XKA715C數(shù)控銑床主軸變檔故障的修理

王連富

摘 要：主軸旋轉(zhuǎn)的速度是影響機(jī)床加工效率的一個(gè)重要原因，而數(shù)控機(jī)床主軸變檔更是需要機(jī)械、液壓、電氣控制互相配合的一個(gè)復(fù)雜過(guò)程，所以主軸變檔的故障也是頻繁出現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：主軸變檔；PLC程序；臨時(shí)變量

XKA715C數(shù)控銑床是我公司軍工分廠2008年初從北京第一機(jī)床廠購(gòu)進(jìn)的精加工設(shè)備，該機(jī)床電氣控制系統(tǒng)采用的是德國(guó)西門(mén)子公司新一代高性能全數(shù)字化數(shù)控系統(tǒng)802D Solution Line（簡(jiǎn)稱(chēng)802DSL ）。主軸采用的是交流伺服主軸，使用的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是日本安川Varispeed G7系列的CIMR-G7A47P5變頻器。

該機(jī)床主軸旋轉(zhuǎn)分為低速檔和高速檔，其中低速檔的轉(zhuǎn)速范圍是50-800r/min，高速檔的轉(zhuǎn)速范圍是200-3200r/min。由于主軸采用的是交流伺服主軸，所以換擋將在MDA或自動(dòng)方式下由程序自動(dòng)控制完成，用戶(hù)只需編寫(xiě)主軸轉(zhuǎn)速指令，如：Sxxxx，控制器將自動(dòng)判斷當(dāng)前轉(zhuǎn)速并完成主軸高低檔的切換，也可通過(guò)M41（低擋）和M42（高檔）指令切換檔位。該機(jī)床的主軸在變檔過(guò)程中無(wú)論從低速檔變向高速檔還是從高速檔變向低速檔，都必須經(jīng)過(guò)一個(gè)晃動(dòng)的過(guò)程，在這段時(shí)間里PLC程序輸出指令控制電磁閥的動(dòng)作，通過(guò)電磁閥的動(dòng)作控制油路從而帶動(dòng)液壓缸上下運(yùn)動(dòng)這樣就可以壓上相應(yīng)的主軸高檔或低檔到位的檢測(cè)限位SQ08或SQ09，完成主軸檔位切換，并且由檢測(cè)限位將相應(yīng)的高檔或低檔到位信號(hào)反饋給PLC，并由PLC程序發(fā)出指令控制操作面板上相應(yīng)的高速燈或低速燈的亮或滅。當(dāng)主軸在低速檔運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)操作面板上“主軸低速燈”亮，當(dāng)主軸在高速檔運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)操作面板上“主軸高速燈”亮。

當(dāng)機(jī)床主軸變檔發(fā)生故障時(shí)，輸入變檔指令并啟動(dòng)程序，主軸變檔始終處于晃動(dòng)狀態(tài)，液壓缸沒(méi)有動(dòng)作，也沒(méi)有任何報(bào)警提示，不按下復(fù)位鍵晃動(dòng)始終不停止。

圖1 啟動(dòng)主軸擺動(dòng)并激活換擋延時(shí)（1）

圖2 啟動(dòng)主軸擺動(dòng)并激活換擋延時(shí)（2）

圖1和圖2為部分主軸變檔程序，字母“P”代表上升沿有效，“S”代表置位，“R”代表復(fù)位。圖中V39032000.3為齒輪變換信號(hào)是由軸接口信號(hào)發(fā)出的當(dāng)啟動(dòng)變檔程序時(shí)該信號(hào)為“1”，V38032002.5為擺動(dòng)速度信號(hào)該信號(hào)返回給主軸接口信號(hào)。M11.7為主軸已停止，M11.6為主軸停止延時(shí)生效，M11.4為變檔延時(shí)生效，M11.3和M11.2分別為主軸高檔命令和主軸低檔命令，T14為主軸停止延時(shí)時(shí)間，通過(guò)系統(tǒng)的信息交叉對(duì)照表得知臨時(shí)變量L8.0為主軸停。

