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立（lì）式車床橫梁液壓控製改進

2021-11-22 來（lái）源：首都航天機械有限（xiàn）公司作者：劉建國，林東

摘要：數控立車主要用於質量和直徑較大的工（gōng）件加工，橫梁是其重要基礎部件。液壓係（xì）統對橫梁夾緊、放（fàng）鬆，以及加工過程中的動態穩定性起著至關重要的作用（yòng）。通（tōng）過對橫梁液壓係統的控製優化，在滿足（zú）設備運行要求基礎（chǔ）上，降低液壓油泵損（sǔn）耗（hào）和能源消耗。

關鍵詞：數控立車；液壓係統；控製優（yōu）化；降（jiàng）低損耗

1、故障現象

CK5116 立（lì）式車床（chuáng），使用華中數控係統，操作者進行橫梁升降動作後出現（xiàn）報（bào）警“橫梁夾緊異常—G3014.11”，複（fù）位報警不能清除。

2、故障判斷

根據報（bào）警信（xìn）息和梯（tī）形圖在線診斷發現，由於橫梁升降動作未完成產（chǎn）生報警。通過梯形（xíng）圖控製（zhì）邏輯，梳理橫梁升降動作基本流程（chéng）：①滑枕移動到工作台中央；②啟動（dòng）橫梁升降（jiàng）；③橫梁微升；④橫梁（liáng）微升到位後拔銷子；⑤橫梁鎖緊油缸放鬆；⑥橫梁（liáng）升/降到指定擋位；⑦插銷（xiāo）子；⑧橫（héng）梁微降；⑨微降到位後（hòu）橫梁鎖緊油（yóu）缸夾緊；⑩動作完成（chéng）。

從整個（gè）流程看，故障出現在最後階段步驟⑨。根（gēn）據報警信息查看梯形圖，判斷是由於（yú）鎖緊壓力（lì） SP6 未到（dào），超出設定時間導（dǎo）通 G3014.11 報警。

檢查壓力開關，有（yǒu）可能是壓力（lì）開關損壞或油泵打油壓力不夠（gòu）。查看（kàn）高壓泵壓力表沒有壓力，鬆（sōng）開橫梁加緊油管也（yě）沒有油。可以（yǐ）斷（duàn）定是總（zǒng）壓力沒有建立，高壓油泵出口油管（guǎn）也沒有油。電機油泵正常運轉，故障點鎖（suǒ）定在高壓齒輪泵。

3、故障處理

脫開齒輪泵與電機，檢查（chá）電機軸與法蘭（lán）連接處和（hé）鍵塊無損傷，排除電機運（yùn）行而齒輪泵不運行。分解過程中發現該齒輪泵體溫度極高，齒輪泵（bèng）連續（xù）工作並沒（méi）有油冷卻，高溫造成內部磨損。分析梯形圖（圖 1），發現該（gāi）高壓油泵在設備一開機就開始啟動工作，一直到機床關機才停（tíng）止。分解齒輪泵後（hòu）發現內部齒（chǐ）輪磨（mó）損嚴重，更換新齒輪泵安裝並試機，機床橫梁升降動作正常且無任何報警。

圖 1 程序 1

反複查看該（gāi）數控立車液壓係統圖，可以看出橫梁鎖緊油缸夾緊（jǐn）要求機床係統壓力（lì）為 2.5 MPa。未有橫梁升/降指令時，橫梁一直處於夾緊狀態，有橫梁升/降指令後，橫梁鎖緊（jǐn）油缸才鬆開（泄壓），如圖 2 所示。

圖（tú） 2 橫梁鎖緊鬆開控製

4、技術改進

橫梁油缸夾緊係統都是一個密閉環節，並且有蓄（xù）能器保壓，而高壓油泵一直處於不間斷工作狀態，造成電機和油泵的損（sǔn）耗（hào）和能源浪費。嚐試重新設計（jì）橫梁（liáng）鎖緊控製邏輯，減（jiǎn）少電機油泵損耗和能源消耗。

如圖（tú） 3 所示（shì），X5.6 為 SP7 壓力繼電（diàn）器，X5.6 為（wéi） 1 時表示設定壓力到達，為 0 時表（biǎo）示未達（dá）到設定壓力。當設定（dìng）壓力未到達時，X5.6 接通 R80.0，高壓（yā）泵啟動工作，運行 2 min 後停止工作（高壓泵打壓能力為 5 MPa），直到下次 X5.6 壓力不夠時才會再次啟動（dòng）。

圖 3 程序 2

調試過程中發現，執行橫梁升降控製過程中，橫梁夾緊油缸不能鬆開並產生橫梁鬆（sōng）開（kāi）超時報警（jǐng）。開（kāi）檢查電磁（cí）閥 YV3 得電，閥芯（xīn）動作，可是壓力沒有下降，橫梁（liáng）夾（jiá）緊油缸沒有（yǒu）鬆開。從新分析（xī）液壓圖發現，該（gāi）設備液壓（yā）控製（zhì）是高壓泵一直處於（yú）工作狀態，當壓力滿（mǎn）足後，液控單向閥才被（bèi）打開（圖（tú） 2），電磁閥動作，橫梁夾緊（jǐn）壓力降低。改進後液壓（yā）泵沒有工作，電磁（cí）閥線圈得（dé）電而閥芯未動作，橫梁夾緊（jǐn）壓（yā）力無變（biàn）化，因此在控製橫梁升降動（dòng）作（zuò）時要啟動高壓泵。當滑枕位於 X 軸中間（jiān）位置時（X11.5=1），並在手（shǒu）動模式（F2564.2=1），啟動橫梁（liáng）按鈕（X6.6=1），啟（qǐ）動高（gāo）壓泵。經過反複驗證，橫梁升降控製和夾緊放鬆壓力（lì）正（zhèng）常。為驗證改進後效（xiào）果，在梯形圖中編寫一段計數程（chéng）序采（cǎi）集高壓泵啟動頻率，如圖 3 所示，高壓（yā）泵啟動，Y2.7 的上升沿為計數觸發，計數存放在 B77 中。經過長（zhǎng）時間觀察，統計高壓泵一周（zhōu）平均啟動 8 次，大大降低了電機和油泵的損耗，節（jiē）省了能源。

5、結論

隨著工（gōng）業迅猛發展，液（yè）壓技術在數控設備中的應用（yòng）越來越廣泛。油缸內的油（yóu）液具有作用力大（dà）、動作反（fǎn）應（yīng）速度快、精度高，以及便於自動化操作的特點，使得傳動技術（shù）越來越受到人們青（qīng）睞，掌握液壓控製技術（shù）非常重要。本文故障設備為改造（zào）設備，在控製設計上往往存在一些漏洞，這就要求設備維修人員在使用（yòng）過（guò）程中不斷進行邏輯控製優化，不僅能提高設備效率，也能不斷提升工（gōng）作能力。

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