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數(shù)控臥式車床刀盤過載問題分析

發(fā)布日期:2022-02-09 09:19:29  點擊次數(shù):6783

1    序言


數(shù)控臥式車床LB300-CX1000是2004年購買的日本原裝進口的設(shè)備,是一臺使用了近18年的老設(shè)備,主要用于加工小齒輪軸。


2    故障現(xiàn)象


近期,數(shù)控臥式車床在加工過程中,偶爾會出現(xiàn)1181-21 警告A:MCS DIFF OVER T軸 F28,它的簡單解釋就是旋轉(zhuǎn)刀盤過載報警,復(fù)位后又可以繼續(xù)完成換刀動作。故障內(nèi)容簡單,但現(xiàn)象比較奇怪,據(jù)操作人員介紹,該報警以前也出現(xiàn)過,大概一個月就出現(xiàn)過一次,因為復(fù)位后仍可以繼續(xù)加工,沒有在意,現(xiàn)在有時一天就出現(xiàn)一次,出現(xiàn)的頻次越來越多,情況越來越嚴重,影響了設(shè)備的正常使用。


3    診斷方法


針對機床在換刀時出現(xiàn)的報警信息,了解到刀盤的旋轉(zhuǎn)動作是系統(tǒng)發(fā)出指令后,刀盤在液壓的作用下松開,伺服電動機通過齒輪傳動刀盤旋轉(zhuǎn),刀盤到達目標位置,電動機停止旋轉(zhuǎn),刀盤鎖緊。根據(jù)這樣的動作情況,將從機械、電氣和液壓三個方面來考慮這個問題。


(1)機械方面  電動機通過齒輪傳動刀盤旋轉(zhuǎn),機械部件是否出現(xiàn)磨損、斷裂情況,導(dǎo)致傳動的卡頓。


(2)電氣方面  控制刀盤旋轉(zhuǎn)的時候,伺服電動機是否執(zhí)行到位,控制系統(tǒng)是否出現(xiàn)異常;同時刀盤的位置檢測是由伺服電動機的編碼器決定。


(3)液壓方面  刀盤內(nèi)部有鎖緊油缸,檢查在液壓的作用下是否執(zhí)行松開和夾緊動作,液壓壓力是否正常等。


4    解決措施


1)為了縮小檢查范圍,斷開電動機和刀盤的連接,執(zhí)行刀盤旋轉(zhuǎn),電動機可以旋轉(zhuǎn)無異常。恢復(fù)電動機和刀盤的連接(見圖3),則會出現(xiàn)故障,因此認為故障應(yīng)該是在刀盤電動機有負載的情況下才會發(fā)生,暫時排除了電氣方面的問題。


2)檢查液壓系統(tǒng),刀盤夾緊和松開的狀態(tài)是正常的,壓力也達到設(shè)定的壓力,所以也排除了液壓方面的問題。


3)參照著簡單的機械結(jié)構(gòu)圖樣,從外向內(nèi)地慢慢地解體刀盤。這是一臺老設(shè)備,刀盤的機械部件多年未解體過,通過解體,可以看到內(nèi)部的刀盤離合器、油缸、活塞桿和傳動齒輪等部件。


將刀盤拆解后并沒有發(fā)現(xiàn)明顯的磨損、斷裂和變形的情況,油缸有漏油的情況,但也不是很嚴重,不至于導(dǎo)致刀盤無法旋轉(zhuǎn)。帶著疑問,重新將刀盤組裝起來,試機3次,刀盤的旋轉(zhuǎn)動作完成得很漂亮,就在這時,故障又出現(xiàn)了,刀盤在旋轉(zhuǎn)過程中過載報警。


4)再次梳理設(shè)備的故障信息,排查設(shè)備的可疑項點,因為認為機械部分應(yīng)該沒有問題,所以再次將關(guān)注點轉(zhuǎn)向刀盤電動機編碼器和刀盤驅(qū)動控制器。對待這樣沒有規(guī)律可循的報警,替換法是解決問題的快捷方法。首先替換了電動機編碼器,發(fā)現(xiàn)問題仍存在。然后將驅(qū)動控制器拆下來檢測(市場上買不到這樣的老款驅(qū)動控制器),發(fā)現(xiàn)內(nèi)部電子元器件部分還是有問題,維修后安裝試機,故障居然消失了。


一般認為刀盤在旋轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)過載現(xiàn)象,從而電動機停轉(zhuǎn),驅(qū)動控制器必然會出現(xiàn)報警,這是正常的邏輯。但這一次的維修情況卻是反邏輯的事情,故障原因在于驅(qū)動控制器的老化,導(dǎo)致內(nèi)部電子元器件性能下降,從而觸發(fā)了電動機過載報警。


5   結(jié)束語


設(shè)備的故障現(xiàn)象初看似乎很簡單,但是研究問題尋找原因卻比較曲折,走了不少的彎路,維修的時間也比較久。對于使用了十幾年的設(shè)備,電氣故障現(xiàn)象怪異且隱蔽,排查的難度很高,配件的維修和替換也難,希望借此文章為設(shè)備維修的同仁在遇到類似問題時提供一些借鑒。



本文發(fā)表于《金屬加工(冷加工)》2022年第1期第90~91+98頁,作者:中車戚墅堰機車車輛工藝研究所有限公司 蔡進,沈朋,原標題:《數(shù)控臥式車床刀盤過載問題分析》。


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