通過(guò)分析主軸變檔的程序發(fā)現(xiàn)，該機(jī)床故障點(diǎn)就出現(xiàn)在圖1所示的這部分程序中。當(dāng)機(jī)床在正常狀態(tài)下工作時(shí)，圖1所示的程序中M11.7被置位M11.6被復(fù)位，即M11.7=1而M11.6=0。一旦啟動(dòng)主軸變檔命令圖1所示該程序中M11.7被復(fù)位而M11.6通過(guò)V38032002.5閉點(diǎn)和臨時(shí)變量L8.0被置位，然后通過(guò)M11.6的開(kāi)點(diǎn)閉合啟動(dòng)計(jì)時(shí)器T14，經(jīng)過(guò)T14內(nèi)設(shè)定的時(shí)間后，T14的開(kāi)點(diǎn)閉合，進(jìn)而又將M11.7置位M11.6復(fù)位，由于M11.6被復(fù)位所以上面程序中T14停止工作。并且由于M11.7被置位圖2中的程序被啟動(dòng)，該段程序中M11.3和M11.2分別為主軸高檔命令和主軸低檔命令，一旦程序被啟動(dòng)只要外部高檔和低檔到位檢測(cè)限位有一個(gè)被壓上M11.3和M11.2中必然有一點(diǎn)閉合，這時(shí)后面的一些換檔延時(shí)、換檔到位延時(shí)、以及其他的換檔檢測(cè)等等一系列程序?qū)⒁来伪粓?zhí)行。

由于出現(xiàn)前面描述的故障現(xiàn)象，所以在主軸晃動(dòng)的過(guò)程中我們通過(guò)系統(tǒng)顯示器監(jiān)測(cè)PLC程序發(fā)現(xiàn)在圖1所示的程序中M11.7正常被復(fù)位，但是M11.6卻沒(méi)有被置位而是仍然處于復(fù)位狀態(tài)，所以后面的程序都不能正常執(zhí)行。由于在802DSL系統(tǒng)的PLC狀態(tài)菜單下不能查看臨時(shí)變量的狀態(tài)，并且系統(tǒng)程序窗口中也表現(xiàn)不出來(lái)臨時(shí)變量的點(diǎn)是否閉合，所以我們只好先在PLC狀態(tài)菜單下查看V38032002.5的狀態(tài)，經(jīng)查V38032002.5=0因?yàn)橛玫氖情]點(diǎn)所以它沒(méi)有問(wèn)題，這樣問(wèn)題只能出在臨時(shí)變量L8.0上，經(jīng)過(guò)仔細(xì)查閱所有的PLC程序發(fā)現(xiàn)整個(gè)程序中只有圖1所示的程序中用到L8.0的一個(gè)開(kāi)點(diǎn)，沒(méi)查到任何一段程序可以控制它，也沒(méi)有查到任何條件可以給它賦值。所以在沒(méi)有編程器的情況下只有在系統(tǒng)的PLC狀態(tài)菜單下調(diào)出M11.6并強(qiáng)制將它賦值為“1”，這樣后面的程序就將繼續(xù)執(zhí)行，直到操作面板上高低檔轉(zhuǎn)速的燈發(fā)生變化后，按一下復(fù)位鍵變檔動(dòng)作完成。但這并不是根本的解決方法，分析故障的原因可能是廠家在安裝調(diào)試機(jī)床時(shí)對(duì)原有PLC程序進(jìn)行過(guò)修改但是修改后沒(méi)有將這部分程序中的L8.0取消，所以要想徹底的解決問(wèn)題，辦法就是使用編程器修改這部分程序。

影響主軸變檔的原因有多種多樣，但是任何故障現(xiàn)象都是可以通過(guò)判斷分析出來(lái)，尤其是數(shù)控機(jī)床，數(shù)控系統(tǒng)能夠給我們提供更多的信息，只要能更熟練的閱讀PLC程序，加以仔細(xì)的分析我們就會(huì)更快更準(zhǔn)的解決問(wèn)題。endprint

