王洪亮

摘 要：結(jié)合實(shí)踐中CKA6150數(shù)控車床出現(xiàn)的部分主軸轉(zhuǎn)速無(wú)法實(shí)現(xiàn)問(wèn)題，將數(shù)控機(jī)床的故障診斷和排除進(jìn)行分析與探討，為出現(xiàn)同類實(shí)際問(wèn)題的解決提供借鑒。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車床；故障診斷；主軸傳動(dòng)；變速

數(shù)控機(jī)床綜合應(yīng)用了計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、精密測(cè)量、現(xiàn)代機(jī)械制造和數(shù)據(jù)通信等多種技術(shù)，是機(jī)械加工領(lǐng)域中典型的機(jī)電一體化設(shè)備。我院建設(shè)有數(shù)控加工專業(yè)國(guó)家級(jí)高技能人才實(shí)訓(xùn)基地，其中數(shù)控車床是重要的實(shí)訓(xùn)設(shè)備。在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)CKA6150數(shù)控車床，出現(xiàn)部分主軸轉(zhuǎn)速無(wú)法實(shí)現(xiàn)等情況，并且系統(tǒng)無(wú)報(bào)警，排除了人為等因素后，故障依然存在。本文以此數(shù)控車床的故障及排除實(shí)例進(jìn)行分析。

一、CKA6150數(shù)控車床概述

CKA6150數(shù)控車床是大連機(jī)床集團(tuán)有限責(zé)任公司開(kāi)發(fā)的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床，采用平床身，具有良好的經(jīng)濟(jì)型和實(shí)用性。選用FANUC 0i-MATE TB操作系統(tǒng)，可對(duì)工件進(jìn)行多次重復(fù)循環(huán)加工。該機(jī)床為萬(wàn)能型通用產(chǎn)品，特別適合于軍工、汽車、拖拉機(jī)、冶金等行業(yè)的機(jī)械加工。主要承擔(dān)各種軸類及盤(pán)類零件的半精加工及精加工?？杉庸?nèi)、外圓柱面、錐面、車削螺紋、鏜孔、鉸孔以及各種曲線回轉(zhuǎn)體。

二、故障現(xiàn)象與剖析

故障現(xiàn)象：主軸變速時(shí)，S1、S3、S5、S7、S9、S11轉(zhuǎn)速正常，S2、S4、S6、S8、S10、S12無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

數(shù)控機(jī)床的故障按有無(wú)自診斷顯示可分為有報(bào)警顯示故障和無(wú)報(bào)警顯示故障，以上故障現(xiàn)象屬無(wú)報(bào)警顯示故障。無(wú)報(bào)警顯示故障往往表現(xiàn)為指令正常，而執(zhí)行時(shí)卻不能動(dòng)作，手動(dòng)操作也無(wú)法執(zhí)行動(dòng)作，因此這類故障的排除相對(duì)于有診斷顯示故障的排除難度更大。根據(jù)故障現(xiàn)象去確定最終故障點(diǎn)時(shí)，先后做了以下幾方面的推斷，即：

（一）查找系統(tǒng)的故障

數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分，主要包括主軸箱、主軸頭、主軸本體、主軸軸承等，是機(jī)床的關(guān)鍵部件。主軸部件是機(jī)床的重要執(zhí)行元件之一，它的結(jié)構(gòu)尺寸、形狀、精度及材料等，對(duì)機(jī)床的使用性能都有很大的影響，特別是影響機(jī)床的加工精度。

主軸變速的方式有無(wú)級(jí)變速、分段無(wú)級(jí)變速、分段變速等。無(wú)級(jí)變速數(shù)控機(jī)床直接采用直流或交流伺服電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)主軸無(wú)級(jí)變速。分段無(wú)級(jí)變速數(shù)控機(jī)床在交流或直流伺服電動(dòng)機(jī)無(wú)級(jí)變速的基礎(chǔ)上配以齒輪等其他機(jī)構(gòu)，使之成為分段無(wú)級(jí)變速，常見(jiàn)的有：帶有變速齒輪的主傳動(dòng)、通過(guò)帶傳動(dòng)的主傳動(dòng)、用兩個(gè)電動(dòng)機(jī)分別驅(qū)動(dòng)主軸、內(nèi)裝電動(dòng)機(jī)主軸。

該機(jī)床主傳動(dòng)采用雙速電機(jī)+電磁離合器，可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)三檔，檔內(nèi)自動(dòng)變速。M03、M04啟動(dòng)主軸（正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)），M05停止。主軸分為手動(dòng)高、中、低三檔，當(dāng)手動(dòng)變速桿在相應(yīng)三檔位置時(shí)，主軸才能正（反）轉(zhuǎn)，相應(yīng)S代碼才能有效。

（二）故障的判斷

根據(jù)機(jī)床主軸變速的故障現(xiàn)象，依據(jù)該機(jī)床的變速原理可做以下分析：因主軸轉(zhuǎn)速S1、S3可正常實(shí)現(xiàn)，則系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置無(wú)誤，低速擋可正常實(shí)現(xiàn)，同理根據(jù)S5、S7、S9、S11轉(zhuǎn)速正常，則中速擋、高速擋均設(shè)置正確。S1、S5、S9轉(zhuǎn)速正常，則電機(jī)可以正常實(shí)現(xiàn)△接法，該功能正常；S3、S7、S11轉(zhuǎn)速正常，則電機(jī)可以正常實(shí)現(xiàn)YY接法，該功能正常。S1、S3、S5、S7、S9、S11轉(zhuǎn)速正常，則電磁離合器線圈YC1正常工作，S2、S4、S6、S8、S10、S12無(wú)法實(shí)現(xiàn)，應(yīng)與電磁離合器線圈YC2的工作有關(guān)，可能是中間繼電器KA9出現(xiàn)故障，也可能是電磁離合器線圈YC2故障。

三、故障排除

經(jīng)過(guò)以上的推斷，還需要進(jìn)一步排除故障。首先要排除是否為中間繼電器KA9損壞。經(jīng)檢測(cè)，系統(tǒng)輸出Y2.7信號(hào)正常，KA9動(dòng)作正常。

其次檢查電磁離合器線圈YC2。經(jīng)檢查控制信號(hào)可正常傳送到線圈YC2，但電磁離合器無(wú)動(dòng)作，因此可以斷定是電磁離合器損壞。更換新的電磁離合器，故障最終得以排除。

四、總結(jié)

分析此故障產(chǎn)生的原因是由于該數(shù)控車床使用年限較長(zhǎng)，零部件老化，使用壽命接近完結(jié)，即將進(jìn)入耗損故障期，在以后的工作過(guò)程中，應(yīng)注意加強(qiáng)日常管理與維護(hù)保養(yǎng)，盡可能長(zhǎng)的延長(zhǎng)使用壽命。