摘要 dhp50卧式加工中心b轴的结构和锁紧原理;b轴故障现象及故障诊断与排除方法。
一、b轴基本结构和锁紧原理 b轴转台安装在沿z轴移动的工作台上(图1),通过底部的2个圆柱销把转台转动传递给圆光栅编码器,将旋转位置信号反馈给数控系统,实现对转台角度的控制。
该转台采用回转环型伺服力矩电机,此类电机是交流同步电机与直线电机的有机结合。在回转运动中由回转环型力矩电机直接驱动回转运动,可以省去齿轮等各种中间环节,并能得到高的动态性能和好的定位精度。这种驱动系统无磨损、维护简便。
机床上电后,为保证加工精度,转台(即b轴)不转动时通过液压锁紧(图2)。当转台锁紧时,电磁阀yv.112.3由plc通电驱动,额定90×105pa压力的液压油通往液压橡胶膨胀圈,膨胀后挤压弹性铜胀圈,使其抱紧扭矩伺服电机转子,进而固定转台。当转台松开时.电磁阀失电,液压橡胶膨胀圈与油箱相连通直接泄压,弹性铜胀圈复位,转台松开。
二、故障现象及解决过程
1.现象
卧式加工中心dhp50采用fanuc一16m数控系统,开机后只有b轴采用相对编码器,所以需要回零,正常情况下需要转动2周左右。但b轴在回零过程中,只转动30°左右即停止,并出现454#报警:b axis:illegalrotor pos detect伍轴位置检测错误);436#报警:b axis:softthermal ovc (b轴软件检测热保护)。
2.原因分析及处理
出现报警的原因:转台底部的圆光栅编码器或其连接线路损坏;转台在转动过程中受到的阻力太大,超出其设计载荷。
处理方法:修改数控系统的参数,屏蔽掉b轴的圆光栅,使该轴变为半闭环轴。修改数控系统的参数步骤如下:①打开参数锁,将参数2213的第7位和参数2229的第0位置为“0”;②cnc断电;③cnc上电;④将参数2213的第7位置为“1”;⑤cnc断电;⑥cnc上电;⑦将参数2229的第。位置“1”,此时cnc不用断电;⑧选择“jog”模式,选中b轴;⑨选择“keyext”,按下“mch mngt”,“manual fct”,“exec”。
启动机床,在b轴运动过程中,故障依旧。因此,判断该故障不是圆光栅编码器的问题,而是b轴电机转动时阻力过大造成的。同时也证明圆光栅编码器的连接线路没有损坏,排除了*个原因。
机床断电后,b轴转台是不能锁紧的,通过咨询,确认这时转动转台的力量不需要很大。但实际上,在加力杠杆的帮助下,人工转动转台仍非常困难,进而确认故障是由于转台转动阻力过大而造成的。此时怀疑b轴转台液压锁紧系统未能*松开。先检查外围控制电路和液压回路,当机床通电后,plc输出点y.6.4即为高电平+24v,驱动电磁阀yv.112.3,使液压油通往液压橡胶膨胀圈(图2),即可以锁紧b轴。并且压力开关sp. 111.0检测到压力,把+24号送往plc输入点x.1.0。当b轴需要转动时,plc输出点y.6.4为低电平0v,电磁阀yv.112.3失电,液压橡胶膨胀圈与油箱相通泄压,plc输入点x.1.0为低电平,这时数控系统驱动b轴转矩伺服电机带动转台转动。经检测,plc各输入输出点信号、电磁阀动作正常,液压管路通畅。
此时只能拆开b轴转台进行维修,首先拆下转台中心液压油分配器,然后卸下转台安装座的固定螺钉,把转台和安装座整体吊离工作台。转台顶面朝下放置,再拆下转矩伺服电机转子如图3所示。经查,发现轴承安装座上有很多锈迹,怀疑安装座由于生锈与转矩电机转子产生摩擦,导致转台旋转阻力过大。用砂纸去除锈迹,煤油清洗后,重新装上转矩伺服电机转子。旋转转台安装座(因为转台倒置在桌面上,只能相对转动转台安装座),发现阻力仍然很大。又拆除转矩伺服电机转子,把百分表固定在中心转台上,旋转转台安装座,检查弹性铜4圈侧面,即转台锣紧时与电机转子的摩擦面(图3)。发现该圆柱面跳动0.3mm,经分析,认为该数据远远超过正常范围。该侧面由宽度0.2mm的缝隙分割为20片鳞片,数个鳞片由于长期在锁紧时受压产生塑性变形,不能复位。因而当b轴松开,液压橡胶膨胀圈对其压力消失后,不能复位的鳞片仍与电机转子产生摩擦,导致b轴异常。在百分表的测量下,利用外力,使不能复位的鳞片恢复原位置,圆柱面跳动达到0.05mm。重新装上转矩伺服电机转子,旋转转台安装座,转动正常,故障排除。
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