重型数控车铣床铣轴故障分析及改进
2020-12-16 来源：杭州汽轮机股份有限公司设备处 作者：林元洁 徐文 郑裕斌 郭凯凯
摘要： 针对铣轴（Ｓ２轴 ）在加工过程中使能被复位的问题 ，通过报警提示信息 ，分析铣轴 夹紧 ／ 放松检测控制原理和液压原理 ， 找出原因 ，合理修改 ＰＬＣ 程序 ，消除故障。
关键词 ：液压原图 ；伺服使能；修复；ＰＬＣ 逻辑
０、引 言
重型数控车铣床机床是２０１３ 年从德国引进的具有车 、铣 、磨和带有静压中心架的重型数控机床 ，其过床身旋转直径少２２００ ｍｍ ，两顶尖最大距离９０００ｍｍ ，最大加工工件重量６0ｔ， 主轴电机功率２ｘ１８５ｋＷ ，铣轴电机功率５０ｋＷ ，磨头电机功率１１ｋＷ，数控系统采用目前最先进的ＳＩＥＭＥＮＳＳｉｍｉｍｅｒｉｋ８４０ＤＳＬ ，是公司加工大转子、带纵树型叶根槽转子的关键设备 。
在汽轮机转子纵树型叶根槽加工过程中 ，不能出现由于数控报警造成机床突然停机中 断加工 ，严重的会造成铣刀卡在转子纵树型叶根槽中 ，导致价值百万元以上的汽轮机转子报废 。在加工过程中 ，频繁同时出现两个报警 ： ①２１６１２ 轴 Ｓ２／ ＭＳ２ ，使能复位报警 ； ②７０１４５８ 铣刀主轴已夹紧和锁定报警 。造成铣轴停 止，进给轴停止。复位报警 ，重启程序又能正常加工 ，过段时间后同样的报警重复出现。
１、故障分析
查看报警号，２１６１２ 提示铣轴（Ｓ２轴 ）控制器使能 ＤＢ３６ ．ＤＢＸ２ ．１ 使能丢失 ，结合 ７０１４５８ 报警提示 ，初步判断由于铣刀主轴的 夹紧和锁定状态不对 ，引起数控报警停机 。按照铣轴液压原理图 中铣轴夹紧放松原理和作用 ，手动按压面板铣轴夹紧按钮ｇ ｈｅａｄ或 ＭＤＡ 方式下执行 Ｂ轴旋 转 ，Ｙ４电磁阀得电 ，压力值 ６ＭＰａ（６０ｂａｒ），压力开关动作 ，铣轴夹紧 ；手动按压铣轴放松，Ｙ４失电 ，电磁阀归位 ，油回油箱 ， Ｍ１３ － Ｂ５１ Ｖ（ Ｉ５１. ７） 为“１”， 铣轴处于放松状态 。放松时允许铣轴（Ｓ２ 轴）加工。压力开关Ｍ１３－ Ｂ５１Ｖ（１５１ ．７）是具有高低 压双点 功能的 可设置带数值显示的压力开关 ，出于安全考虑 ，厂家设定低压值为 ０．２ ＭＰａ（ ２ｂｒ） ，也就是说 ， 在加工状态下 ，压力大于０．２ＭＰａ时 ，铣轴处于 夹紧状态 ，铣轴（ Ｓ２轴 ）控制器使能ＤＢ３６．ＤＢ Ｘ２ ．１ 被复位 ，铣轴立刻停止。为何在没有铣轴夹紧指令的情况下 ，压力开关Ｍ１３－Ｂ５１ Ｖ（ １５１．７）会检测到大于０．２ ＭＰａ的压力 导致报警 。对 引起该压力 开关输出“１” 信号 的原 因进行逐一排查 。
（１）接触不良检査两端接线端无松动 ，连接 缆无破损或断线 。
（２）压力开关本身故障 ，检查压力 开关压力设定值 ， 调整压力值反复测试高低压触点灵敏度 ，功能正常。
（３） 系统压力值是否正常 ，依据液压原理 图分析 ，系统压力正常 ，压力开关Ｍ１３ －Ｂ５１Ｖ 所在油路在铣轴加工过程中是不可能会有压力的 。进一步检查发现该压力开关实际 安装位置与液压理图不符。机床厂家在安装该元件时没经过单向阀 ，而是直接安装在了油缸的下端 ，铣轴放松泄油之后 ，由于油管中存有少量的油 ，该液压油在加工中因油管抖动产生负力 ，使 压力开关的下限压力值上升达到０２ＭＰａ，从而导致力开关动作 ，产生误报警 。如果在加工带 树型叶根槽转由于误动作报警而导致铣轴（ Ｓ２ 轴 被复位 ，将致命的造成刀具损坏甚至 工件报废的可能 。
２、故障改进
由于机床安装空间有限 ，无法按照原液压原理图的 位置安装该压力 开关（ 猜测机床厂家因此更改安装位置 ）。而且备件购买周期长，生产任务紧 ，为此 ，放弃更改油路布局修复故障的方案。 利用现有条件，在不影响 加工、不新增任何元器件的情况下，利用现有的压力 开关该压力开关带有髙压和低压 ）和一个空余ＰＬＣ输人点（ １５３．７ ） ，匹 配压差值 、调整合适参数 ，完善油路 ＰＬＣ逻辑控制 ，从而达到修复该故障的目的 。在低压 到达（不与正常操作 冲突） 的情况下 ，控制电磁阀 Ｍ１４－Ｋ５０Ｅ（Ｑ５０．１ ）Ｙ３动作 ，以达到清空 油管余油 的效果。修改程序后，故障消 除 ， 机床运正常 。 程序修改如下。
３ 、结论
８４０ＤＳＬ 系统的数控机床 ， 当其出现 ＮＣＫ报 警 ２１６１２时 ，要结合同时出现的其他报警 、出现故障的具体情况 ，以及该机床的相关特性 ，具体情况具体分析 ，不能一味依靠维修经验 。由于机床液压设计安装 的硬件原因 ，导致该故障 的频繁发生 ，通过软件方式进行处理 ，不仅节省了维修材料和 因购买备件停机造成的损失 ，更规避了由该故障导致可能导致的工件报废风险 ，而这样的报废风 险其损失是不可估量的 。本次机床安全隐患排除 ，为设备维修工作拓宽了改进思路 。
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如果您有机床行业、企业相关新闻稿件发表，或进行资讯合作，欢迎联系本网编辑部， 邮箱：skjcsc@vip.sina.com
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