TH6916型落地鏜床介紹及故障分析

（哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司，黑龍江 哈爾濱 150040）

1 TH6916型落地鏜床的功能介紹

主機(jī)由：滑座、立柱、主軸箱、可升降操縱站、液壓站、電氣控制柜等幾大部分組成。該機(jī)床有2個(gè)主軸和4個(gè)伺服軸，主軸（S）是切削旋轉(zhuǎn)，5個(gè)伺服軸分別為XYCW軸。其中X軸為機(jī)床水平運(yùn)動(dòng)軸；Y軸為機(jī)床垂直運(yùn)動(dòng)軸；C軸為工作臺(tái)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)軸；Z軸和W軸分別是機(jī)床的鏜軸和滑枕。

機(jī)床的主軸驅(qū)動(dòng)和進(jìn)給系統(tǒng)采用西門(mén)子公司生產(chǎn)的611D全數(shù)字交流調(diào)速系統(tǒng)及1PH7交流伺服主軸電機(jī)和1FT6全數(shù)字交流伺服進(jìn)給電機(jī)，數(shù)控系統(tǒng)系統(tǒng)采用西門(mén)子的840D及S7-300可編程控制器，并選用B-MPI手持單元作為輔助調(diào)整控制。該機(jī)床用611D全數(shù)字交流調(diào)速系統(tǒng)電氣系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)極調(diào)速，對(duì)滑座（X）、主軸箱（Y）、滑枕（W）和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)（C）的直線位移四個(gè)進(jìn)給軸采用了德國(guó)海德漢（HEIDENHAIN）LB382C光柵尺作為位置反饋的檢測(cè)元件，而主軸的旋轉(zhuǎn)位移的位置反饋檢測(cè)元件采用的是德國(guó)海德漢（HEIDENHAIN）的圓光柵，該設(shè)備的電氣系統(tǒng)是具有廣泛性能和先進(jìn)技術(shù)的可靠綜合性電氣系統(tǒng)。

機(jī)床采用西門(mén)子840D數(shù)控系統(tǒng)，可任意3軸聯(lián)動(dòng)。該機(jī)床還具有撓度補(bǔ)償、圖形模擬、飛平面、銑槽、鉆孔，攻絲等多種功能。其中NC CPU為486D×4/100，內(nèi)存為8M字節(jié)。MMC CPU為486D×2-VB，內(nèi)存為16M字節(jié)，在MMC控制板中還裝有一個(gè)128KB存儲(chǔ)器，可用于儲(chǔ)存加工程序。

電氣系統(tǒng)的操作主要集中在可升降操縱站、手持單元和電柜門(mén)上。

本機(jī)床有一個(gè)二門(mén)聯(lián)體電柜，除了安裝電器元件之外，還在電柜門(mén)上安裝了空調(diào)，保證電柜內(nèi)溫度平衡，整個(gè)機(jī)床的電源控制開(kāi)關(guān)設(shè)在電柜的側(cè)板上。電力裝備由三相交流50HZ，380V電源供電，總消耗功率為150KVA，額定輸入400A，動(dòng)力回路為～380V，交流控制回路為～110V，由變壓器TC021(380/110V)獲得，數(shù)控系統(tǒng)及PLC控制電源穩(wěn)壓電源GD021獲得，照明回路為～24V，通過(guò)照明變壓器GD022(250VA，380/24V)獲得。操縱站上有顯示器LCD，手持單元通過(guò)一根信號(hào)電纜與操縱臺(tái)相連，主要功能有主軸的正、反向點(diǎn)轉(zhuǎn)和各伺服軸的正、反向點(diǎn)動(dòng)，并可用電子手輪控制各伺服軸對(duì)工件進(jìn)行對(duì)刀。機(jī)床的各種故障都編有相應(yīng)的信息文本和報(bào)警文本，當(dāng)機(jī)床發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)顯示的文本內(nèi)容可以快速查找故障原因，以便及時(shí)排除故障。

2 故障分析與排除

故障1：

TH6916型落地銑鏜床主軸采用德國(guó)西門(mén)子611D全數(shù)字交流調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。一次在工作過(guò)程中，X軸負(fù)向限位被撞開(kāi)，機(jī)床出現(xiàn)-X軸進(jìn)給超限位報(bào)警。檢查后發(fā)現(xiàn)-X軸方向的極限超程開(kāi)關(guān)被壓下。因?yàn)?，本機(jī)床對(duì)X軸、Y軸、W軸進(jìn)給設(shè)置了軟限位（機(jī)床參數(shù)設(shè)定，必須先返回參考點(diǎn)才能生效）、硬限位（凸輪）與極限限位（凸輪）三重保護(hù)。

操作者在操作時(shí)，因?yàn)樗俣冗^(guò)快，將-X軸方向的硬限位開(kāi)關(guān)-SQX-和-X軸方向的極限限位開(kāi)關(guān)SQX給壓下，導(dǎo)致X軸進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置的動(dòng)力電源被切斷，刀架停止運(yùn)動(dòng)，-X軸進(jìn)給超限位報(bào)警。

