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        進口刀塔故障的自主維修

        2021-04-21 06:14:18楊家珺崔博峰
        設備管理與維修 2021年5期
        關鍵詞:刀塔刀位數(shù)控車床

        楊家珺,崔博峰

        (四川航天烽火伺服控制技術有限公司,四川成都 611130)

        0 引言

        數(shù)控車床伺服電動刀塔多選用進口刀塔。進口刀塔集機械、電氣、氣動、液壓和自控于一體,結(jié)構(gòu)復雜、裝配精度高、維修難度大,外修或更換費用昂貴,始終是困擾公司設備維修、影響生產(chǎn)的老大難問題。為此,依靠自己技術力量修復進口刀塔,勢在必行。

        1 故障現(xiàn)象

        公司多臺數(shù)控車床均出現(xiàn)刀塔無法正常換刀的故障。有時是在接到換刀指令后不能到達指定刀位,有時是到達了指定刀位卻不能鎖緊,有時是既不能到達指定刀位又不能鎖緊。這些數(shù)車刀塔都是進口,主要是巴拉法蒂、迪普馬兩種品牌。本文以迪普馬TS-200/12-0型刀塔(圖1)為例,介紹進口刀塔故障維修過程。

        圖1 迪普馬TS-200/12-0型刀塔

        2 刀塔工作原理

        系統(tǒng)發(fā)出換刀指令→刀塔電機電源接通,PLC控制轉(zhuǎn)向→電機旋轉(zhuǎn),通過齒輪傳動帶動刀盤轉(zhuǎn)動→刀位檢測→預分→精確定位→刀盤鎖緊→結(jié)束信號。

        3 故障原因分析

        根據(jù)刀塔結(jié)構(gòu)和原理,按照先機械、后電氣的原則,分析故障原因如下:

        (1)查看梯形圖有鎖緊信號,但是反向無法鎖緊,懷疑鎖緊的機械零件存在故障。分析原理,刀盤是靠滾輪到達高位壓緊雙聯(lián)磁盤斜凸面,使得動齒盤定齒盤嚙合來達到鎖緊作用,故判斷滾輪和斜凸面接觸不良,導致鎖緊力度不夠。

        (2)刀塔有時能找到刀位,有時找不到刀位,懷疑供電電壓不穩(wěn)定。經(jīng)測量發(fā)現(xiàn),多次換刀故障發(fā)生時,24 V電壓都不正常。

        (3)根據(jù)刀塔結(jié)構(gòu),刀塔分度定位編碼器、接近開關、預分度電磁鐵線圈動作都和插銷有關。通過在線監(jiān)控PLC運行狀態(tài),將疑點集中到了電磁線圈。懷疑電磁線圈密封性能損失,線圈進入冷卻液后,使得線圈工作中發(fā)熱,磁力減弱。

        4 維修過程

        4.1 更換密封圈

        拆開刀盤,發(fā)現(xiàn)腔體密封圈有損壞,造成腔內(nèi)缺油,齒輪干磨。為此,現(xiàn)場測量確定密封圈尺寸,選用抗氧化、耐油、耐酸堿、耐老化和氣密性好的氯丁橡膠,自制密封圈進行更換。

        4.2 打磨修復凸輪高點接觸面

        圖2 改造前的24 V電源回路

        刀盤中的3個齒輪帶動滾輪讓刀塔轉(zhuǎn)動,換刀時,滾輪在低點,到位后滾輪到達高點鎖緊?,F(xiàn)在刀塔鎖緊力度不夠,加工中刀盤跑位,拆卸后發(fā)現(xiàn)刀盤鎖緊點不平衡,磨損嚴重。重新磨平凸點,但尺寸變低。為此,根據(jù)磨平的尺寸和刀盤的間隙,在動輪后面加上G20軸承鋼片墊子,重新安裝調(diào)試好后,刀盤鎖緊力度合適。

        4.3 改造電磁線圈

        由于線圈斷電瞬間會產(chǎn)生高于數(shù)倍供電電壓的反向電壓,造成控制電路的器件擊穿損壞。在線圈兩端并聯(lián)反向二極管,相當于增加了一個反向電壓的泄放回路,避免了對回路的損害。

        4.4 重新設計24 V電源回路

        拆下線圈后發(fā)現(xiàn)線圈溫度過高,測量電壓只有10 V。設備出廠時24 V電源如圖2所示,整流橋堆輸出的電源為脈動直流電,紋波電壓高導致電源效率降低,產(chǎn)生浪涌電壓或電流,燒毀用電設備。為避免紋波,在整流橋堆后添加濾波電容,將脈動直流電盡可能轉(zhuǎn)換為平滑直流電,提高電源工作效率和穩(wěn)定性??紤]到設備線圈等部件使用年限過久,線圈等元件發(fā)熱過載,容易引起電源反復損壞。為此,引入開關電源,將市電整流后得到直流電壓,利用開關管的導通和關斷,將得到的電壓截成矩形波,把高能量切割成無數(shù)個低能量,傳寄給輸出端,輸出端通過輸出電壓的高低,對輸入端進行反饋(調(diào)整切割的頻率,以及占空比),達到穩(wěn)定輸出電壓的目的。改造后的24 V電源回路如圖3所示。

        圖3 改造后的24 V電源回路

        5 結(jié)束語

        經(jīng)過反復裝調(diào),刀塔恢復了正常換刀。本次維修后,設備正常工作已近一年,未再出現(xiàn)同類故障。通過這次維修,解決了數(shù)控車床刀塔維修難題,填補了公司這項維修技術的空白。將本方法推廣到其他幾臺數(shù)控車床刀塔維修,效果十分顯著。希望為行業(yè)內(nèi)同類故障的自主維修提供借鑒。

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