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        淺談CKA6150數(shù)控車床電動刀架撞刀后故障分析及排除

        2017-05-30 08:29:56宋雪梅
        科技尚品 2017年7期

        宋雪梅

        摘 要:CKA6150數(shù)控車床在使用過程中,由于操作失誤,經(jīng)常會出現(xiàn)刀架撞刀現(xiàn)象。本文以LDB4-125(C6150)型四工位的三端齒定位機構(gòu)方刀架為例,主要以數(shù)控車床在教學(xué)過程中一次嚴重的撞刀現(xiàn)象引發(fā)的刀架故障為切入點,分析刀架結(jié)構(gòu)及工作原理,進行故障分析、故障判斷、故障維修。

        關(guān)鍵詞:電動刀架;撞刀;霍爾元件;互換法

        隨著科技技術(shù)的迅猛發(fā)展,自動化技術(shù)以其勢不可擋的態(tài)勢被應(yīng)用到了各行行業(yè)當中,由此也推動了數(shù)控技術(shù)的廣泛應(yīng)用。作為高精度高效率的數(shù)控設(shè)備之一,數(shù)控車床是綜合了自動控制、機械加工以及檢測與計算機和微電子技術(shù)于一身而形成的自動化設(shè)備,數(shù)控加工技術(shù)受到了制造業(yè)的青睞。然而,盡管當前數(shù)控車床不論是在效率、品質(zhì)還是加工水平上都得到了較大的提升,然而隨著時間的推移,數(shù)控車床同樣存在著各種故障,而給數(shù)控車床的正常使用和操作人員的安全造成一定的威脅。我校的實訓(xùn)車間使用的是CKA6150數(shù)控車床,在使用過程中經(jīng)常會由于操作失誤,出現(xiàn)刀架撞刀現(xiàn)象。故障的大小程度不一,嚴重時會損壞刀架內(nèi)部元件。雖然各廠家所生產(chǎn)的刀架的結(jié)構(gòu)、尺寸各不相同,但無論是哪一類電動刀架,故障原因大多雷同,維修方法也可以互相參考。但如何才能盡快地解決刀架故障呢?首先要了解刀架的機械結(jié)構(gòu),熟悉其機械原理;其次要了解電氣原理,熟悉其電氣接線。這樣才能迅速判斷故障屬于機械故障還是電氣故障?下面我們就以此次故障中的LDB4-125(C6150)型四工位電動刀架為例進行論述。

        1 故障起因

        學(xué)生在實習(xí)加工過程中,粗心大意將程序編寫錯誤,導(dǎo)致在精加工時,造成在執(zhí)行換刀過程中,刀具飛速撞上卡盤,致使主軸撞停,刀架扭轉(zhuǎn)近45度、卡死。

        2 故障分析

        故障分析前,我們先了解刀架結(jié)構(gòu)及機械原理。

        2.1 LDB4-125型刀架的結(jié)構(gòu)

        LDB4-125型刀架為典型的三端齒定位機構(gòu)四工位自動回轉(zhuǎn)刀架,是經(jīng)濟型數(shù)控車床普遍采用的類型,由銷盤、內(nèi)端齒、外端齒盤組合成, 采用國際先進的三端齒精定位,蝸桿傳動,螺紋升降夾緊的工作原理。實現(xiàn)了上刀體轉(zhuǎn)位時無需抬起,從而排除了冷卻液及切削對刀架轉(zhuǎn)位時的侵擾,徹底可靠地解決了刀架的密封問題。同時電氣方面采用無觸點霍爾開關(guān)發(fā)訊,使用壽命長。

        2.2 LDB4-125型刀架換刀過程及原理(FANUC系統(tǒng))

        該刀架可安裝四把不同的刀具,轉(zhuǎn)位信號由加工程序指定。程序中出現(xiàn)換刀指令,微機就發(fā)出換刀信號送給PMC,控制繼電器動作,電機正轉(zhuǎn),通過蝸輪、蝸桿、螺桿將銷盤上升至一定高度時,離合銷進入離合盤槽,離合盤帶動離合銷,離合銷帶動銷盤,銷盤帶動上刀體轉(zhuǎn)位,當上刀體轉(zhuǎn)到程序中指定的刀位時,霍爾元件電路發(fā)出到位信號送給PMC,控制繼電器動作,電機反轉(zhuǎn),反靠銷進入反靠盤槽,離合銷從離合盤槽中爬出,刀架完成粗定位。同時銷盤下降端齒嚙合,完成精定位,刀架鎖緊。反轉(zhuǎn)時間到,繼電器動作電機停止,并向微機發(fā)出回答信號,換刀結(jié)束。