摘 要：主軸旋轉(zhuǎn)的速度是影響機(jī)床加工效率的一個(gè)重要原因，而數(shù)控機(jī)床主軸變檔更是需要機(jī)械、液壓、電氣控制互相配合的一個(gè)復(fù)雜過(guò)程，所以主軸變檔的故障也是頻繁出現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：主軸變檔；PLC程序；臨時(shí)變量

XKA715C數(shù)控銑床是我公司軍工分廠2008年初從北京第一機(jī)床廠購(gòu)進(jìn)的精加工設(shè)備，該機(jī)床電氣控制系統(tǒng)采用的是德國(guó)西門(mén)子公司新一代高性能全數(shù)字化數(shù)控系統(tǒng)802D Solution Line（簡(jiǎn)稱(chēng)802DSL ）。主軸采用的是交流伺服主軸，使用的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是日本安川Varispeed G7系列的CIMR-G7A47P5變頻器。

該機(jī)床主軸旋轉(zhuǎn)分為低速檔和高速檔，其中低速檔的轉(zhuǎn)速范圍是50-800r/min，高速檔的轉(zhuǎn)速范圍是200-3200r/min。由于主軸采用的是交流伺服主軸，所以換擋將在MDA或自動(dòng)方式下由程序自動(dòng)控制完成，用戶(hù)只需編寫(xiě)主軸轉(zhuǎn)速指令，如：Sxxxx，控制器將自動(dòng)判斷當(dāng)前轉(zhuǎn)速并完成主軸高低檔的切換，也可通過(guò)M41（低擋）和M42（高檔）指令切換檔位。該機(jī)床的主軸在變檔過(guò)程中無(wú)論從低速檔變向高速檔還是從高速檔變向低速檔，都必須經(jīng)過(guò)一個(gè)晃動(dòng)的過(guò)程，在這段時(shí)間里PLC程序輸出指令控制電磁閥的動(dòng)作，通過(guò)電磁閥的動(dòng)作控制油路從而帶動(dòng)液壓缸上下運(yùn)動(dòng)這樣就可以壓上相應(yīng)的主軸高檔或低檔到位的檢測(cè)限位SQ08或SQ09，完成主軸檔位切換，并且由檢測(cè)限位將相應(yīng)的高檔或低檔到位信號(hào)反饋給PLC，并由PLC程序發(fā)出指令控制操作面板上相應(yīng)的高速燈或低速燈的亮或滅。當(dāng)主軸在低速檔運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)操作面板上“主軸低速燈”亮，當(dāng)主軸在高速檔運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)操作面板上“主軸高速燈”亮。

當(dāng)機(jī)床主軸變檔發(fā)生故障時(shí)，輸入變檔指令并啟動(dòng)程序，主軸變檔始終處于晃動(dòng)狀態(tài)，液壓缸沒(méi)有動(dòng)作，也沒(méi)有任何報(bào)警提示，不按下復(fù)位鍵晃動(dòng)始終不停止。

圖1 啟動(dòng)主軸擺動(dòng)并激活換擋延時(shí)（1）

圖2 啟動(dòng)主軸擺動(dòng)并激活換擋延時(shí)（2）

圖1和圖2為部分主軸變檔程序，字母“P”代表上升沿有效，“S”代表置位，“R”代表復(fù)位。圖中V39032000.3為齒輪變換信號(hào)是由軸接口信號(hào)發(fā)出的當(dāng)啟動(dòng)變檔程序時(shí)該信號(hào)為“1”，V38032002.5為擺動(dòng)速度信號(hào)該信號(hào)返回給主軸接口信號(hào)。M11.7為主軸已停止，M11.6為主軸停止延時(shí)生效，M11.4為變檔延時(shí)生效，M11.3和M11.2分別為主軸高檔命令和主軸低檔命令，T14為主軸停止延時(shí)時(shí)間，通過(guò)系統(tǒng)的信息交叉對(duì)照表得知臨時(shí)變量L8.0為主軸停。

