組合機床故障實例

王躍松

（第一拖拉機股份有限公司第四裝配廠 河南洛陽）

輪式拖拉機專業(yè)廠，由專門的生產(chǎn)線完成對箱體類零件的加工，組合機床使用較廣泛，如粗、精銑各端面的組合銑、多面組合鉆鏜及多面攻絲機等。實際使用中，因PLC程序設(shè)計不合理、液壓動作順序錯誤等原因，對加工造成影響。

1.PLC程序設(shè)計不合理

新購置雙面組合銑，對殼體前后端面粗銑加工，機床采用臥式雙面布置，中間為一個強力機械銑削工作臺，滑臺體就是機床床身，工作臺兩側(cè)面各安裝一側(cè)底座，上面安裝一個ZBXG160A強力銑削頭，銑削頭靠油缸在側(cè)底座上移動，銑削頭上安裝機夾盤銑刀。試切加工使用約一星期后，殼體后端面突然出現(xiàn)加工振紋。對后端面?zhèn)茹婎^的機夾盤銑刀進行檢查，未發(fā)現(xiàn)盤銑刀損壞及刀體松動現(xiàn)象。對夾具各定位點及輔助支承以及夾具主油缸夾緊力進行檢查，確認殼體定位準確、夾緊可靠，殼體毛坯與夾具體也無干涉。后端面?zhèn)茹婎^壓板、鑲條及連接部位無松動現(xiàn)象，機床安裝基礎(chǔ)可調(diào)墊鐵也無異常。

工序加工順序為：夾具夾緊→滑臺前進→銑削完成→兩側(cè)銑削頭讓刀→滑臺返回→滑臺到位→銑削頭進刀復(fù)位（銑削位置）。

觀察發(fā)現(xiàn)兩側(cè)銑頭復(fù)位時，控制銑頭鎖緊與放松的電磁閥未保持。調(diào)用PLC程序，發(fā)現(xiàn)該動作設(shè)計為點動，這使得銑削頭在加工過程中雖然進刀復(fù)位液壓閥始終吸合，使銑削頭保持向前進刀狀態(tài)，但在未夾緊狀態(tài)下沒有消除與側(cè)底座導(dǎo)軌的間隙及限制相對運動。由于后端面加工面大，機床使用一段時間后，首先對加工造成了影響。對PLC程序進行修改，將鎖緊與放松改為自鎖控制狀態(tài)，排除了故障。

2.液壓動作順序錯誤

單面組合銑，對殼體底面粗銑加工。機床臥式單面布置，中間為液壓工作臺，滑臺體側(cè)面安裝一側(cè)底座，安裝TX50A-F41銑削頭，機夾盤銑刀。近期由于零件的改進，夾具由氣動改為液壓夾具，用PLC控制夾具和機床，完成自動加工過程。操作人員反映，夾緊動作完成后，零件的一角與定位支承塊之間間隙大。首先排除了毛坯因素。夾具的動作順序為：定位夾緊→支承1→主油缸夾緊→支承2。

通過觀察，在以定位基準2執(zhí)行完定位夾緊后，鄰近加工面?zhèn)鹊膬蓚€輔助支承點動作，隨后執(zhí)行主油缸夾緊，定位夾緊旁的另兩個支承點動作。按照夾緊順序，加工面一側(cè)被支承點抬起后，由于是一個小油缸帶動楔塊將支承釘頂起的結(jié)構(gòu)，主油缸夾緊無法將頂起過高的支承釘壓回，因為支承點處為毛坯面，而毛坯厚度的不均勻，造成夾緊后零件的一角與定位支承塊之間的間隙大。

從保證夾緊可靠及降低振動對加工面影響的角度考慮，將兩處支承點的動作順序進行調(diào)換更為合理，順序改為：定位夾緊→定位夾緊旁支承點動作→主油缸夾緊→近鄰加工面?zhèn)戎С悬c動作。

PLC程序輸出Y12/13控制7/8YV元件實現(xiàn)支承1返回/支承，Y14/15控制9/10YV元件實現(xiàn)支承2返回/支承。通過修改PLC程序，改變了兩支承前后順序，故障排除。

3.增大油缸返程壓力降低故障率

3面攻絲機，定位面在夾具上方，加工時主油缸將零件抬起至定位面3 mm處，主油缸兩側(cè)導(dǎo)柱連同升起，兩導(dǎo)柱側(cè)面各有一油缸活塞連接楔鐵，在導(dǎo)柱隨中間油缸升起后，楔鐵插入導(dǎo)柱內(nèi)與滾輪接觸將導(dǎo)柱抬起，使零件最終夾緊后進行加工。加工完成后，楔鐵油缸先動作，導(dǎo)柱落下使零件放松，間隔設(shè)定的時間延時后，主油缸連同兩側(cè)導(dǎo)柱降下，使零件落下。

圖1 改進后液壓原理圖

機床使用中，經(jīng)常出現(xiàn)加工完成后兩楔鐵油缸放松返回動作未執(zhí)行到位，主油缸就執(zhí)行動作，造成楔鐵與導(dǎo)柱卡死。通過適度加長時間延時，仍不能完全解除故障，如果時間延時過久，會對加工效率造成影響。分析故障原因有兩點：①由于兩楔鐵油缸由同一電磁閥控制，油路串聯(lián)，動作時兩油缸不同步，放松返回動作時表現(xiàn)明顯；②楔鐵磨損后與導(dǎo)柱內(nèi)滾輪摩擦力增大，油缸執(zhí)行放松返回動作時動作遲緩。

改進方案①，通過加裝檢測開關(guān)來檢測楔鐵油缸動作到位情況；②改進油路，增大放松返回動作壓力或流量。

方案①由于楔鐵油缸位于機床底座內(nèi)部，安裝較困難，且維修調(diào)整不便，未采納；采用方案②，系統(tǒng)設(shè)定壓力為5 MPa，高于原設(shè)定壓力（原3 MPa），加裝一個二位二通電磁閥7YV，閥下端通過通徑底板的C口直接與系統(tǒng)油路相連，閥上端連接左側(cè)油缸管路（即通過B3口供油）；修改PLC程序，執(zhí)行夾緊動作時5YV得電，通過減壓閥保持3 MPa的原設(shè)定壓力經(jīng)A3口供油，B3口回油，保證有效夾緊的同時避免夾緊力過大；執(zhí)行放松動作時6 YV和7 YV得電，通過二位二通閥經(jīng)B3口供油，A3口回油，放松壓力實際為5 MPa的系統(tǒng)壓力；由于壓力增大，在執(zhí)行放松動作時油缸返回速度明顯變快，有效改善了動作遲緩與不同步的情況，使用效果良好。改進后液壓原理圖見圖1。