立式（shì）車床橫梁液壓控製改進（jìn）
2021-11-22 來源（yuán）： 首都航天機械有限公司 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件加（jiā）工，橫梁是其重要基礎（chǔ）部件。液壓係統對橫梁夾緊、放鬆，以及加工過程中的動態穩定性起著至關重要的作用。通過對橫梁液壓係（xì）統的控製優（yōu）化（huà），在滿足（zú）設備運行要求基礎上，降低液（yè）壓油泵（bèng）損耗和能源消耗。
關鍵詞（cí）：數控立車；液壓係統；控製優化；降低（dī）損耗
1、故障現象（xiàng）
CK5116 立式車床（chuáng），使用華中數控係統，操作者進（jìn）行（háng）橫梁升降動作後出（chū）現報警“橫梁夾緊異常—G3014.11”，複位報警不能清除。
2、故障判斷
根據報警信息（xī）和梯形圖在線診斷發現，由於橫梁升降動作未完成（chéng）產生報警（jǐng）。通過梯形圖控製邏（luó）輯，梳理橫梁升降動作基本流程：①滑枕移動到工作台中央；②啟動橫梁升降；③橫梁微升；④橫梁微升到位後拔銷子；⑤橫梁鎖緊油（yóu）缸放鬆；⑥橫梁升（shēng）/降（jiàng）到指定擋位；⑦插銷子；⑧橫梁微降；⑨微降到位後橫（héng）梁鎖緊油缸（gāng）夾緊；⑩動作完成。
從整（zhěng）個流程看，故障出現在最（zuì）後階段步（bù）驟⑨。根據報警信息查看梯形（xíng）圖，判斷是（shì）由於鎖緊壓力 SP6 未到（dào），超（chāo）出（chū）設定時間導通（tōng） G3014.11 報警。
檢查壓力開關，有可能是壓力開關損壞或油泵打油壓力不夠。查看高（gāo）壓泵壓力表沒有壓力，鬆開（kāi）橫梁加（jiā）緊油管也沒有（yǒu）油。可以斷定是總壓力（lì）沒有建立，高壓油泵出口油管也沒有油。電機油泵正常運轉（zhuǎn），故障點鎖定在高壓齒輪泵。
3、故障處理
脫開齒輪泵與電機，檢查電機軸與法蘭連（lián）接處和鍵塊無損傷，排除電機運行而齒輪（lún）泵不運行。分解過程中發（fā）現該齒輪泵體（tǐ）溫度（dù）極高，齒輪泵（bèng）連續工（gōng）作並沒有油冷卻，高溫造成內部磨損。分析梯形圖（圖 1），發現該高壓油泵在設備一開機就開始（shǐ）啟動工作，一直到機床關機才停止。分解齒輪泵後發現內部齒輪磨損嚴重，更換新齒輪泵安裝並（bìng）試機，機床橫梁升降動（dòng）作正常且無任何報（bào）警。
圖 1 程序 1
反複查看該數控立車（chē）液壓（yā）係（xì）統圖，可以看出橫（héng）梁鎖緊油缸夾（jiá）緊要求機床係統壓力為 2.5 MPa。未有橫梁升/降指令時，橫梁一直處於（yú）夾緊狀態，有橫梁升/降指令後，橫梁鎖緊油缸才鬆開（泄壓（yā）），如圖（tú） 2 所示。
圖 2 橫梁鎖緊鬆開控製
4、技（jì）術（shù）改進
橫梁油缸（gāng）夾緊係統都是一個密閉環節，並且有蓄能器保壓（yā），而高壓油泵一直處於不間斷工作狀態，造成電機（jī）和油泵（bèng）的（de）損耗和能源浪（làng）費。嚐試重新設計橫梁鎖緊控製邏輯，減少電機油泵損耗和能源消耗。
如圖 3 所示，X5.6 為 SP7 壓力繼（jì）電器，X5.6 為 1 時表示設定壓力到達，為 0 時表示未達到設定（dìng）壓力（lì）。當設定壓力未到達（dá）時，X5.6 接通 R80.0，高壓泵啟動（dòng）工（gōng）作，運行（háng） 2 min 後停止（zhǐ）工作（高壓（yā）泵打壓能力為 5 MPa），直到下次 X5.6 壓力不（bú）夠時才會再次啟動。
圖 3 程序 2
調試過程（chéng）中發現，執行橫梁升降控（kòng）製過程中，橫梁夾緊油缸不能鬆開並產生橫梁鬆開（kāi）超時（shí）報（bào）警（jǐng）。開檢查電磁閥 YV3 得電，閥芯動作，可是壓力沒（méi）有下降，橫梁夾緊油缸（gāng）沒有鬆開。從新分析液壓圖（tú）發現，該設備液壓控製是高（gāo）壓泵一直處於工作狀態，當壓力滿足後，液控單向閥才被打開（圖 2），電磁閥動作，橫梁夾緊壓力降低。改進後液壓泵沒（méi）有工作，電磁（cí）閥線圈得電而閥芯未動作，橫梁夾緊壓力（lì）無變化（huà），因此在控製橫（héng）梁升降動作時要啟動高（gāo）壓泵。當滑枕位於 X 軸中間位置時 （X11.5=1），並在手動模式（F2564.2=1），啟動橫梁按鈕（X6.6=1），啟動高壓泵。經過反複驗證（zhèng），橫梁升降控（kòng）製和夾緊放鬆（sōng）壓力正常。為驗證（zhèng）改進後效果，在梯形圖（tú）中編寫一段計數程序采集高壓泵啟動頻率，如圖 3 所示，高壓泵啟動，Y2.7 的上升（shēng）沿為計數觸發，計數存放（fàng）在 B77 中。經過長時間觀（guān）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（de）損耗，節省了能源。
5、結論（lùn）
隨著工業迅猛發（fā）展，液壓技術在數控設備（bèi）中（zhōng）的應用越（yuè）來越廣泛。油（yóu）缸內的（de）油液具有作用力大、動作反應速度快、精度高，以及便於自動化操作的特點，使得傳動（dòng）技（jì）術越來越受到人們（men）青睞，掌握液壓控製技術非常重（chóng）要。本文故障設備為改造設（shè）備，在控製設計上（shàng）往往存在一些（xiē）漏洞，這就要求設備維修人員在使用過程中不斷進行邏輯控製優化，不僅（jǐn）能提高設備效率（lǜ），也能不斷提升工作能力。
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