某大型五軸數(shù)控龍門銑床電主軸松緊故障

(1)故障現(xiàn)象.該五軸數(shù)控龍門銑床采用SIEMENS840D數(shù)控系統(tǒng),在給電主軸裝時(shí),機(jī)械上有緊動(dòng)作,實(shí)際上具已經(jīng)安裝到主軸并夾緊,但"緊到位"信號(hào)燈不亮,進(jìn)而造成主軸缺少"使能",造成機(jī)床不能正常運(yùn)行.(2)故障分析及解決方案.在分析具體故障原因之前,須清楚電主軸松緊基本原理.該機(jī)床采用雙回轉(zhuǎn)擺動(dòng)銑頭,通過力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)A、C旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng),A軸擺動(dòng)體內(nèi)安裝電主軸,電主軸松緊動(dòng)作主要是由流量計(jì),、K11控制模塊和機(jī)床PLC配合完成的,三者信號(hào)傳遞關(guān)系見圖4.當(dāng)主軸松或緊時(shí),PLC輸出開關(guān)量信號(hào)給K11模塊來控制松緊電磁閥動(dòng)作,流量計(jì)能夠檢測出液壓管路中流過油液的流量,并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字脈沖信號(hào)輸送給K11模塊,再由K11模塊把數(shù)字脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)松到位、緊到位和無夾緊三個(gè)具位置的開關(guān)量信號(hào)輸送給PLC,PLC接收到具體信號(hào)后才能完成整套松緊動(dòng)作.由以上電主軸松緊控制原理知,電主軸松緊是否到位是由流量計(jì)檢測的,這不同于傳統(tǒng)的"位置檢測".緊到位信號(hào)燈不亮的主要原因可能是:①流量計(jì)沒有檢測到足夠的液壓流量;②流量計(jì)已經(jīng)將足夠的脈沖信號(hào)傳遞給K11模塊,但K11模塊內(nèi)部參數(shù)設(shè)置有誤.③液壓管路中進(jìn)入空氣,影響流量計(jì)檢測信號(hào).為進(jìn)一步診斷故障,采取以下措施:主軸松緊由單獨(dú)的液壓站來驅(qū)動(dòng),先檢查液壓站中油量是否充足,保油量滿足需求;利用專用排氣工具保管路中空氣排盡.再次進(jìn)行松緊測試,故障復(fù)現(xiàn).由排除法知,故障原因有可能是K11模塊(見圖5)參數(shù)設(shè)置問題,以下將進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化.借助"K11-controller"軟件監(jiān)控K11模塊狀態(tài),圖6是軟件與機(jī)床K11模塊正常連接后狀態(tài),查看CLAMP→Short[Pulses]和Long[Pulses]中數(shù)據(jù)依次為262,、304,分別代表"有夾緊"狀態(tài)的上,、下限值,如果測試的數(shù)據(jù)不在上、下限值范圍內(nèi),則出現(xiàn)信號(hào)輸出異常.首行10次"有夾緊"測試,測試數(shù)據(jù)見圖7,結(jié)果均為short(即:信號(hào)異常).數(shù)據(jù)分析可得出以下結(jié)論:Short[Pulses]和Long[Pulses]這兩個(gè)參數(shù)設(shè)置有誤,導(dǎo)致緊狀態(tài)信號(hào)輸出有誤,需要進(jìn)一步優(yōu)化.記錄有加緊狀態(tài)的大值A1和小值A2,可設(shè)置Short:A2-10,、Long:A1+10(如果數(shù)據(jù)變化幅度較大,可設(shè)置A1/A2±20),即Short設(shè)置為243,、Long設(shè)置為266.優(yōu)化完成后,再進(jìn)行10次測試,結(jié)果全部成功(圖8),且每次緊后,"緊到位"信號(hào)燈均正常亮,故障排除.(3)小結(jié).①在使用"K11-controller"軟件優(yōu)化參數(shù)時(shí),每次輸入數(shù)值后,均需要點(diǎn)擊"F4:SEND"軟鍵,這時(shí)輸入的數(shù)據(jù)才能被傳入K11模塊中,切記全部設(shè)置完成后要點(diǎn)擊"F5:SE"軟鍵,保存好數(shù)據(jù).②對(duì)于主軸松緊這類故障,一般分為"無動(dòng)作且信號(hào)狀態(tài)異常"和"有動(dòng)作但信號(hào)狀態(tài)異常"兩類,前者重點(diǎn)排查機(jī)械方面(液壓控制閥、油量是否充足以及執(zhí)行元件等),后者主要檢查電氣方面(信號(hào)傳感器,、PLC程序以及相關(guān)參數(shù)設(shè)置等).(4)改進(jìn)措施.①定期優(yōu)化K11模塊參數(shù),以免由參數(shù)問題造成-故障.②及時(shí)向液壓站中加液壓油(油的牌號(hào)要嚴(yán)格按照說明書要求選用,不得擅自更換),避免空氣進(jìn)入,影響流量計(jì)正常檢測.