通過(guò)分析主軸變檔的程序發(fā)現(xiàn)，該機(jī)床故障點(diǎn)就出現(xiàn)在圖1所示的這部分程序中。當(dāng)機(jī)床在正常狀態(tài)下工作時(shí)，圖1所示的程序中M11.7被置位M11.6被復(fù)位，即M11.7=1而M11.6=0。一旦啟動(dòng)主軸變檔命令圖1所示該程序中M11.7被復(fù)位而M11.6通過(guò)V38032002.5閉點(diǎn)和臨時(shí)變量L8.0被置位，然后通過(guò)M11.6的開(kāi)點(diǎn)閉合啟動(dòng)計(jì)時(shí)器T14，經(jīng)過(guò)T14內(nèi)設(shè)定的時(shí)間后，T14的開(kāi)點(diǎn)閉合，進(jìn)而又將M11.7置位M11.6復(fù)位，由于M11.6被復(fù)位所以上面程序中T14停止工作。并且由于M11.7被置位圖2中的程序被啟動(dòng)，該段程序中M11.3和M11.2分別為主軸高檔命令和主軸低檔命令，一旦程序被啟動(dòng)只要外部高檔和低檔到位檢測(cè)限位有一個(gè)被壓上M11.3和M11.2中必然有一點(diǎn)閉合，這時(shí)后面的一些換檔延時(shí)、換檔到位延時(shí)、以及其他的換檔檢測(cè)等等一系列程序?qū)⒁来伪粓?zhí)行。

由于出現(xiàn)前面描述的故障現(xiàn)象，所以在主軸晃動(dòng)的過(guò)程中我們通過(guò)系統(tǒng)顯示器監(jiān)測(cè)PLC程序發(fā)現(xiàn)在圖1所示的程序中M11.7正常被復(fù)位，但是M11.6卻沒(méi)有被置位而是仍然處于復(fù)位狀態(tài)，所以后面的程序都不能正常執(zhí)行。由于在802DSL系統(tǒng)的PLC狀態(tài)菜單下不能查看臨時(shí)變量的狀態(tài)，并且系統(tǒng)程序窗口中也表現(xiàn)不出來(lái)臨時(shí)變量的點(diǎn)是否閉合，所以我們只好先在PLC狀態(tài)菜單下查看V38032002.5的狀態(tài)，經(jīng)查V38032002.5=0因?yàn)橛玫氖情]點(diǎn)所以它沒(méi)有問(wèn)題，這樣問(wèn)題只能出在臨時(shí)變量L8.0上，經(jīng)過(guò)仔細(xì)查閱所有的PLC程序發(fā)現(xiàn)整個(gè)程序中只有圖1所示的程序中用到L8.0的一個(gè)開(kāi)點(diǎn)，沒(méi)查到任何一段程序可以控制它，也沒(méi)有查到任何條件可以給它賦值。所以在沒(méi)有編程器的情況下只有在系統(tǒng)的PLC狀態(tài)菜單下調(diào)出M11.6并強(qiáng)制將它賦值為“1”，這樣后面的程序就將繼續(xù)執(zhí)行，直到操作面板上高低檔轉(zhuǎn)速的燈發(fā)生變化后，按一下復(fù)位鍵變檔動(dòng)作完成。但這并不是根本的解決方法，分析故障的原因可能是廠家在安裝調(diào)試機(jī)床時(shí)對(duì)原有PLC程序進(jìn)行過(guò)修改但是修改后沒(méi)有將這部分程序中的L8.0取消，所以要想徹底的解決問(wèn)題，辦法就是使用編程器修改這部分程序。

影響主軸變檔的原因有多種多樣，但是任何故障現(xiàn)象都是可以通過(guò)判斷分析出來(lái)，尤其是數(shù)控機(jī)床，數(shù)控系統(tǒng)能夠給我們提供更多的信息，只要能更熟練的閱讀PLC程序，加以仔細(xì)的分析我們就會(huì)更快更準(zhǔn)的解決問(wèn)題。endprint

