肖 恂 王艷海

作者通聯(lián)：山西平陽(yáng)重工機(jī)械有限責(zé)任公司機(jī)動(dòng)環(huán)保部山西侯馬市紅軍街一號(hào) 043000

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1.故障現(xiàn)象

山西平陽(yáng)重工機(jī)械有限責(zé)任公司多臺(tái)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(jī)性強(qiáng)。故障現(xiàn)象均為刀架未轉(zhuǎn)完一個(gè)刀位就停機(jī)，機(jī)床系統(tǒng)雖顯示刀塔故障報(bào)警，但無(wú)詳細(xì)提示內(nèi)容。

2.故障分析

根據(jù)刀塔維修經(jīng)驗(yàn)，原因多為刀架松開(kāi)機(jī)構(gòu)或松開(kāi)傳感器故障。因此分析認(rèn)為刀架開(kāi)始能夠轉(zhuǎn)動(dòng)一下，表明刀塔系統(tǒng)檢測(cè)到了松開(kāi)信號(hào)，但信號(hào)不穩(wěn)定，時(shí)有時(shí)無(wú)，轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中因突然失去松開(kāi)信號(hào)而停機(jī)。按照這一思路，啟動(dòng)刀塔旋轉(zhuǎn)，使用數(shù)字萬(wàn)用表檢測(cè)刀塔驅(qū)動(dòng)器M4端子Li12的接口電平，檢測(cè)結(jié)果是刀塔出現(xiàn)故障時(shí)，刀架松開(kāi)信號(hào)仍然正常。

經(jīng)反復(fù)對(duì)刀塔進(jìn)行換刀試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)端謩?dòng)換刀時(shí)始終正常，而執(zhí)行加工程序換刀時(shí)，故障率則很高。仔細(xì)分析、比較兩種換刀方式的異同點(diǎn)，如同樣是從1#刀換到4#刀，手動(dòng)換刀是每一個(gè)刀位都要依次完成“松開(kāi)→轉(zhuǎn)動(dòng)→到位→鎖緊”全過(guò)程；執(zhí)行加工程序換刀，過(guò)程則是“1#刀松開(kāi)→轉(zhuǎn)動(dòng)→4#刀到位→鎖緊”，2#刀、3#刀不再停頓。據(jù)此認(rèn)為是由于兩種換刀過(guò)程的差異導(dǎo)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(hào)順序換刀，換上幾把刀后，再執(zhí)行跳著刀號(hào)換刀，如1#、3#、5#、7#。結(jié)果表明程序執(zhí)行按刀位順序換刀時(shí)，系統(tǒng)正常，無(wú)報(bào)警，但執(zhí)行跳著刀號(hào)換刀時(shí)，系統(tǒng)頻繁報(bào)警。能夠?qū)崿F(xiàn)按刀位順序換刀，說(shuō)明刀塔系統(tǒng)的控制指令、機(jī)械動(dòng)作及各類傳感器檢測(cè)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(jī)構(gòu)，機(jī)床系統(tǒng)只需發(fā)出二進(jìn)制代碼指令就可完成換刀過(guò)程；自帶的刀架驅(qū)動(dòng)器上還有報(bào)警功能，出現(xiàn)松開(kāi)、鎖緊傳感器失靈，電機(jī)過(guò)流，存儲(chǔ)器故障等都會(huì)以不同數(shù)字顯示，并向機(jī)床系統(tǒng)發(fā)出相關(guān)信號(hào)。但是對(duì)于此次換刀失敗故障，刀塔驅(qū)動(dòng)器卻無(wú)報(bào)警數(shù)字顯示。因此，判斷是機(jī)床系統(tǒng)和刀塔的控制連接出現(xiàn)問(wèn)題。調(diào)出機(jī)床系統(tǒng)PMC梯形圖，分析相關(guān)換刀程序，發(fā)現(xiàn)故障出現(xiàn)時(shí)，刀塔驅(qū)動(dòng)器上的LO.6接口確實(shí)向機(jī)床系統(tǒng)發(fā)出了報(bào)警信息。機(jī)床系統(tǒng)收到后，也向刀塔驅(qū)動(dòng)器發(fā)出了停止指令，但刀塔驅(qū)動(dòng)器本身沒(méi)有顯示。判斷是機(jī)床系統(tǒng)向刀塔驅(qū)動(dòng)器發(fā)出的停止指令時(shí)間過(guò)短，刀塔內(nèi)部的報(bào)警信息還未來(lái)得及反饋到顯示模塊上，就被機(jī)床的停止指令復(fù)位了，導(dǎo)致看不到報(bào)警信息。為此，在機(jī)床PMC程序增加一個(gè)延時(shí)程序，使機(jī)床系統(tǒng)收到報(bào)警信號(hào)后，延時(shí)一下，再向刀塔驅(qū)動(dòng)器發(fā)出停止指令。試機(jī)，報(bào)警信息顯示為1#報(bào)警，報(bào)警內(nèi)容是驅(qū)動(dòng)器輸入電壓過(guò)低。

3.故障處理

刀塔按刀號(hào)順序進(jìn)行換刀時(shí)正常，跳著刀號(hào)換刀則會(huì)出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)器輸入電壓過(guò)低報(bào)警。為此，還需搞清它們?cè)趽Q刀過(guò)程中還有哪些不同。對(duì)一臺(tái)同型號(hào)工作正常的機(jī)床，反復(fù)進(jìn)行按刀號(hào)順序換刀（如從1#刀換到2#刀）和跳著刀號(hào)換刀（如從1#刀換到3#刀）比較。發(fā)現(xiàn)這兩種換刀過(guò)程所用時(shí)間幾乎一樣，因此跳著刀號(hào)換刀時(shí)的速度必然更快一些，這樣會(huì)使刀塔電機(jī)的電流增大很多，導(dǎo)致輸入電壓下降，達(dá)到報(bào)警門限。

由于機(jī)床運(yùn)行將近兩年，一切正常，為此，考慮刀塔外圍的供電設(shè)備。造成輸入電壓降低的原因有：①受向刀塔驅(qū)動(dòng)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(qū)動(dòng)器的強(qiáng)電三相輸入線，中間有兩次端子的轉(zhuǎn)接，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期大電流發(fā)熱運(yùn)行，端子的線頭已經(jīng)發(fā)黑，接觸電阻增大。因機(jī)床運(yùn)行正常，排除前者，為徹底解決這一故障，必須科學(xué)選線布線。首先更換刀塔驅(qū)動(dòng)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(qū)動(dòng)器。所有出現(xiàn)換刀失敗的機(jī)床進(jìn)行改進(jìn)后，均恢復(fù)正常。