拆下悶頭之后，應首先用內六角扳手（6mm）順時針轉動蝸桿，使夾緊輪松開，方便大螺母拆卸。
    2.1.2.拆卸時螺釘、螺栓及各零部件應按順序擺放整齊，便于裝配。拆卸刀位線之前，應先記錄各刀位線的顏色。
    2.1.3.拆卸軸承后應注意軸承兩端孔徑大小不一，大端在下，換刀時跟隨上刀體一塊轉動；小端在上，固定不轉。
    2.1.4.拆卸離合盤時，應借助于兩個輔助拆卸螺栓，旋入離合盤上的兩個螺紋孔后利用螺紋配合將其取出。
也可以先不拆卸離合盤，將刀架垂直放在桌面上，上刀體組整體取出后，可以很方便地將離合盤拿出。這樣不公方便拆卸，而且還可以避免從上部直接抬起上刀體后導致內部彈簧及反靠銷的丟失。
    2.1.5.拆卸外齒圈時，需先松開四個緊固螺栓，再拆卸四個圓錐定位銷。定位銷拆卸時要用專用的起銷器拆卸，如果從刀架的另一側直接用木榔頭敲出會導致定位孔定位不精確，影響刀架定位精度。
    2.1.6.拆卸定軸之前由于刀位線長度的限制，要先將刀位線從定軸孔中抽出。抽線時刀位線上均有線鼻子，受定軸內孔大小的限制若直接抽線，線鼻將被卡死在定軸內孔中，用力過大還會導致線鼻脫落，此時可將各線依次抽出，同時注意用力適當。
    2.2.刀架裝配
    2.2.1.裝配定軸前，先將刀位線穿入定軸孔中，穿線時仍需依次穿線。穿好線后，將蝸輪軸承、蝸輪裝入定軸軸上，后續裝配時，應首先將蝸輪裝配到位，使其與蝸桿配合好，再將蝸輪軸承、定軸裝入既定位置。
    2.2.2.定軸裝好后，用內六角扳手轉動蝸桿，蝸桿帶動蝸輪旋轉至蝸輪槽與反靠盤槽在同一條直線上。
    2.2.3.裝配上刀體組之前，首先要調整螺桿的位置，旋轉螺桿使其端面距夾緊輪的距離大約為22mm，同時螺桿的兩齒與兩反靠銷在同一條線上，注意該直線要與下刀體組中反靠盤槽與蝸輪槽所組成的直線在一個方向上，這樣一次性裝配就能成功。
    2.2.4.裝配完上刀體組后，需用內六方扳手轉動蝸桿，使螺桿轉過一個角度，便于裝配離合盤，螺桿角度轉到位后，螺桿漏出夾緊輪的高度大約為半個螺距。
    2.2.5.裝配大螺母時，要用手往下按壓離合盤至最低點，然后旋緊大螺母?？梢允謩佑脙攘桨馐洲D動蝸桿，模擬換刀過程，校驗裝配是否正確。用6mm內六方扳手順時針轉動蝸桿，起始轉動時，為刀架松開的過程，此時上刀體不動；繼續轉動蝸桿，上刀體開始旋轉，當上刀體轉過一個刀位后會聽到“磕巴”一聲響，此為反靠銷滑過反靠盤到達刀位的聲音，這時逆時針轉動蝸桿，直到轉不動為止，在此期間，刀架將完成粗精定位及反向鎖緊的動作過程。若刀架能夠鎖緊，則說明裝配正確，然后把其余零件裝上并壓上刀位線即可完成整個刀架裝配過程。
    常見故障
    3.1.上刀體不轉動
    該故障可能原因是電機三相電源線相序接反或電機缺相，對于相序接反應立即切斷電源，調整電機相序；若是電機缺相則應檢查電機電源接線是否有漏相或虛接現象。
    3.2.刀架在某刀位不停
    該類故障可能原因較多：(1)發訊盤電源故障；(2)發訊盤某刀位信號線接觸不良；(3)某霍爾元件斷路或短路；(4)磁鋼磁極裝反；(5)磁鋼與霍爾元件高度位置不準 ；(6)某霍爾元件與磁鋼無信號等。排除時應去掉刀架鋁蓋，一一檢查。檢查發訊盤接線是否有短路或開路現象，發訊盤電源電壓是否正常，檢查機床相關接線是否良好，再且調整磁鋼磁極方向，調整磁鋼與霍爾元件位置，調整時一般在刀架鎖緊狀態下進行，其霍爾元件應比磁鋼要向前大約磁鋼寬度的1／3，甚至更換霍爾元件。