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1、用好PC系統(tǒng)的診斷功能
幾年來的工作實(shí)踐使我摸索出一些修理換刀機(jī)構(gòu)的方法, 調(diào)整參數(shù), 調(diào)整換刀點(diǎn), 調(diào)整液壓, 調(diào)整開關(guān), 這些方法要跟據(jù)實(shí)際情況靈活運(yùn)用。修理換刀機(jī)構(gòu),包括修理數(shù)控機(jī)床首先面對(duì)的是故障的診斷這個(gè)問題. 現(xiàn)在的數(shù)控機(jī)床具有很強(qiáng)的自診斷功能,有時(shí)甚至能直接指出故障點(diǎn). 我們應(yīng)充分利用機(jī)床的報(bào)警信息. 但有時(shí)故障發(fā)生時(shí)無任何報(bào)警, 連警示紅燈都不亮, 這時(shí)就要靠自己所掌握的知識(shí) 機(jī)床型號(hào)：“KMC--4000 SD” 系統(tǒng)采用 FANUC SERIDS 15 M 該機(jī)床工作臺(tái)長(zhǎng) 4 M，刀庫(kù)有30個(gè)刀位。系統(tǒng)配置較高，可加工大型復(fù)雜的零件，是廠里的關(guān)鍵設(shè)備。有一次在工作中，當(dāng)執(zhí)行換刀程序時(shí)，主軸頭移到換刀點(diǎn)，刀庫(kù)門打開，機(jī)械手卻停在那里不動(dòng)了。機(jī)床無報(bào)警，我翻閱維修手冊(cè)中的換刀流程圖得知：門開后的下一步是機(jī)械手去主軸抓刀。再看信號(hào)地址表，抓刀指令由PC程序中Y 4,7發(fā)出，打開梯形圖得知；影響 Y 4,7信號(hào)發(fā)出的外圍因素有兩個(gè)，X 9,3和 X 6,5
診斷表 梯形圖 Y 4，7 去主軸抓刀
7 6 5 4 3 2 1 0 X 6，4 急停
X 0006 0 0 0 1 0 0 0 0 X 6，5 主軸定向
X 0009 0 0 0 0 0 0 0 0 X 9，3 門開
此時(shí)這兩個(gè)信號(hào)都沒有。再看PC診斷表，這兩個(gè)地址也是0。跟據(jù)梯型圖可知X9,3先于X6,5是主要矛盾,X9,3(DOOR OPEN)無信號(hào)，表示門沒開，我仔細(xì)觀查了接近開關(guān)上的發(fā)光二極管，綠色正常。此時(shí)觀察的結(jié)果與機(jī)床診斷的結(jié)果產(chǎn)生矛盾。我認(rèn)為應(yīng)該以機(jī)床診斷為準(zhǔn)。為了驗(yàn)證這個(gè)想法，我用手動(dòng)方式將機(jī)械手開回起始位置，在MDI方式下輸入T1 M06，重新運(yùn)行換刀程序，可再一次壞在這里。于是我將開關(guān)拆下檢查，用一磁力表座去感應(yīng)它，開關(guān)燈又亮了，可X 9,3 仍無反映。結(jié)論:"開關(guān)壞了"。更換一個(gè)新的，故障排除。此例說明：在維修數(shù)控機(jī)床時(shí)，不要太相信自己的眼腈，要相信機(jī)床的診斷功能。
2、定位精度對(duì)換刀的影響
利用 PLC 程序，梯型圖，地址表，有的機(jī)床維修手冊(cè)還附帶換刀流程圖等技術(shù)文件卻是可以解決很多問題。但有時(shí)也不盡然，下面談一些其它方面問題。
臺(tái)灣產(chǎn)五面體加工中心換刀故障。機(jī)床型號(hào)：“KMC－700 HV” 系統(tǒng)采用 FANUC--700 0－M，機(jī)床主軸可立臥轉(zhuǎn)換，刀庫(kù)有60個(gè)刀位，換刀程序設(shè)計(jì)為主軸在臥式狀態(tài)下進(jìn)行。如果主軸在立式狀態(tài)下工作，執(zhí)行換刀程序時(shí)需先將主軸向上移至Y軸零點(diǎn)，轉(zhuǎn)成臥式再下移至換刀點(diǎn)方可進(jìn)行換刀，換刀結(jié)束后還得反回立式，整個(gè)過程路顯麻煩。