TH6916型落地鏜床介紹及故障分析

（哈爾濱電機廠有限責任公司，黑龍江 哈爾濱 150040）

1 TH6916型落地鏜床的功能介紹

主機由：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。該機床有2個主軸和4個伺服軸，主軸（S）是切削旋轉，5個伺服軸分別為XYCW軸。其中X軸為機床水平運動軸；Y軸為機床垂直運動軸；C軸為工作臺回轉運動軸；Z軸和W軸分別是機床的鏜軸和滑枕。

機床的主軸驅動和進給系統采用西門子公司生產的611D全數字交流調速系統及1PH7交流伺服主軸電機和1FT6全數字交流伺服進給電機，數控系統系統采用西門子的840D及S7-300可編程控制器，并選用B-MPI手持單元作為輔助調整控制。該機床用611D全數字交流調速系統電氣系統進行無極調速，對滑座（X）、主軸箱（Y）、滑枕（W）和回轉工作臺（C）的直線位移四個進給軸采用了德國海德漢（HEIDENHAIN）LB382C光柵尺作為位置反饋的檢測元件，而主軸的旋轉位移的位置反饋檢測元件采用的是德國海德漢（HEIDENHAIN）的圓光柵，該設備的電氣系統是具有廣泛性能和先進技術的可靠綜合性電氣系統。

機床采用西門子840D數控系統，可任意3軸聯動。該機床還具有撓度補償、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，內存為8M字節。MMC CPU為486D×2-VB，內存為16M字節，在MMC控制板中還裝有一個128KB存儲器，可用于儲存加工程序。

電氣系統的操作主要集中在可升降操縱站、手持單元和電柜門上。

本機床有一個二門聯體電柜，除了安裝電器元件之外，還在電柜門上安裝了空調，保證電柜內溫度平衡，整個機床的電源控制開關設在電柜的側板上。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，動力回路為～380V，交流控制回路為～110V，由變壓器TC021(380/110V)獲得，數控系統及PLC控制電源穩壓電源GD021獲得，照明回路為～24V，通過照明變壓器GD022(250VA，380/24V)獲得。操縱站上有顯示器LCD，手持單元通過一根信號電纜與操縱臺相連，主要功能有主軸的正、反向點轉和各伺服軸的正、反向點動，并可用電子手輪控制各伺服軸對工件進行對刀。機床的各種故障都編有相應的信息文本和報警文本，當機床發生故障時，通過顯示的文本內容可以快速查找故障原因，以便及時排除故障。

2 故障分析與排除

故障1：

TH6916型落地銑鏜床主軸采用德國西門子611D全數字交流調速驅動系統。一次在工作過程中，X軸負向限位被撞開，機床出現-X軸進給超限位報警。檢查后發現-X軸方向的極限超程開關被壓下。因為，本機床對X軸、Y軸、W軸進給設置了軟限位（機床參數設定，必須先返回參考點才能生效）、硬限位（凸輪）與極限限位（凸輪）三重保護。

操作者在操作時，因為速度過快，將-X軸方向的硬限位開關-SQX-和-X軸方向的極限限位開關SQX給壓下，導致X軸進給驅動裝置的動力電源被切斷，刀架停止運動，-X軸進給超限位報警。

若要使X軸退出極限狀態，根據電氣原理圖上的PLC點，將I36.6=0用電氣方法將端子2107和端子242短接，使I36.6=1，滿足機床要求，刪掉機床報警，將機床X軸向正方向開一段距離，使X軸退出超程區間，然后將端子2107和端子242短接點取消，機床一切恢復正常，故障排除。

故障2：

一次在工作過程中，機床出現700006#Y軸放松故障報警和20052#故障報警。根據電氣原理圖和機械油壓圖紙，逐步查找發現，往Y軸制動器去的油壓，從油箱的油泵出來的出口壓力是4.2bar，遠低于機械油壓圖紙上所標注的5.5bar，很難使Y軸夾緊放松的電磁閥上的壓力接點動作，經過多次調整油箱上的壓力閥，油箱油泵的出口壓力仍然不上去，只有將總電源斷開，過一段時間再重新起動機床（數控機床將總電源斷開，過一段時間再重新起動機床，等于將PLC給清一次），機床報警消除，但用不了多長時間，700006#Y軸放松故障報警和20052#報警又出現了。判斷是油箱內缺油，讓操作者先將油箱內加滿潤滑油，重新起動機床繼續觀察，發現過一段時間后，油箱的油泵出來的出口壓力又低于5.5bar，700006#Y軸 放 松 故 障 報 警 和20052#報警又出現了。

從這一現象分析，斷定去往Y軸制動器的油路漏油，停機檢查，發現往Y軸制動器去的油路有一個連接頭壞了，將這段油路連接部分修好，再將油箱內加滿潤滑油，重新起動機床，機床一切恢復正常，故障排除。

故障3：

TH6916型落地銑鏜床XYW軸的位置測量系統了采用德國海德漢（HEIDENHAIN）LB382C光柵尺作為位置反饋的檢測元件。一次在工作過程中，機床出現Y軸編碼器硬件故障報警。根據信息報警，可以判斷有兩種原因可以導致Y軸編碼器硬件故障報警。一種原因是LB382C光柵尺臟了，另一種原因是LB382C的讀數頭壞了。

該機床Y軸的LB382C光柵尺的尺端把合在機床立柱的側面上，讀數頭把合在機床的鏜箱上，鏜箱上下移動，讀數頭在光柵尺閱讀數據。要想擦Y軸光柵尺，必須得有一個人系上安全帶，站在吊斗內，用吊車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，先將讀數頭退出LB382C光柵尺盒，再用軟尺盒將鋼帶尺從LB382C光柵尺盒中退出，用口罩布沾無水酒精擦讀數頭和鋼帶尺，然后在將讀數頭和光柵尺安好，這種故障處理起來非常困難，時間很長，而且讀數頭好壞還不能用眼睛看出來，只有機床送電后，才能試出來。

Y軸有兩套測量系統，一套是電機自身帶的編碼器測量系統，另一套是海德漢的光柵測量系統，為了工件加工更精確，廠家通常采用海德漢的光柵測量系統，為了確定Y軸是光柵尺臟了，還是讀數頭壞了，為了節約時間，先將Y軸光柵位置測量系統從程序上封死，（即參數30200:2→1，31000：1→0，31040：1→0，DB.DBX32.5:0→1），投入電機自身帶的編碼器測量系統，然后將Y軸上下移動，發現沒問題，在將Y軸光柵位置測量系統恢復，重新起動機床，Y軸仍然報編碼器硬件故障，說明讀數頭壞了，更換新的讀數頭，重新起動機床，機床一切恢復正常，故障排除。

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