CK0625數(shù)控車床伺服軸滾珠絲杠螺母脫落故障的維修及改進(jìn)

李 虹

(沈陽航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧 沈陽 110043)

CK0625數(shù)控車床在使用中由于操作者在手動操作X軸時，造成了軸負(fù)向超程，在解除超程的過程中，誤按了X軸負(fù)向按鈕，致使該軸繼續(xù)向超程方向移動，而導(dǎo)致了滾珠絲杠螺母副運(yùn)行進(jìn)入空程而使?jié)L珠脫落，這是機(jī)床生產(chǎn)廠家設(shè)計上的不完善造成的，因此需要對其原有設(shè)計進(jìn)行改進(jìn)，才能從根本上解決問題。

一、原設(shè)計思路

為了防止?jié)L珠絲杠螺母副進(jìn)入絲杠的空程范圍（即“下炕”）而引起滾珠旋出脫落，數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)廠家采用超程保護(hù)的形式進(jìn)行防范，設(shè)計的梯形圖如圖1所示。這種思路的缺點(diǎn)是，當(dāng)操作者按錯軸方向鍵時，就會引起軸繼續(xù)向超程方向移動而引發(fā)事故。表1是圖1中超程檢測信號的接口地址說明。

圖中X8.4為急停按鈕的接口地址；X12.7為超程釋放按鈕的接口地址；G8.4為數(shù)控系統(tǒng)急停信號（*ESP）的接口地址。

表1 超程檢測開關(guān)的文字符號及接口地址

二、技術(shù)改進(jìn)

和所有的數(shù)控系統(tǒng)一樣，CK0625數(shù)控車床所配備的FANUC 0i mate-TC數(shù)控系統(tǒng)，具有非常完善的超程檢測功能，即可通過系統(tǒng)的超程檢測信號進(jìn)行檢測，可原機(jī)床生產(chǎn)廠家卻沒有充分利用系統(tǒng)自帶的這種超程檢測功能，下面對這種功能作簡單介紹。

1.超程檢測信號概述

FANUC系統(tǒng)的超程檢測信號（軸超程信號）及接口地址為：*+L1～*+L4〈G114〉和*-L1～*-L4〈G116〉。這些信號表明控制軸是否已到達(dá)行程極限，每個控制軸的每個方向都具有該信號。信號名的+/-表明方向，數(shù)字與控制軸相對應(yīng)（如圖2所示）。

刀具移動超出了機(jī)床限位開關(guān)設(shè)定的行程終點(diǎn)時，限位開關(guān)動作，刀具減速并停止，且顯示“超程”報警。

（1）系統(tǒng)對信號的反應(yīng)

信號為“0”時，控制單元動作如下。

①自動操作時，即便只有一個軸超程信號變?yōu)椤?”，所有的軸都減速停止，產(chǎn)生報警且運(yùn)行停止。

②手動操作時，僅移動信號為“0”的軸減速停止，停止后的軸可向反方向移動。

③一旦軸超程信號變?yōu)椤?”，其移動方向被存儲。即便信號變?yōu)椤?”，在報警清除前，該軸也不能再沿超程方向運(yùn)動。

（2）超程釋放

通過手動操作，將刀具移至安全區(qū)，然后按復(fù)位鍵清除報警。

2.實(shí)施改進(jìn)的方案

利用系統(tǒng)的上述功能，尤其是第③項功能，對原梯形圖中有關(guān)超程檢測的程序進(jìn)行重新設(shè)計、改進(jìn)，使其能有效防止?jié)L珠絲杠螺母脫落，改進(jìn)后的部分梯形圖如圖3所示，它是在圖1所示梯形圖的基礎(chǔ)上，又新設(shè)計了四條程序。

由于充分利用了數(shù)控系統(tǒng)（CNC） 的G114和G116軸超程信號的功能，則超程后，在選擇錯了方向鍵的時候，超程軸將不會移動，這樣就從根本上防范了滾珠絲杠螺母脫落（“下炕”）的危險 （圖3）。

程序修改后，經(jīng)過開機(jī)后的反復(fù)超程驗證，均能達(dá)到防止?jié)L珠絲杠螺母脫落的效果，說明此次的技術(shù)改進(jìn)很成功。

[1]蔣建強(qiáng).數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007.