刀庫(kù)驅(qū)動(dòng)采用伺服電機(jī)，如果刀位發(fā)生位置偏差， 調(diào)整參數(shù) D 626 即可，主軸采用電主軸，電機(jī)轉(zhuǎn)子就是主軸，沒有齒輪，整個(gè)換刀機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)不很復(fù)雜，修理相對(duì)間單，但前斷時(shí)間出個(gè)問題。操作者反映機(jī)床不換刀了，趕到現(xiàn)場(chǎng)，我看到機(jī)械手停在主軸左側(cè)，機(jī)床沒有任何報(bào)警，我檢查了PC的有關(guān)診斷地址一切正常。于是用手動(dòng)方式將機(jī)械手開回起始位，重新執(zhí)行M 06 圓滿完成。當(dāng)時(shí)認(rèn)為是偶然故障，并未引起注意。幾天以后故障又出，經(jīng)手動(dòng)恢復(fù)又可運(yùn)行，但好景不常。我先后用了3 天的時(shí)間仔細(xì)觀查，并反復(fù)運(yùn)行換刀程序。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：
1 當(dāng)機(jī)械手不抓刀時(shí)，空運(yùn)行一切正常，說明控制系統(tǒng)正常。
2 帶刀運(yùn)行時(shí)，若發(fā)生問題，都出現(xiàn)在機(jī)械手完成 180 度回轉(zhuǎn)，刀臂收回，然后退出主軸時(shí)。并發(fā)現(xiàn)主軸有角度位移。
故障分析：該機(jī)械手采用橫向插入式方法抓刀，當(dāng)機(jī)械手從主軸退出時(shí)，刀爪對(duì)主軸有個(gè)拉力，如果刀爪中心與主軸中心不同心，上下刀爪的拉力不平衡，主軸偏向那邊的刀爪可能對(duì)主軸產(chǎn)生一個(gè)扭力拉動(dòng)主軸。如果這個(gè)力大于電機(jī)鎖停力矩，主軸定向可能會(huì)失效。而當(dāng)?shù)侗廴プサ稌r(shí)，由于機(jī)械手上有定位塊，這個(gè)矛盾不突出。為了驗(yàn)證這個(gè)想法，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，我用手去轉(zhuǎn)主軸，結(jié)果很容易就轉(zhuǎn)動(dòng)了——主軸定向被破壞了。
解決措施：在MDI方式下輸入G91 G30 Y0 Z0，運(yùn)行這一段，使主軸開至換刀點(diǎn)，手動(dòng)運(yùn)行機(jī)械手至主軸側(cè)。（圖四）找來檢驗(yàn)棒測(cè)量，主軸向上偏0.3 mm，我先反復(fù)執(zhí)行M19主軸定向操作，調(diào)整控制定向角度的參數(shù)P 6577，至兩個(gè)定位塊平行誤差小于0，05mm，然后再借助檢驗(yàn)棒精調(diào)機(jī)械手橫向定位螺釘和Y軸第二參考點(diǎn)參數(shù)P 736，使主軸下移0.15mm解決了問題
這些措施一般可以解決問題，但也有例外。如在修理一臺(tái)臺(tái)灣產(chǎn)的臥式加工中心換刀故障時(shí)，主軸定向位置總是變化，（型號(hào)；MH-630系統(tǒng)；FANUC 0-M）每當(dāng)定向跑偏時(shí)我們就調(diào)整參數(shù)P6577，使其達(dá)到合適的位置，可用不了幾天又變了，我們先檢查了主軸伺服單元及編碼器聯(lián)線，(交換法) 沒發(fā)現(xiàn)問題，后又檢查了編碼器上的齒輪和與主軸聯(lián)結(jié)的齒輪均未發(fā)現(xiàn)松動(dòng)和間隙，最后將編碼器本身打開檢查，發(fā)現(xiàn)編碼盤不干凈，玻璃片上有油跡，于是用清洗劑將其洗凈，解決了問題。
3、影響換刀的外圍因素
