数控机床重力轴失电异常下坠问题改造.pdf

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1、数控机床重力轴失电异常下坠问题改造上海通用东岳动力总成有限公司(264006)郭兴重力轴失电情况下异常下坠，指的是垂直轴的如图2所示，正常换刀过程中，当刀具未完全插伺服系统急停或者异常掉电等情况发生时，由于自入主轴内部时，机床发生报警急停，由于设备本身身重力和刹车响应等原因，垂直轴的位置会有一个设计缺陷，此时，主轴在设备发生急停的情况下，下坠，异常情况下，这种下坠量甚至会超过3mm。会有一个异常下坠(超过3mm)，由于此时刀具未完这种异常下坠的危害很大，例如，会导致断刀、全脱开换刀臂，这样，换刀臂就受到了主轴下坠的机械磨损或者精度

2、下降等。下面通过一个实际案例外力下拉，导致换刀臂内部轴承异常磨损、主轴内的介绍，阐述类似问题的危害以及根治措施。锥孔磨损、换刀位置丢失等。因为在当初处理故障的时候，这个设计缺陷，1．典型案例我们并不知晓，导致了后面走了很多弯路，粗略计我们公司缸盖机加工生产线的一台加：亡中心，算损失至少46h停机。发生一起停机时间超过120h的设备发生故障，急停时的状态如图3所示；Y轴重大停机事故，下面对整个维异常下坠，带动换刀臂错位，如图4所示。修过程作简单的介绍。I2．FANUC防止重力轴异常下坠的原理(1)故障现象维修人员了解了垂直轴使能丢失

3、后异常下坠问题的影响接到生产线操作工的报警：机床正常加工换刀过程中异响。严重程度，我们来看一下为什么笔者称之为“机床接到报警后，切断设备电源，设计缺陷”。检查换刀臂，发现换刀臂滑销该设备使用的控制系统是FANUC最新的16i系I脱落，如图l所示。统，FANUC系统对重力轴异常下坠问题，有一整套销的解决方案，按照经验，重力轴在使能丢失的情况(2)维修过程图2是整个故障的主要步骤罗列，在笔下，允许的下坠量应控制在0．1mm以内。下面详细者的另外一篇文章里有详细的介绍FANUC防止重力轴异常下坠的原理以及改造图1记录。此处不再详细复述。

4、过程。。‘⋯⋯-”⋯一‘h¨-。⋯⋯-⋯⋯·。0一’l¨¨。_．。Ii⋯‘。¨¨

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6、_。l1lt⋯¨⋯点，通过一个DRIVE—CLiQ集线器模块DMC20采集置反馈信号(光栅尺和编码器)线。通过PROFINET多个编码器信号，然后通过一条DRIVE—CliQ传送实现分布式PLC模块控制，节省了5条24芯控制信给电柜中的数控系统NCU，即用集线器模块DMC20号电缆。利用电柜中的NCU以太网口实现机床侧

7、操可直接连接伺服电动机编码器测量系统；用集线器作按钮站远程控制。由此减少了电柜到机床的电缆模块DMC20和编码器模块SMC20可直接连接位置反数量，降低了设计成本，同时方便车间装配调试，馈信号(光栅尺和编码器)，而不必在机床中使用附目前已在我公司数控铣镗床系列产品全面推广。加电缆，从而节省5个电动机编码器信号线，4个位MW(收稿日期：20131015)参磊冷加荔75quipmentandI设备与维修仍然有异响，打换刀位置，异常正常加工过程检查换刀臂状态，中换刀臂异响发现滑销失效，更换滑销。正常换刀，刀具未完全进入主轴内孔拆卸换刀臂

8、，检查发现ATC检查换刀位置，异常，(大概有3ram的间隙)，ATC轴出现内部轴承损坏，更换“41l报警”。设备紧停。4h①～②蘖篆一依将T3005、T3006两把刀设定为重刀模式，空运转10rain，T3005、T3006两把刀，降低换刀速度。同时，稍许调整换刀时序，偶发插入不到位的现象。检查主轴I检查更换轴承。I延后主轴夹刀信号的时序。内锥孔表面粗糙，决定更换主轴。24h质量验证通过后，利用停产期间，恢复生产改造Y轴刹车控制回路。图2刹车电气控制回路图5L87072图3XL+XL~AX]Sl图6具体控制时序图如图7所示。根据上

9、图可以知异常失电4电一FANUC系统对重力轴异常下坠的解决思路是：开到刹车起效，所用硅l===■——一尽可能缩短刹车响应时间。即为了使重力轴在伺服的时间包括：接触器刹车1轰电源断开之前，能够迅速刹车，使重力轴尽量保持响应时间+刹车动作堕麈堕在原来的位置。响应时间，即接触器L生堕f从控制角度，有两种方法可以实现这个目的：复位时间+刹车动作图7①当检测到伺服电源断开时，刹车立刻生效。②当伺服电源断开时，始终保持电动机励磁，直到电动我们取OMRON的继电器(型号G2R)作为试机刹车生效。验用继电器，实际测量它的复位时间为：10msFAN

10、UC这里我们只介绍第一种方法，这种方法是相对伺服电动机内置刹车的响应时间，根据说明手册，简单，且经过我们反复验证有效的措施。电气硬件如附表所示。控制回路如图5所示。即，若取OMRON继电器和od2i电动机为例，具体改造如图6所示。计算整个刹车响应时