若要使X軸退出極限狀態(tài)，根據(jù)電氣原理圖上的PLC點(diǎn)，將I36.6=0用電氣方法將端子2107和端子242短接，使I36.6=1，滿足機(jī)床要求，刪掉機(jī)床報(bào)警，將機(jī)床X軸向正方向開(kāi)一段距離，使X軸退出超程區(qū)間，然后將端子2107和端子242短接點(diǎn)取消，機(jī)床一切恢復(fù)正常，故障排除。

故障2：

一次在工作過(guò)程中，機(jī)床出現(xiàn)700006#Y軸放松故障報(bào)警和20052#故障報(bào)警。根據(jù)電氣原理圖和機(jī)械油壓圖紙，逐步查找發(fā)現(xiàn)，往Y軸制動(dòng)器去的油壓，從油箱的油泵出來(lái)的出口壓力是4.2bar，遠(yuǎn)低于機(jī)械油壓圖紙上所標(biāo)注的5.5bar，很難使Y軸夾緊放松的電磁閥上的壓力接點(diǎn)動(dòng)作，經(jīng)過(guò)多次調(diào)整油箱上的壓力閥，油箱油泵的出口壓力仍然不上去，只有將總電源斷開(kāi)，過(guò)一段時(shí)間再重新起動(dòng)機(jī)床（數(shù)控機(jī)床將總電源斷開(kāi)，過(guò)一段時(shí)間再重新起動(dòng)機(jī)床，等于將PLC給清一次），機(jī)床報(bào)警消除，但用不了多長(zhǎng)時(shí)間，700006#Y軸放松故障報(bào)警和20052#報(bào)警又出現(xiàn)了。判斷是油箱內(nèi)缺油，讓操作者先將油箱內(nèi)加滿潤(rùn)滑油，重新起動(dòng)機(jī)床繼續(xù)觀察，發(fā)現(xiàn)過(guò)一段時(shí)間后，油箱的油泵出來(lái)的出口壓力又低于5.5bar，700006#Y軸 放 松 故 障 報(bào) 警 和20052#報(bào)警又出現(xiàn)了。

從這一現(xiàn)象分析，斷定去往Y軸制動(dòng)器的油路漏油，停機(jī)檢查，發(fā)現(xiàn)往Y軸制動(dòng)器去的油路有一個(gè)連接頭壞了，將這段油路連接部分修好，再將油箱內(nèi)加滿潤(rùn)滑油，重新起動(dòng)機(jī)床，機(jī)床一切恢復(fù)正常，故障排除。

故障3：

TH6916型落地銑鏜床XYW軸的位置測(cè)量系統(tǒng)了采用德國(guó)海德漢（HEIDENHAIN）LB382C光柵尺作為位置反饋的檢測(cè)元件。一次在工作過(guò)程中，機(jī)床出現(xiàn)Y軸編碼器硬件故障報(bào)警。根據(jù)信息報(bào)警，可以判斷有兩種原因可以導(dǎo)致Y軸編碼器硬件故障報(bào)警。一種原因是LB382C光柵尺臟了，另一種原因是LB382C的讀數(shù)頭壞了。

該機(jī)床Y軸的LB382C光柵尺的尺端把合在機(jī)床立柱的側(cè)面上，讀數(shù)頭把合在機(jī)床的鏜箱上，鏜箱上下移動(dòng)，讀數(shù)頭在光柵尺閱讀數(shù)據(jù)。要想擦Y軸光柵尺，必須得有一個(gè)人系上安全帶，站在吊斗內(nèi)，用吊車(chē)將人吊到光柵尺的上端，另外二人在光柵尺的下端，將尺盒兩端打開(kāi)，先將讀數(shù)頭退出LB382C光柵尺盒，再用軟尺盒將鋼帶尺從LB382C光柵尺盒中退出，用口罩布沾無(wú)水酒精擦讀數(shù)頭和鋼帶尺，然后在將讀數(shù)頭和光柵尺安好，這種故障處理起來(lái)非常困難，時(shí)間很長(zhǎng)，而且讀數(shù)頭好壞還不能用眼睛看出來(lái)，只有機(jī)床送電后，才能試出來(lái)。

Y軸有兩套測(cè)量系統(tǒng)，一套是電機(jī)自身帶的編碼器測(cè)量系統(tǒng)，另一套是海德漢的光柵測(cè)量系統(tǒng)，為了工件加工更精確，廠家通常采用海德漢的光柵測(cè)量系統(tǒng)，為了確定Y軸是光柵尺臟了，還是讀數(shù)頭壞了，為了節(jié)約時(shí)間，先將Y軸光柵位置測(cè)量系統(tǒng)從程序上封死，（即參數(shù)30200:2→1，31000：1→0，31040：1→0，DB.DBX32.5:0→1），投入電機(jī)自身帶的編碼器測(cè)量系統(tǒng)，然后將Y軸上下移動(dòng)，發(fā)現(xiàn)沒(méi)問(wèn)題，在將Y軸光柵位置測(cè)量系統(tǒng)恢復(fù)，重新起動(dòng)機(jī)床，Y軸仍然報(bào)編碼器硬件故障，說(shuō)明讀數(shù)頭壞了，更換新的讀數(shù)頭，重新起動(dòng)機(jī)床，機(jī)床一切恢復(fù)正常，故障排除。

[1]張永強(qiáng).落地銑鏜床常見(jiàn)故障分析與排除方法[J].中國(guó)科技縱橫,2012(7).