還有時(shí)換刀機(jī)購(gòu)本身正常，但問題出在別處，如修理東芝臥式加工中心，（型號(hào)；BTD-110.R16）跟據(jù)操作者反映換刀總出故障，機(jī)床不能正常工作，仔細(xì)檢查了所有地方，完好，就是工作不穩(wěn)定，經(jīng)過多日觀查發(fā)現(xiàn)當(dāng)主軸在低檔時(shí)，換刀正常，在高檔時(shí)有時(shí)出故障，而也是在機(jī)械手退出主軸時(shí)，我嘗試用手去轉(zhuǎn)主軸，結(jié)果是當(dāng)我執(zhí)行M 19 后在低檔手轉(zhuǎn)不動(dòng)，在高檔可來回晃動(dòng)，當(dāng)主軸晃動(dòng)太大可能會(huì)造成主軸定向感應(yīng)信號(hào)中斷，于是打開主軸箱檢查傳動(dòng)鏈，型號(hào) BTM 2000 系統(tǒng)采用 SIEMENS 810M 有五個(gè)控制單元, 可實(shí)現(xiàn)3 軸聯(lián)動(dòng). 該機(jī)床刀庫(kù)備有40 個(gè)刀位, 設(shè)計(jì)有兩套換刀程序, 無論主軸處于立式或臥式都可進(jìn)行換刀. 機(jī)床在投入運(yùn)行后取的了良好的效益. 但是不久發(fā)現(xiàn)該機(jī)床出現(xiàn) 6013 報(bào)警, 當(dāng)該警示出現(xiàn)時(shí), 機(jī)床停止運(yùn)行, 我們將其 關(guān)車，然后重啟機(jī)床又可繼續(xù)工作. 并不用進(jìn)行任何修理. 由于當(dāng)時(shí)此報(bào)警并不經(jīng)常出現(xiàn), 1--2個(gè)月才出一次, 且對(duì)生產(chǎn)沒造成影響, 故沒有引起注意.
但是隨著時(shí)間的推移, 此報(bào)警的出現(xiàn)越來越頻繁, 由1--2 個(gè)月一次發(fā)展到1--2 個(gè)星期.一次, 這不能不引起我們的注意. 查修理手冊(cè)關(guān)于6013 的解釋為：
ALL 6013--HYDRAULIC PUMP NO GOOD 簡(jiǎn)短的一句，沒有提供再多的信息．我曾仔細(xì)檢查過該機(jī)床液壓站的各個(gè)部份：電機(jī) 接觸器 油泵 蓄能器 電磁閥 管路 壓力開關(guān) 等都沒有問題．但故障依舊，此間我們也曾請(qǐng) SIEMENS 公司來人協(xié)助，因?yàn)?/span>6000以上的報(bào)警不是系統(tǒng)問題，而是廠商跟據(jù)機(jī)床具體情況自定的警示．我們也沒有這方面的資料所以收效不大．
后來6013 以成為嚴(yán)重影響機(jī)床正常工作的問題. 在沒有資料的情況下, 我認(rèn)為要想修好這臺(tái)機(jī)床, 首先要弄清該液壓站的工作原理及用途. 通過長(zhǎng)時(shí)間的觀察和與操作者之間的溝通, 我發(fā)現(xiàn)有兩種情況應(yīng)引起注意：:
1, 當(dāng)機(jī)床長(zhǎng)時(shí)間工作時(shí)，容易出現(xiàn) 6013 報(bào)警。 2, 當(dāng)加工需頻繁換刀的工件時(shí), 容易出現(xiàn) 6013 報(bào)警。為此我曾向使用車間建議盡量在該機(jī)床上安排換刀量少的工件, 遭到拒絕。
這臺(tái)機(jī)床的液壓站結(jié)構(gòu)很間單: 一個(gè)4 KW 的電機(jī), 帶一個(gè)3升/分 100 Kg的齒輪泵, 采用間歇工作方式, 由一個(gè)小鋼瓶蓄能器保壓, 向系統(tǒng)提供100 Kg的壓力源該液壓站的工作狀態(tài)有4： :
1 待機(jī)狀態(tài), 機(jī)床啟動(dòng)時(shí)，液壓站同時(shí)工作, 油泵迅速將壓力打到 100 Kg 電機(jī)停止工作,此間電機(jī)工作不超過10 秒, 當(dāng)壓力降至90 Kg 時(shí), 電機(jī)重新工作, 將壓力打回至100Kg后再次停止, 此間電機(jī)工作不超過2 秒，如此循環(huán)往復(fù), 周而復(fù)始.