        2.3 故障原因分析

        2.3.1 觀察并檢測

        (1)觀察刀架體與刀架底座之間的四周間隙均勻。

        (2)用手擺動刀架,無明顯的晃動現(xiàn)象。

        (3)啟動換刀程序,電機啟動但刀架不能回轉(zhuǎn),紋絲不動。

        (4)用內(nèi)六角扳手正轉(zhuǎn)蝸杠,刀架運動不靈活;反轉(zhuǎn)蝸桿,刀架不動。

        2.3.2 故障判斷

        刀架體與刀架底座之間四周間隙均勻,說明刀架中心軸無彎曲損壞;故障發(fā)生前正在執(zhí)行換刀程序,電機正常工作沒有問題,且啟用換刀功能時,電機有啟動聲,可大膽排除電機故障;根據(jù)刀架抬升一段距離并扭轉(zhuǎn)近45度、啟動換刀功能刀架無回轉(zhuǎn)、用內(nèi)六角扳手正轉(zhuǎn)蝸杠時刀架運動不靈活,反轉(zhuǎn)蝸桿,刀架不能轉(zhuǎn)動這幾方面的綜合現(xiàn)象,根據(jù)其內(nèi)部機械結(jié)構(gòu),結(jié)合其機械工作原理,可初步判定為刀架內(nèi)部機械發(fā)生故障。

        3 故障維修

        根據(jù)故障判斷,懷疑是刀架內(nèi)部機械裝置損壞,進行刀架拆裝檢查。打開上蓋,拆下發(fā)信盤、霍爾元件、磁鋼、大螺母,發(fā)現(xiàn)機械內(nèi)部有斷裂的反靠銷和螺栓。由此可診斷出刀架卡死的原因是因為撞刀后,在強大的外力作用下導(dǎo)致刀架內(nèi)部的反靠銷發(fā)生斷裂,卡在粗定位盤槽和刀架體內(nèi)。

        4 故障排除及相應(yīng)調(diào)試

        由于沒有相應(yīng)的零件可以用于維修,而現(xiàn)場有其他能正常使用的相同刀架,故采取了互換法,將其他正常使用的刀架拆下來,安裝到這臺數(shù)控車床上。安裝后,啟動換刀功能檢查回轉(zhuǎn)刀架,出現(xiàn)刀架旋轉(zhuǎn)不停,直至出現(xiàn)1012號報警(1002:T00L RUN OVERTIME OR NO SIGNAL),查看PMC的狀態(tài),發(fā)現(xiàn)刀位信號沒有變化,也就是沒有到位信號輸出,懷疑霍爾元件損壞;重新?lián)Q好霍爾元件,啟動換刀功能,刀架仍然旋轉(zhuǎn)不停,故障沒有排除,懷疑是I/O板的刀位信號出現(xiàn)問題,用萬用表檢測,發(fā)現(xiàn)電壓過低,沒有達到要求,重新?lián)Q好I/O板,啟動換刀功能,檢查刀架是否正常,發(fā)現(xiàn)刀架不定期過位或不到位,調(diào)整霍爾元件與磁鋼的相對位置,換刀正常,刀架故障解除。最后,在加工之前采用試切的方式檢查,刀架的鎖緊力度正常,可以正常投入使用。此次維修則成功完成。

        此次撞刀后刀架的故障既有機械故障也有電氣故障,大多數(shù)情況下,機械故障就是定位銷、反靠銷發(fā)生斷裂;電氣故障就是霍爾元件和I/O板上的接口發(fā)生故障,維修起來比較方便。

        總之,數(shù)控車床在使用過程中,我們常見的故障有刀架類、主軸類、螺紋加工類、系統(tǒng)顯示類、驅(qū)動類、通信類等故障,而其中刀架故障占有很大的比例。故障后機床暫時不能使用,這就造成了在時間上的人力、物力資源浪費。如果我們能對其進行一些基本的維修,便可節(jié)約成本,節(jié)省時間,創(chuàng)造一定的經(jīng)濟效益。此次對刀架的維修時間較短,且維修過程也涉及了刀架的其他問題,為以后的刀架維修奠定了基礎(chǔ)。

        參考文獻

        [1]王敘.數(shù)控臥式車床立式回轉(zhuǎn)刀架的故障診斷維修及保養(yǎng)[J].建材發(fā)展導(dǎo)向,2013,(2):7-8.

        (作者單位:大連市技師學(xué)院)

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