摘 要：主軸旋轉(zhuǎn)的速度是影響機(jī)床加工效率的一個(gè)重要原因，而數(shù)控機(jī)床主軸變檔更是需要機(jī)械、液壓、電氣控制互相配合的一個(gè)復(fù)雜過(guò)程，所以主軸變檔的故障也是頻繁出現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：主軸變檔；PLC程序；臨時(shí)變量

XKA715C數(shù)控銑床是我公司軍工分廠2008年初從北京第一機(jī)床廠購(gòu)進(jìn)的精加工設(shè)備，該機(jī)床電氣控制系統(tǒng)采用的是德國(guó)西門(mén)子公司新一代高性能全數(shù)字化數(shù)控系統(tǒng)802D Solution Line（簡(jiǎn)稱(chēng)802DSL ）。主軸采用的是交流伺服主軸，使用的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是日本安川Varispeed G7系列的CIMR-G7A47P5變頻器。

該機(jī)床主軸旋轉(zhuǎn)分為低速檔和高速檔，其中低速檔的轉(zhuǎn)速范圍是50-800r/min，高速檔的轉(zhuǎn)速范圍是200-3200r/min。由于主軸采用的是交流伺服主軸，所以換擋將在MDA或自動(dòng)方式下由程序自動(dòng)控制完成，用戶(hù)只需編寫(xiě)主軸轉(zhuǎn)速指令，如：Sxxxx，控制器將自動(dòng)判斷當(dāng)前轉(zhuǎn)速并完成主軸高低檔的切換，也可通過(guò)M41（低擋）和M42（高檔）指令切換檔位。該機(jī)床的主軸在變檔過(guò)程中無(wú)論從低速檔變向高速檔還是從高速檔變向低速檔，都必須經(jīng)過(guò)一個(gè)晃動(dòng)的過(guò)程，在這段時(shí)間里PLC程序輸出指令控制電磁閥的動(dòng)作，通過(guò)電磁閥的動(dòng)作控制油路從而帶動(dòng)液壓缸上下運(yùn)動(dòng)這樣就可以壓上相應(yīng)的主軸高檔或低檔到位的檢測(cè)限位SQ08或SQ09，完成主軸檔位切換，并且由檢測(cè)限位將相應(yīng)的高檔或低檔到位信號(hào)反饋給PLC，并由PLC程序發(fā)出指令控制操作面板上相應(yīng)的高速燈或低速燈的亮或滅。當(dāng)主軸在低速檔運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)操作面板上“主軸低速燈”亮，當(dāng)主軸在高速檔運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)操作面板上“主軸高速燈”亮。

當(dāng)機(jī)床主軸變檔發(fā)生故障時(shí)，輸入變檔指令并啟動(dòng)程序，主軸變檔始終處于晃動(dòng)狀態(tài)，液壓缸沒(méi)有動(dòng)作，也沒(méi)有任何報(bào)警提示，不按下復(fù)位鍵晃動(dòng)始終不停止。

圖1 啟動(dòng)主軸擺動(dòng)并激活換擋延時(shí)（1）

圖2 啟動(dòng)主軸擺動(dòng)并激活換擋延時(shí)（2）

圖1和圖2為部分主軸變檔程序，字母“P”代表上升沿有效，“S”代表置位，“R”代表復(fù)位。圖中V39032000.3為齒輪變換信號(hào)是由軸接口信號(hào)發(fā)出的當(dāng)啟動(dòng)變檔程序時(shí)該信號(hào)為“1”，V38032002.5為擺動(dòng)速度信號(hào)該信號(hào)返回給主軸接口信號(hào)。M11.7為主軸已停止，M11.6為主軸停止延時(shí)生效，M11.4為變檔延時(shí)生效，M11.3和M11.2分別為主軸高檔命令和主軸低檔命令，T14為主軸停止延時(shí)時(shí)間，通過(guò)系統(tǒng)的信息交叉對(duì)照表得知臨時(shí)變量L8.0為主軸停。

