HELLER 雙軸精鏜床報警停機的故障診斷
2023-12-12 來源:濰柴動(dòng)力股份有限公司一(yī)號工廠 作者:吳連偉,王樹(shù)軍等
摘要(yào):針對精鏜床自(zì)動加(jiā)工過程中的報警停機問題,從係統總線(xiàn)報警、高(gāo)壓內冷報警及(jí) Z 軸定位監控報警等 3 個方麵入手,分析診斷引(yǐn)起(qǐ)故障的原因,並製定解決措施。
關鍵詞:精鏜床;報警;停機(jī)
0 引言
數控臥式加工中心是集高新技(jì)術(shù)於一體(tǐ)的機械加工設(shè)備,是現代機床發展的主流方向,早已成為各個工業領(lǐng)域不可或缺的必要裝備[1-2]。數控臥式加工中心主要包括基礎部件、主軸部件、數控(kòng)係統、伺服係統、自動換刀係統、自動托盤更換係統和輔助係統等(děng) 7 部分。
主要闡述 HELLER 雙軸精鏜床報(bào)警停機故(gù)障診(zhěn)斷的分析過程及詳細的修複措施。
1、故障案例分析
HELLER 主軸孔凸輪軸孔精鏜(táng)床(chuáng)型號:FST61629,機體生(shēng)產(chǎn)線 OP70 工序,主要擔負精鏜機體總成主軸孔、凸輪軸孔生產任務。
該機床斷續出現係統總線報警、高壓內冷報警及 Z 軸定位(wèi)監控報警,且越來越頻繁,係統(tǒng)總線報警能導致工件不能連續加工,機床(chuáng)複位後可消(xiāo)除,後兩個報警能引起機(jī)床加工過程中停機,存在工件報廢的隱患。故障原因分析如下:
(1)機床總線報(bào)警可能是異常信號幹擾(rǎo)或總線傳輸信號衰弱引起,異(yì)常(cháng)幹擾源目前較難查找,一(yī)般(bān)采用增加抗幹擾裝置(zhì)解決,傳輸信號的衰減(jiǎn)則需(xū)檢查中繼器。
(2) 高壓內冷報(bào)警直接(jiē)原因(yīn)為內冷檢測流量計的(de)異常報警,引發因素較多,內冷檢測流量計的阻塞、高壓水泵壓力(lì)及(jí)流量波動、淨水箱水位的異常等都(dōu)能觸發該(gāi)報警。
(3)Z 軸定位監控(kòng)報警可通過修改機床軸參數得到(dào)改善,但由於硬件原因引起的報警必須更換故障件來解決。
2、Profibus 總線報警(701500)分析
故障發生後,優(yōu)先(xiān)解(jiě)決機床 Profibus 總線報(bào)警。機床總線報(bào)警可能是異常信(xìn)號幹擾(rǎo)或總線各 Profibus-DP 分站傳輸信號異常(cháng)引起,異常幹擾源目前較難查找,一般采(cǎi)用(yòng)增加抗幹擾裝置解決,在信號(hào)線上加裝抗幹擾磁環(圖 1a)),磁環(huán)加裝在信號線近(jìn)輸入、輸出端,目的是使抗幹擾效果最優化(huà),但加裝後效果不(bú)明顯。
信號傳輸的異常可能是中繼器的功能不穩定引起(qǐ),使用示波器對(duì)中繼器性能進行(háng)檢測,信號異常時波形會出現毛刺狀波(bō)動。經檢測,該設備中繼器性能已不穩定(dìng),更換中繼器後報警現象消失(圖 1b),異常的(de) Profibus 波形(xíng)如圖 2 所示。
圖 1 抗幹擾磁環和中繼器
圖 2 異(yì)常的 Profibus 波形
3、高壓(yā)內冷報警(700112)分析
高壓內(nèi)冷報警直接原因為內冷檢測(cè)流量計的異常報警(圖 3),引發因素較多,內冷檢(jiǎn)測流量計的(de)阻塞、高壓水泵壓(yā)力及(jí)流量波(bō)動、淨水箱水位的異常等都能(néng)觸發該報警。
圖 3 檢測內冷的兩個流量計
3.1 檢查內冷(lěng)檢測流量計的清潔情況
該流量(liàng)計閥芯中間鑲有(yǒu)磁環,用來感應外置的模擬(nǐ)量開(kāi)關。長時(shí)間的(de)運行後(hòu),磁環將吸附切削液中的微小鑄鐵粉塵,造成閥芯卡滯,從而影響模擬量信號的輸出。檢查發現閥芯較清潔(圖4),清理安裝後試車仍有高壓內冷報警(jǐng),此隱(yǐn)患點排除。
圖 4 拆開(kāi)的流量計
3.2 檢查高壓內冷泵的壓力及流量(liàng)在切削加工時泵出口壓(yā)力始
終維持在 17 Bar 以上,大於額定值 15 Bar,且無較明顯變動,但試車仍有高壓(yā)內冷報警(圖 5a)),內冷泵出口壓力檢測開關,此隱患點排除(圖 5b))。
