重型數控車銑床銑軸故障分析及改進
2020-12-16 來源：杭州汽輪機股份有限公司設備處 作者：林元潔 徐文 鄭裕斌 郭凱凱
摘要： 針對銑軸（Ｓ２軸 ）在加工過程中使能被復位的問題 ，通過報警提示信息 ，分析銑軸 夾緊 ／ 放松檢測控制原理和液壓原理 ， 找出原因 ，合理修改 ＰＬＣ 程序 ，消除故障。
關鍵詞 ：液壓原圖 ；伺服使能；修復；ＰＬＣ 邏輯
０、引 言
重型數控車銑床機床是２０１３ 年從德國引進的具有車 、銑 、磨和帶有靜壓中心架的重型數控機床 ，其過床身旋轉直徑少２２００ ｍｍ ，兩頂尖最大距離９０００ｍｍ ，最大加工工件重量６0ｔ， 主軸電機功率２ｘ１８５ｋＷ ，銑軸電機功率５０ｋＷ ，磨頭電機功率１１ｋＷ，數控系統采用目前最先進的ＳＩＥＭＥＮＳＳｉｍｉｍｅｒｉｋ８４０ＤＳＬ ，是公司加工大轉子、帶縱樹型葉根槽轉子的關鍵設備 。
在汽輪機轉子縱樹型葉根槽加工過程中 ，不能出現由于數控報警造成機床突然停機中 斷加工 ，嚴重的會造成銑刀卡在轉子縱樹型葉根槽中 ，導致價值百萬元以上的汽輪機轉子報廢 。在加工過程中 ，頻繁同時出現兩個報警 ： ①２１６１２ 軸 Ｓ２／ ＭＳ２ ，使能復位報警 ； ②７０１４５８ 銑刀主軸已夾緊和鎖定報警 。造成銑軸停 止，進給軸停止。復位報警 ，重啟程序又能正常加工 ，過段時間后同樣的報警重復出現。
１、故障分析
查看報警號，２１６１２ 提示銑軸（Ｓ２軸 ）控制器使能 ＤＢ３６ ．ＤＢＸ２ ．１ 使能丟失 ，結合 ７０１４５８ 報警提示 ，初步判斷由于銑刀主軸的 夾緊和鎖定狀態不對 ，引起數控報警停機 。按照銑軸液壓原理圖 中銑軸夾緊放松原理和作用 ，手動按壓面板銑軸夾緊按鈕ｇ ｈｅａｄ或 ＭＤＡ 方式下執行 Ｂ軸旋 轉 ，Ｙ４電磁閥得電 ，壓力值 ６ＭＰａ（６０ｂａｒ），壓力開關動作 ，銑軸夾緊 ；手動按壓銑軸放松，Ｙ４失電 ，電磁閥歸位 ，油回油箱 ， Ｍ１３ － Ｂ５１ Ｖ（ Ｉ５１. ７） 為“１”， 銑軸處于放松狀態 。放松時允許銑軸（Ｓ２ 軸）加工。壓力開關Ｍ１３－ Ｂ５１Ｖ（１５１ ．７）是具有高低 壓雙點 功能的 可設置帶數值顯示的壓力開關 ，出于安全考慮 ，廠家設定低壓值為 ０．２ ＭＰａ（ ２ｂｒ） ，也就是說 ， 在加工狀態下 ，壓力大于０．２ＭＰａ時 ，銑軸處于 夾緊狀態 ，銑軸（ Ｓ２軸 ）控制器使能ＤＢ３６．ＤＢ Ｘ２ ．１ 被復位 ，銑軸立刻停止。為何在沒有銑軸夾緊指令的情況下 ，壓力開關Ｍ１３－Ｂ５１ Ｖ（ １５１．７）會檢測到大于０．２ ＭＰａ的壓力 導致報警 。對 引起該壓力 開關輸出“１” 信號 的原 因進行逐一排查 。
（１）接觸不良檢査兩端接線端無松動 ，連接 纜無破損或斷線 。
（２）壓力開關本身故障 ，檢查壓力 開關壓力設定值 ， 調整壓力值反復測試高低壓觸點靈敏度 ，功能正常。
（３） 系統壓力值是否正常 ，依據液壓原理 圖分析 ，系統壓力正常 ，壓力開關Ｍ１３ －Ｂ５１Ｖ 所在油路在銑軸加工過程中是不可能會有壓力的 。進一步檢查發現該壓力開關實際 安裝位置與液壓理圖不符。機床廠家在安裝該元件時沒經過單向閥 ，而是直接安裝在了油缸的下端 ，銑軸放松泄油之后 ，由于油管中存有少量的油 ，該液壓油在加工中因油管抖動產生負力 ，使 壓力開關的下限壓力值上升達到０２ＭＰａ，從而導致力開關動作 ，產生誤報警 。如果在加工帶 樹型葉根槽轉由于誤動作報警而導致銑軸（ Ｓ２ 軸 被復位 ，將致命的造成刀具損壞甚至 工件報廢的可能 。
２、故障改進
由于機床安裝空間有限 ，無法按照原液壓原理圖的 位置安裝該壓力 開關（ 猜測機床廠家因此更改安裝位置 ）。而且備件購買周期長，生產任務緊 ，為此 ，放棄更改油路布局修復故障的方案。 利用現有條件，在不影響 加工、不新增任何元器件的情況下，利用現有的壓力 開關該壓力開關帶有髙壓和低壓 ）和一個空余ＰＬＣ輸人點（ １５３．７ ） ，匹 配壓差值 、調整合適參數 ，完善油路 ＰＬＣ邏輯控制 ，從而達到修復該故障的目的 。在低壓 到達（不與正常操作 沖突） 的情況下 ，控制電磁閥 Ｍ１４－Ｋ５０Ｅ（Ｑ５０．１ ）Ｙ３動作 ，以達到清空 油管余油 的效果。修改程序后，故障消 除 ， 機床運正常 。 程序修改如下。
３ 、結論
８４０ＤＳＬ 系統的數控機床 ， 當其出現 ＮＣＫ報 警 ２１６１２時 ，要結合同時出現的其他報警 、出現故障的具體情況 ，以及該機床的相關特性 ，具體情況具體分析 ，不能一味依靠維修經驗 。由于機床液壓設計安裝 的硬件原因 ，導致該故障 的頻繁發生 ，通過軟件方式進行處理 ，不僅節省了維修材料和 因購買備件停機造成的損失 ，更規避了由該故障導致可能導致的工件報廢風險 ，而這樣的報廢風 險其損失是不可估量的 。本次機床安全隱患排除 ，為設備維修工作拓寬了改進思路 。
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如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯系本網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
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