數(shù)控機(jī)床環(huán)境溫度的故障維修與分析

■哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司 （黑龍江 150040） 于 洋 王立春

數(shù)控機(jī)床環(huán)境溫度的故障維修與分析

■哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司 （黑龍江 150040） 于 洋 王立春

摘要：本文列舉了兩個(gè)由于環(huán)境溫度原因引起的機(jī)床故障現(xiàn)象及解決方案，強(qiáng)調(diào)了環(huán)境溫度對(duì)數(shù)控機(jī)床正常運(yùn)行的重要性，對(duì)數(shù)控機(jī)床維修有著很大的參考價(jià)值和借鑒意義。

環(huán)境溫度往往容易被忽視，但其卻是保證機(jī)床正常運(yùn)行的一項(xiàng)重要指標(biāo)要求，由于溫度條件直接或間接引起的機(jī)床故障頻繁發(fā)生，其故障原因難于判斷。筆者在工作中經(jīng)常會(huì)碰到由于環(huán)境溫度引起的機(jī)床故障，下面舉兩個(gè)典型的故障例子及維修方法，以供數(shù)控機(jī)床維修參考。

1. CK5250數(shù)控立車(chē)夾盤(pán)精度超標(biāo)故障

哈爾濱電機(jī)廠于2011年購(gòu)買(mǎi)了一臺(tái)齊齊哈爾第一機(jī)床廠生產(chǎn)制造的CK5250數(shù)控立車(chē)，機(jī)床安裝后夾盤(pán)在運(yùn)行中不斷向上升起，經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)3h最高時(shí)持續(xù)上升0.30mm。生產(chǎn)廠家多次修理過(guò)此故障，一直沒(méi)有找到故障原因，直到2013年初，設(shè)備也沒(méi)有驗(yàn)收。

經(jīng)檢查，機(jī)床夾盤(pán)是由兩塊半圓鑄件拼接組裝，在運(yùn)行過(guò)程中沒(méi)有變形，夾盤(pán)上升呈線性緩慢上升，升至0.30mm后基本上不再變化，早上開(kāi)機(jī)后故障現(xiàn)象明顯，夏天時(shí)故障現(xiàn)象不是很明顯。經(jīng)了解，此類(lèi)型機(jī)床在其他公司使用中也出現(xiàn)過(guò)類(lèi)似問(wèn)題（見(jiàn)圖1）。

逐步排查后發(fā)現(xiàn)，機(jī)床在運(yùn)行一段時(shí)間后，夾盤(pán)表面溫度有明顯上升。經(jīng)測(cè)量，夾盤(pán)鑄鐵底座縱向高度H約為1m，由于北方冬天車(chē)間室溫偏冷，油溫與室溫差Δt可達(dá)30℃，又知鑄鐵的線膨脹系數(shù)α=11×10-6/℃，那么由于溫度改變，鑄鐵夾盤(pán)座可升高度h 為此結(jié)果與實(shí)際測(cè)得夾盤(pán)在運(yùn)行時(shí)升高的高度一致，基本可以確定此故障是由于熱脹冷縮引起的。

經(jīng)進(jìn)一步調(diào)研分析，發(fā)現(xiàn)夾盤(pán)靜壓油回流不暢，運(yùn)行期間在夾盤(pán)面摩擦起熱。導(dǎo)致鑄鐵夾盤(pán)油溫上升產(chǎn)生了熱膨脹。于是維修人員對(duì)導(dǎo)軌面擋邊進(jìn)行切割，共開(kāi)20個(gè)回油口，對(duì)回油進(jìn)行疏通，加大回油量，保證導(dǎo)軌面間油溫升量。

2013年4月初，機(jī)床在整改重新安裝后夾盤(pán)不斷浮升的故障徹底解決，機(jī)床精度完全符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，目前機(jī)床運(yùn)行穩(wěn)定。同時(shí)機(jī)床生產(chǎn)廠家也認(rèn)可這種故障處理方式，并反饋回公司設(shè)計(jì)部，對(duì)立車(chē)的夾盤(pán)回油方式進(jìn)行整改。

圖1　夾盤(pán)擋邊切割前后對(duì)比

2. FT160+FCR200轉(zhuǎn)軸加工專(zhuān)機(jī)溫度報(bào)警故障

FT160+FCR200轉(zhuǎn)軸加工專(zhuān)機(jī)是意大利茵塞公司生產(chǎn)的數(shù)控轉(zhuǎn)軸加工中心，設(shè)備龐大，構(gòu)造復(fù)雜，報(bào)警點(diǎn)極多，機(jī)床從安裝后每到春秋季節(jié)更替時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)關(guān)于機(jī)床油箱油溫的報(bào)警，具體報(bào)警內(nèi)容為“ST3081，machine oil temperature is not

regulation”，即機(jī)床液壓油溫不正常。此報(bào)警有時(shí)幾天都無(wú)法消除，嚴(yán)重影響了設(shè)備的正常生產(chǎn)使用。

經(jīng)排查機(jī)床ST3081溫度繼電器安裝在設(shè)備鏜床主軸箱平衡油箱部分，此油箱油溫制冷機(jī)工作狀態(tài)穩(wěn)定，冷卻后油溫可達(dá)到20℃，通過(guò)紅外線溫度測(cè)量?jī)x檢查，運(yùn)行中的油箱油溫為30℃左右，符合設(shè)備運(yùn)行正常油溫要求，后發(fā)現(xiàn)如果油溫過(guò)高時(shí)，油溫報(bào)警內(nèi)容即變?yōu)椤皁il temperature is too high”，與此故障報(bào)警不是同一原因引起的，所以排除了原報(bào)警是油溫過(guò)高引起的。

其后，我們認(rèn)真翻譯研究了機(jī)床PLC語(yǔ)句（如圖2所示），發(fā)現(xiàn)此報(bào)警是由于ST3081和ST3082兩值通過(guò)函數(shù)關(guān)系式比較后，超出規(guī)定值的報(bào)警，于是排查了ST3082，發(fā)現(xiàn)其是安裝在機(jī)床電器柜上的測(cè)量環(huán)境溫度的繼電器，也就是說(shuō)當(dāng)環(huán)境溫度改變較大時(shí)，機(jī)床通過(guò)其與油溫的比值判斷機(jī)床油溫是否穩(wěn)定，如不穩(wěn)定機(jī)床就會(huì)報(bào)警停止運(yùn)行。

發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后，我們通過(guò)大功率熱風(fēng)機(jī)改變環(huán)境溫度，設(shè)備報(bào)警解除，恢復(fù)正常使用功能。

圖2　轉(zhuǎn)軸加工專(zhuān)機(jī)溫度報(bào)警PLC相關(guān)語(yǔ)句

3. 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)這兩則機(jī)床故障實(shí)例我們發(fā)現(xiàn)，環(huán)境溫度對(duì)數(shù)控機(jī)床操作使用影響極大，當(dāng)數(shù)控機(jī)床加工精度超標(biāo)或故障報(bào)警，環(huán)境溫度也必須作為一項(xiàng)重要因素予以認(rèn)真考慮。

參考文獻(xiàn)：

[1] 徐衡. 數(shù)控機(jī)床故障診斷[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

[2] 陳維山，趙杰. 機(jī)電系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制[M]. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2009.

收稿日期：（20140901）