通過(guò)分析主軸變檔的程序發(fā)現(xiàn)，該機(jī)床故障點(diǎn)就出現(xiàn)在圖1所示的這部分程序中。當(dāng)機(jī)床在正常狀態(tài)下工作時(shí)，圖1所示的程序中M11.7被置位M11.6被復(fù)位，即M11.7=1而M11.6=0。一旦啟動(dòng)主軸變檔命令圖1所示該程序中M11.7被復(fù)位而M11.6通過(guò)V38032002.5閉點(diǎn)和臨時(shí)變量L8.0被置位，然后通過(guò)M11.6的開(kāi)點(diǎn)閉合啟動(dòng)計(jì)時(shí)器T14，經(jīng)過(guò)T14內(nèi)設(shè)定的時(shí)間后，T14的開(kāi)點(diǎn)閉合，進(jìn)而又將M11.7置位M11.6復(fù)位，由于M11.6被復(fù)位所以上面程序中T14停止工作。并且由于M11.7被置位圖2中的程序被啟動(dòng)，該段程序中M11.3和M11.2分別為主軸高檔命令和主軸低檔命令，一旦程序被啟動(dòng)只要外部高檔和低檔到位檢測(cè)限位有一個(gè)被壓上M11.3和M11.2中必然有一點(diǎn)閉合，這時(shí)后面的一些換檔延時(shí)、換檔到位延時(shí)、以及其他的換檔檢測(cè)等等一系列程序?qū)⒁来伪粓?zhí)行。

由于出現(xiàn)前面描述的故障現(xiàn)象，所以在主軸晃動(dòng)的過(guò)程中我們通過(guò)系統(tǒng)顯示器監(jiān)測(cè)PLC程序發(fā)現(xiàn)在圖1所示的程序中M11.7正常被復(fù)位，但是M11.6卻沒(méi)有被置位而是仍然處于復(fù)位狀態(tài)，所以后面的程序都不能正常執(zhí)行。由于在802DSL系統(tǒng)的PLC狀態(tài)菜單下不能查看臨時(shí)變量的狀態(tài)，并且系統(tǒng)程序窗口中也表現(xiàn)不出來(lái)臨時(shí)變量的點(diǎn)是否閉合，所以我們只好先在PLC狀態(tài)菜單下查看V38032002.5的狀態(tài)，經(jīng)查V38032002.5=0因?yàn)橛玫氖情]點(diǎn)所以它沒(méi)有問(wèn)題，這樣問(wèn)題只能出在臨時(shí)變量L8.0上，經(jīng)過(guò)仔細(xì)查閱所有的PLC程序發(fā)現(xiàn)整個(gè)程序中只有圖1所示的程序中用到L8.0的一個(gè)開(kāi)點(diǎn)，沒(méi)查到任何一段程序可以控制它，也沒(méi)有查到任何條件可以給它賦值。所以在沒(méi)有編程器的情況下只有在系統(tǒng)的PLC狀態(tài)菜單下調(diào)出M11.6并強(qiáng)制將它賦值為“1”，這樣后面的程序就將繼續(xù)執(zhí)行，直到操作面板上高低檔轉(zhuǎn)速的燈發(fā)生變化后，按一下復(fù)位鍵變檔動(dòng)作完成。但這并不是根本的解決方法，分析故障的原因可能是廠家在安裝調(diào)試機(jī)床時(shí)對(duì)原有PLC程序進(jìn)行過(guò)修改但是修改后沒(méi)有將這部分程序中的L8.0取消，所以要想徹底的解決問(wèn)題，辦法就是使用編程器修改這部分程序。

影響主軸變檔的原因有多種多樣，但是任何故障現(xiàn)象都是可以通過(guò)判斷分析出來(lái)，尤其是數(shù)控機(jī)床，數(shù)控系統(tǒng)能夠給我們提供更多的信息，只要能更熟練的閱讀PLC程序，加以仔細(xì)的分析我們就會(huì)更快更準(zhǔn)的解決問(wèn)題。endprint