圖 5 高壓內冷報警和內冷泵出口(kǒu)壓力檢測開關
3.3 檢(jiǎn)查淨水箱液位(wèi)
該液位由 S0.0 浮子(zǐ)開關(guān)控製,液位(wèi)到達溢(yì)流高(gāo)度時(shí)關閉注水泵,高水位信號消失後(hòu)延時15 s 開(kāi)啟注水泵(bèng)。如(rú)注水流量小於高壓內冷(lěng)泵出水流量,水位持下降至低水位時(shí),關閉高壓內冷泵,避免泵出現空吸現象(xiàng),並產生高壓內冷報警。但在(zài)整個切削過程中均未出現液位(wèi)低的現象,因而判斷可能是浮子(zǐ)開關(guān)故障引起,監控發現水(shuǐ)位正常時,該浮子開關無(wú)規律地發出低水位報警(jǐng),這是產生高壓內冷報警的原因(yīn),更換浮子開關後(hòu)該報警消除(圖 6)。
圖 6 淨(jìng)水箱液位檢測浮子開關
4、Z 軸定位監控(kòng)報(bào)警(25080)分析
此報警可(kě)通(tōng)過修改機床軸參數得到改善,但由於硬件原因(yīn)引起的報警必須要更換故障件來解決。
4.1 修改機床 Z 軸伺服增(zēng)益及輪廓監控參數
修改機床 Z 軸伺服增益(yì)及輪廓監控參數,將伺服(fú)增益降低、輪廓監控升高,伺服增益參數 32200 初始設置為 1.5,修改值(zhí)最小通(tōng)常在 0.8 以(yǐ)上。輪廓(kuò)監控參數 36400 初始(shǐ)設置為 2,修改值最大通常在(zài)6.0 以下(xià),通過修(xiū)改參數來修整傳動機構(gòu)可能存在的傳(chuán)動間隙,試驗無明顯改善。
4.2 檢查 Z 軸絲杠潤滑及(jí)傳動情況
首先檢查 Z 軸潤滑情況,將潤滑末端注油螺帽(mào)擰開,手動潤滑一次(cì),看螺(luó)帽(mào)下油管口是否有油液滴出,由於該設備潤滑裝置為定(dìng)量式,每個末端的油(yóu)管口每次潤滑隻有 1~2 滴(dī)油液滴出即為正常(0.1~1.2 mg,由潤滑(huá)計量件容積決定)。絲(sī)杠磨損首先可通過觸摸及目視檢(jiǎn)查,如手感粗糙或目視有明顯劃傷,一(yī)定會產(chǎn)生(shēng)較大的反(fǎn)向間隙,引發軸定位監控報警;如出現手(shǒu)感或目視無法發現的磨損,或電機絲杠連接存在間隙(xì),可用千分表檢測反向間隙,方法是在滑台上壓表前(qián)後移動(dòng) Z 軸檢查其機械傳動間隙,該傳動絲杠為 P 級精度,反向間隙(xì)理論值為 0.005 mm,檢(jiǎn)測數值在 0.007 mm 之內,雖然超差,但該值(zhí)在光(guāng)柵尺 0.01 mm 的監控範圍以內,屬於正常,排除機(jī)械傳動原因。
4.3 檢查伺服反饋線、伺服電機(jī)及光柵尺
由於 Z 軸伺服信號反饋線(xiàn)直接從配電箱接到電機上,不存(cún)在曲撓性折伸現象,所以未對其進行更換,更換光柵尺後仍(réng)有報警現象(xiàng),但頻次減少近(jìn) 30%,更換伺(sì)服電機後報警消失,診斷為編碼器故障(圖 7)。
圖 7 更換 Z 軸電機和光(guāng)柵尺
本次故障是屬於(yú)綜合性故障,故障的發生也是間斷性的,並不存在每個循環都發(fā)生,機床各零部件均長期處於某(mǒu)一個(gè)固定位置,可能引(yǐn)起該位置的異變。
5、結束語(yǔ)
加工中心(xīn)是集機械製造、電子技術、液壓、氣動、傳感(gǎn)技術、網絡通信技(jì)術等(děng)多項技術於一體的機電一體化(huà)產(chǎn)品。為了保證加工中心長(zhǎng)期高性能、高精度、安全平穩運行,除了(le)日常的維護和保養外,必須進(jìn)行預防性維護。本文主要介紹報警停機(jī)的 3 個因素,並(bìng)逐項對 3 個(gè)因素進行分析,利用排除法的方式,確定報警停機的原因(yīn)並(bìng)修複。在加工中心使用過程中,要嚴格按照維護作業說明書中的要(yào)求對所使(shǐ)用的設備進行規範的維護保養(yǎng),對產生的(de)各類故障進行(háng)係統總結,並將其不斷地添(tiān)加進維護作業
指導書中。
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