2 工作狀態(tài), 機(jī)床在運(yùn)行時(shí), 當(dāng)某個(gè)軸工作時(shí), 所對(duì)應(yīng)的電磁閥導(dǎo)通，該軸所帶拖板的壓板被松開，此時(shí)電機(jī)工作時(shí)間稍長(zhǎng), 間歇工作不超過10 秒., 至該軸運(yùn)行結(jié)束.
3, 換刀狀態(tài), 在換刀程序中, 當(dāng)機(jī)械手執(zhí)行向前伸出,轉(zhuǎn)180 度,再收回.這幾步動(dòng)作時(shí), 液壓克服碟簧的彈力將抓刀桿推出, 此時(shí)電機(jī)連續(xù)工作, 直至動(dòng)作完成.
4, 主軸頭執(zhí)行立臥轉(zhuǎn)換, 當(dāng)程序中含有L56 立轉(zhuǎn)臥, 或 L57 臥轉(zhuǎn)立的指令時(shí)，液壓將主軸頭從定位齒盤中推出.然后主軸頭旋轉(zhuǎn)此時(shí)電機(jī)連續(xù)工作, 直至動(dòng)作完成.
顯然6013是由狀態(tài)3或狀態(tài)4引起的，因?yàn)樵谶@兩種狀態(tài)下油泵需長(zhǎng)時(shí)間地工作，且壓力較高。這就產(chǎn)生一個(gè)問題——"溫升"。每當(dāng)出現(xiàn) 6013 時(shí)油箱的溫度是很高的，達(dá) 40－50度，當(dāng)機(jī)床剛啟動(dòng)時(shí)油溫是正常的，隨著油泵工作時(shí)間的延長(zhǎng)，油溫逐漸升高，油變稀不容易達(dá)到設(shè)定壓力，于是又得延長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間來彌補(bǔ)，以至產(chǎn)升惡性循環(huán)。
為了最終弄清 6013 產(chǎn)生的原因，我作了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)：
1 斷開電機(jī)動(dòng)力線，短接壓力開關(guān)，模擬液壓站長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行狀態(tài)。啟動(dòng)機(jī)床，機(jī)床不做任何運(yùn)動(dòng)，當(dāng)時(shí)間達(dá)到 29 分鐘時(shí)，出現(xiàn) 6013，試驗(yàn)幾次效一樣。
2 斷開壓力開關(guān)，使電機(jī)不工作，啟動(dòng)機(jī)床，機(jī)床不做任何運(yùn)動(dòng)，當(dāng)時(shí)間達(dá)到 29 分鐘時(shí)，也出現(xiàn) 6913，試驗(yàn)幾次效果一樣。
至此得出結(jié)論：無論電機(jī)工作與否，只要在當(dāng)前狀態(tài)保持時(shí)間超過 29 分鐘，系統(tǒng)就報(bào)警。6013 是廠家保護(hù)液壓站及機(jī)床所采取的一項(xiàng)保護(hù)措施。
為了搞清6013 產(chǎn)生的原因，我用了太多的精力和時(shí)間，但解決起來又很簡(jiǎn)單， 這在一定程度上說明一個(gè)問題：即修理數(shù)控機(jī)床故障的診斷是重中之重。
看了上面對(duì)數(shù)控機(jī)床換刀機(jī)構(gòu)故障的修理的詳細(xì)介紹，相信大家都清楚了。數(shù)控機(jī)床函蓋面廣，幾乎包栝所有的機(jī)加工設(shè)備，數(shù)控系統(tǒng)種類繁多，各系統(tǒng)差別很大，即使是同一系統(tǒng)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也在不斷地更新改造。筆者由于知識(shí)水平，工作經(jīng)驗(yàn)有限，不能也不可能將數(shù)控機(jī)床這篇大文章做好做透。本文不過是筆者在平時(shí)工作中的一點(diǎn)體會(huì)，有不正卻的地方請(qǐng)批評(píng)指正。
