肖 恂 王艷海

作者通聯(lián)：山西平陽重工機械有限責任公司機動環(huán)保部山西侯馬市紅軍街一號 043000

E-mail：309285720@qq.com

1.故障現(xiàn)象

山西平陽重工機械有限責任公司多臺裝有意大利巴拉法蒂刀塔的數(shù)控臥式車床接連出現(xiàn)換刀失敗，故障率較高且隨機性強。故障現(xiàn)象均為刀架未轉完一個刀位就停機，機床系統(tǒng)雖顯示刀塔故障報警，但無詳細提示內容。

2.故障分析

根據(jù)刀塔維修經驗，原因多為刀架松開機構或松開傳感器故障。因此分析認為刀架開始能夠轉動一下，表明刀塔系統(tǒng)檢測到了松開信號，但信號不穩(wěn)定，時有時無，轉動過程中因突然失去松開信號而停機。按照這一思路，啟動刀塔旋轉，使用數(shù)字萬用表檢測刀塔驅動器M4端子Li12的接口電平，檢測結果是刀塔出現(xiàn)故障時，刀架松開信號仍然正常。

經反復對刀塔進行換刀試驗，發(fā)現(xiàn)當?shù)端謩訐Q刀時始終正常，而執(zhí)行加工程序換刀時，故障率則很高。仔細分析、比較兩種換刀方式的異同點，如同樣是從1#刀換到4#刀，手動換刀是每一個刀位都要依次完成“松開→轉動→到位→鎖緊”全過程；執(zhí)行加工程序換刀，過程則是“1#刀松開→轉動→4#刀到位→鎖緊”，2#刀、3#刀不再停頓。據(jù)此認為是由于兩種換刀過程的差異導致?lián)Q刀成功率不同。為此編寫一段加工程序，先執(zhí)行緊挨著刀號順序換刀，換上幾把刀后，再執(zhí)行跳著刀號換刀，如1#、3#、5#、7#。結果表明程序執(zhí)行按刀位順序換刀時，系統(tǒng)正常，無報警，但執(zhí)行跳著刀號換刀時，系統(tǒng)頻繁報警。能夠實現(xiàn)按刀位順序換刀，說明刀塔系統(tǒng)的控制指令、機械動作及各類傳感器檢測等正常。

這款刀塔系統(tǒng)具有完善的控制系統(tǒng)和執(zhí)行機構，機床系統(tǒng)只需發(fā)出二進制代碼指令就可完成換刀過程；自帶的刀架驅動器上還有報警功能，出現(xiàn)松開、鎖緊傳感器失靈，電機過流，存儲器故障等都會以不同數(shù)字顯示，并向機床系統(tǒng)發(fā)出相關信號。但是對于此次換刀失敗故障，刀塔驅動器卻無報警數(shù)字顯示。因此，判斷是機床系統(tǒng)和刀塔的控制連接出現(xiàn)問題。調出機床系統(tǒng)PMC梯形圖，分析相關換刀程序，發(fā)現(xiàn)故障出現(xiàn)時，刀塔驅動器上的LO.6接口確實向機床系統(tǒng)發(fā)出了報警信息。機床系統(tǒng)收到后，也向刀塔驅動器發(fā)出了停止指令，但刀塔驅動器本身沒有顯示。判斷是機床系統(tǒng)向刀塔驅動器發(fā)出的停止指令時間過短，刀塔內部的報警信息還未來得及反饋到顯示模塊上，就被機床的停止指令復位了，導致看不到報警信息。為此，在機床PMC程序增加一個延時程序，使機床系統(tǒng)收到報警信號后，延時一下，再向刀塔驅動器發(fā)出停止指令。試機，報警信息顯示為1#報警，報警內容是驅動器輸入電壓過低。

3.故障處理

刀塔按刀號順序進行換刀時正常，跳著刀號換刀則會出現(xiàn)驅動器輸入電壓過低報警。為此，還需搞清它們在換刀過程中還有哪些不同。對一臺同型號工作正常的機床，反復進行按刀號順序換刀（如從1#刀換到2#刀）和跳著刀號換刀（如從1#刀換到3#刀）比較。發(fā)現(xiàn)這兩種換刀過程所用時間幾乎一樣，因此跳著刀號換刀時的速度必然更快一些，這樣會使刀塔電機的電流增大很多，導致輸入電壓下降，達到報警門限。

由于機床運行將近兩年，一切正常，為此，考慮刀塔外圍的供電設備。造成輸入電壓降低的原因有：①受向刀塔驅動器供電的伺服變壓器容量限制，輸入電流偏大；②從接觸器到刀塔驅動器的強電三相輸入線，中間有兩次端子的轉接，經過長期大電流發(fā)熱運行，端子的線頭已經發(fā)黑，接觸電阻增大。因機床運行正常，排除前者，為徹底解決這一故障，必須科學選線布線。首先更換刀塔驅動器的三相輸入線并加大線徑，為減少接觸電阻，省去中間環(huán)節(jié)，改從接觸器直接引至刀塔驅動器。所有出現(xiàn)換刀失敗的機床進行改進后，均恢復正常。