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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（kǎi）

摘要：針對銑軸（Ｓ２軸）在加工過程中使能被複位的問題，通過報警提（tí）示信息（xī），分析銑軸（zhóu）夾緊／放鬆檢測控製原理和液壓原理，找出原因，合理修改ＰＬＣ程序，消除故障。

關（guān）鍵詞（cí） ：液壓原圖；伺服使能；修複；ＰＬＣ邏輯

０、引言

重型數控車銑床機（jī）床是２０１３年從德國引（yǐn）進的具有車、銑、磨和帶有（yǒu）靜壓中心架的重型數控機床，其過床身旋（xuán）轉直徑少２２００ｍｍ，兩頂尖最（zuì）大距離９０００ｍｍ，最大加（jiā）工工件重量６0ｔ，主軸電（diàn）機功率２ｘ１８５ｋＷ，銑（xǐ）軸電機功率５０ｋＷ，磨頭（tóu）電機功率１１ｋＷ，數控（kòng）係統（tǒng）采用目前最先進的ＳＩＥＭＥＮＳＳｉｍｉｍｅｒｉｋ８４０ＤＳＬ，是公司加工大轉子、帶縱樹型葉根（gēn）槽轉子的關鍵設備。

在汽輪機（jī）轉子（zǐ）縱樹（shù）型葉根槽加工過程中，不能出現由於數控（kòng）報警造成機床突然停機中斷加工，嚴重的會造成銑（xǐ）刀卡在轉子縱樹型（xíng）葉根槽中，導致價值百萬元以上的汽輪機轉（zhuǎn）子報廢。在加工過（guò）程中，頻繁同時出現兩個報警： ①２１６１２軸Ｓ２／ＭＳ２，使能複位報警； ②７０１４５８銑刀主軸已夾緊和鎖定報警。造成銑軸停止，進給軸停止（zhǐ）。複位報警，重啟程序又能正常（cháng）加工，過段時間後同樣的報（bào）警重複出現。

１、故障分析（xī）

查看（kàn）報警號，２１６１２提示銑軸（Ｓ２軸）控製器使能ＤＢ３６．ＤＢＸ２．１使能丟失，結合７０１４５８報警提示，初步判斷由於銑刀主軸的夾緊和（hé）鎖定狀態不對，引起數控（kòng）報警停機。按（àn）照（zhào）銑軸液壓原理（lǐ）圖中銑軸夾緊放鬆原理和作用，手動按壓麵板銑軸夾緊按鈕（niǔ）ｇｈｅａｄ或ＭＤＡ方式下（xià）執行（háng）Ｂ軸旋轉，Ｙ４電磁閥（fá）得電，壓力值６ＭＰａ（６０ｂａｒ），壓力（lì）開關動作，銑軸夾緊；手（shǒu）動按壓銑軸放鬆，Ｙ４失電，電磁閥歸位，油回（huí）油箱，Ｍ１３－Ｂ５１Ｖ（Ｉ５１. ７）為“１”，銑軸處於放鬆狀態。放鬆時允（yǔn）許銑軸（Ｓ２軸）加工。壓力（lì）開關Ｍ１３－Ｂ５１Ｖ（１５１．７）是具有高（gāo）低壓雙點功能的可設置帶數值顯示的壓力開關，出於安全考慮，廠家（jiā）設定低壓值（zhí）為０．２ＭＰａ（２ｂｒ），也就是（shì）說，在加工狀態下，壓（yā）力大於０．２ＭＰａ時，銑軸處（chù）於夾緊（jǐn）狀態，銑軸（Ｓ２軸）控製器使能ＤＢ３６．ＤＢＸ２．１被複位，銑軸立刻停止。為何在沒有銑軸夾緊（jǐn）指令的情況下，壓力開關（guān）Ｍ１３－Ｂ５１Ｖ（１５１．７）會檢測到（dào）大於０．２ＭＰａ的壓（yā）力導致報警。對引起該壓力開關（guān）輸出“１” 信號的原（yuán）因進行逐一排查。

（１）接觸（chù）不良檢査兩端接線（xiàn）端無鬆動，連接纜無破損或斷線。

（２）壓力開關本身故障，檢查壓力開關（guān）壓力設定（dìng）值（zhí），調整壓力值反複測試高低壓觸點靈敏度，功能正常。

（３）係統（tǒng）壓力值是否正（zhèng）常，依據（jù）液壓原理圖分析（xī），係統壓力正常，壓力開關Ｍ１３－Ｂ５１Ｖ所在油路在銑軸加（jiā）工過程中是不可能會有壓力（lì）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（zài）安裝該元件時沒經過單向閥，而是直接安裝在（zài）了油缸的下端，銑（xǐ）軸放鬆泄油之後，由於油管中存（cún）有少量的油，該（gāi）液壓油在加工中因油管抖動產生負力，使壓力開關的下（xià）限壓力值上升達到０２ＭＰａ，從而導致力開關動作，產（chǎn）生（shēng）誤報警。如果（guǒ）在加（jiā）工帶樹型葉根槽轉由於誤動作報警而導致銑軸（Ｓ２軸被複位，將致（zhì）命（mìng）的造成刀具損壞甚至工件報廢的可能。

２、故障（zhàng）改進

由於機床安裝空間有限，無（wú）法按照原液（yè）壓原理圖的位置安裝該（gāi）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複故障的方案。利用現（xiàn）有條（tiáo）件，在不影響加工、不新增任何元器件的情（qíng）況下，利（lì）用現有的壓力開關該壓力開關（guān）帶有髙（gāo）壓和低（dī）壓）和一個空餘ＰＬＣ輸人點（１５３．７），匹配壓差值、調整合適參數，完善油路ＰＬＣ邏輯控製，從而達到修複該故障的目的。在（zài）低壓到達（不與正常操作衝突（tū））的情況下，控製電磁閥Ｍ１４－Ｋ５０Ｅ（Ｑ５０．１）Ｙ３動作，以達到清空油管餘油（yóu）的效果。修改程序後，故障消除，機床（chuáng）運正常。程序修改如下。

３、結論

８４０ＤＳＬ係統的數控機床，當其出現ＮＣＫ報警２１６１２時，要結（jié）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。由於機床液壓設計安裝的硬件原因，導（dǎo）致該故障的頻繁發生，通過軟件（jiàn）方式進行處理，不僅節省了維修材料和（hé）因購（gòu）買備件停機（jī）造成的損失，更規避了由該故障導致可能導致的工件報（bào）廢風險，而這（zhè）樣的報廢風（fēng）險其損失是不可估量的（de）。本（běn）次機床安（ān）全隱患排除，為設備維修工作拓寬了改進思路。

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