淺述數(shù)控車軸磨床測量儀修復工藝
2022-9-2 來源：中車長江銅陵車輛有限公司 作者：王家福 劉決志 李立群
摘要：國外先進設備和高精度設備考慮到人為因素的影響，考慮到人為因素影響可能產生的風險，一般都具有自我診斷和自我保護的功能。本文所述就是上述功能的一種正常現(xiàn)象，但用戶必須排除由此產生“死機”現(xiàn)象的主要故障原因，才能正常開動設備。經(jīng)過筆者認真探索，仔細研究，在掌握了測量儀基本結構和工作原理的基礎上，清除了產生報警的缺陷，再次啟動機床進行了車軸的磨削作業(yè)操作，整個作業(yè)過程沒有產生不正常現(xiàn)象，實踐證明，該操作方法是可行的，完全達到了預期效果。
關鍵詞：數(shù)控磨床；測量儀；自我診斷；報警；停機；修復
0 引言
隨著鐵路運輸?shù)母咚倩l(fā)展，對軌道交通所采用的貨運車輛（以下簡稱貨車）提出了相應的要求；故此，對貨車的關鍵零配件提出了更高的技術要求。為了適應上述要求，本公司于 2004 年從西班牙 DANOBAT 公司進口了HG913000A2R 型數(shù)控成型磨床，以用于生產貨車轉向架總成的重要零件-車軸。（圖 1）
圖1 HG913000A2R 型數(shù)控成型磨床
1、 機床性能及測量系統(tǒng)特點
1.1 機床性能
①HG913000A2R 型數(shù)控成型磨床（以下簡稱磨床）的X 軸采用光柵尺全閉環(huán)控制；
②砂輪軸采用動靜壓軸承，使用意大利 BALANCE 公司主軸動態(tài)平衡系統(tǒng)；
1.2 機床測量系統(tǒng)特點
①測量儀采用絕對值在線測量；
②測量儀采用計算機控制整個測量過程；
③測量儀和 CNC（數(shù)控系統(tǒng)）通訊采用數(shù)字量的方式；
④計算機的測量界面通過 VNC server及 VNC viewer 方式在 CNC 的 PCU 上顯示；
⑤機床的控制精度為 0.002mm，實際加工精度在 0.005mm 以內。
2、 數(shù)控磨床測量儀的原理和結構（圖 2）
圖2 數(shù)控成型磨床測量儀
2.1 測量儀的原理
車軸磨床在線自動測量系統(tǒng)采用的是將測量頭和MAPOSS （馬波斯）P7 型量儀信息處理器獲得的測量數(shù)據(jù)傳輸給西門子 840D 系統(tǒng)，與 CNC 系統(tǒng)中設定的標準數(shù)據(jù)進行比較，當達到尺寸要求時，通過西門子 S7- 300 型PLC（可編程控制器）系統(tǒng)對機床發(fā)出信號，并結束磨削加工，從而有效控制了加工精度。
磨床在磨削工件前，先用標準環(huán)對磨床的測量儀進行校準，然后將工件所要求的尺寸輸入程序中，這樣就可以對工件進行磨削加工（磨床在磨削工件時，測量儀支持在線測量，同時將所測得數(shù)據(jù)及時反饋給計算機控制系統(tǒng)），以達到加工后所需要的尺寸要求。
2.2 測量儀機械系統(tǒng)結構圖（圖 3）
圖3 測量儀機械結構圖
2.3 測量儀的顯示面板（圖 4）
圖4 測量儀的顯示面板
圖 4 中的左側表示上測尺；右側表示下測尺。具體表述如下：X：實際軸的移動（海德漢光柵尺 讀取）G：測量頭的移動，從-1 到+1 的最大移動范圍，0 是中間距離。（馬波斯 R10 讀取）D：軸讀數(shù)的理論直徑F：軸的移動速度Xm：軸應該到達的位置（編程位置）To Go：到編程終點的距離。
3、 磨床測量儀的故障原因及功能恢復
3.1 故障原因
由于該設備的長期運轉和受到南方潮濕天氣高濕度的影響，測量內部的部份裝置極易產生銹蝕，而當測量儀由于銹蝕而無法實施正確的測量動作時。
其內部設置的專用報警蜂鳴器就會產生報警，同時，機床也將無法啟動。
3.2 故障的人工排除法
由上述可見，這類高精度、高自動化的機床在自診斷和自控制方面有其先進的一面。而相應的，如果在生產現(xiàn)場就會由于維護保養(yǎng)的不到位，而造成機床的停止工作或產生誤動作。對于這類故障的排除，一般由專業(yè)的機床保養(yǎng)和維修人員進行。筆者簡述如下：
3.2.1 拆卸相關零部件
①將測量儀從設備上取下；
②拆除量儀外護板；
③拆除步進電機、滾珠絲桿的聯(lián)軸節(jié)、滾珠絲桿和螺母，取下上壓板斜鍥及拖板線軌。
3.2.2 清洗和檢查相關零部件
①用煤油清洗和擦拭拖板、線軌和支座；
②檢查相關零零部件的銹蝕（見圖 5）程度；
圖5 銹蝕面圖示
③采用刮刀和油石對銹蝕處進行刮修和研磨（注意保證平面度和垂直平行度）；基于銹蝕處面肯定低于原基準面的科學機理，在刮修和研磨時，一定要先從高點向低點同時刮修和研磨，有效保證其平面度和垂直平行度。注意：修復后在安裝壓板調整斜鍥時，斜鍥調整不能過緊或過松，以確保線軌滾動的平穩(wěn)性；
④檢查線軌的銹蝕狀態(tài)，無法滾動的線軌應對其進行更換；
⑤最后將量儀內部擦拭干凈，逐步順序安裝各個配件；
⑥線軌和絲杠上涂刷適量鋰基脂；
⑦重新調整壓板斜鍥到最佳位置；
⑧連接步進電機和滾珠絲桿的聯(lián)軸節(jié)，蓋上外護板完成修復。（圖 6）
圖6 磨床的檢修
4 、結束語
綜上可見，先進的設備在使用過程，同時必須做好保養(yǎng)和維護工作，不能只管用，不管養(yǎng)。國外先進設備和高精度設備考慮到人為因素的影響可能產生的風險，一般都具有自我診斷和自我保護的功能。本文所述就是上述功能的一種正常現(xiàn)象，但用戶必須排除由此產生“死機”現(xiàn)象的主要故障原因。
筆者在充分掌握本機所產生“死機”現(xiàn)象原因的基礎上，總結出了相關的操作辦法和技術措施。按照本文所描述的方法對該臺磨床進行檢修操作后，再次啟動機床進行了車軸的磨削作業(yè)操作，整個作業(yè)過程沒有產生不正常現(xiàn)象，實踐證明，該操作方法是可行的，完全達到機床在線測量的要求，其相關的形狀公差和位置公差及粗糙度應該說是符合原工作機械的基本要求的。
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