立式車床橫梁液壓控制改進(jìn)
2021-11-22 來源： 首都航天機械有限公司 作者：劉建國，林 東
摘要：數(shù)控立車主要用于質(zhì)量和直徑較大的工件加工，橫梁是其重要基礎(chǔ)部件。液壓系統(tǒng)對橫梁夾緊、放松，以及加工過程中的動態(tài)穩(wěn)定性起著至關(guān)重要的作用。通過對橫梁液壓系統(tǒng)的控制優(yōu)化，在滿足設(shè)備運行要求基礎(chǔ)上，降低液壓油泵損耗和能源消耗。
關(guān)鍵詞：數(shù)控立車；液壓系統(tǒng)；控制優(yōu)化；降低損耗
1、故障現(xiàn)象
CK5116 立式車床，使用華中數(shù)控系統(tǒng)，操作者進(jìn)行橫梁升降動作后出現(xiàn)報警“橫梁夾緊異常—G3014.11”，復(fù)位報警不能清除。
2、故障判斷
根據(jù)報警信息和梯形圖在線診斷發(fā)現(xiàn)，由于橫梁升降動作未完成產(chǎn)生報警。通過梯形圖控制邏輯，梳理橫梁升降動作基本流程：①滑枕移動到工作臺中央；②啟動橫梁升降；③橫梁微升；④橫梁微升到位后拔銷子；⑤橫梁鎖緊油缸放松；⑥橫梁升/降到指定擋位；⑦插銷子；⑧橫梁微降；⑨微降到位后橫梁鎖緊油缸夾緊；⑩動作完成。
從整個流程看，故障出現(xiàn)在最后階段步驟⑨。根據(jù)報警信息查看梯形圖，判斷是由于鎖緊壓力 SP6 未到，超出設(shè)定時間導(dǎo)通 G3014.11 報警。
檢查壓力開關(guān)，有可能是壓力開關(guān)損壞或油泵打油壓力不夠。查看高壓泵壓力表沒有壓力，松開橫梁加緊油管也沒有油。可以斷定是總壓力沒有建立，高壓油泵出口油管也沒有油。電機油泵正常運轉(zhuǎn)，故障點鎖定在高壓齒輪泵。
3、故障處理
脫開齒輪泵與電機，檢查電機軸與法蘭連接處和鍵塊無損傷，排除電機運行而齒輪泵不運行。分解過程中發(fā)現(xiàn)該齒輪泵體溫度極高，齒輪泵連續(xù)工作并沒有油冷卻，高溫造成內(nèi)部磨損。分析梯形圖（圖 1），發(fā)現(xiàn)該高壓油泵在設(shè)備一開機就開始啟動工作，一直到機床關(guān)機才停止。分解齒輪泵后發(fā)現(xiàn)內(nèi)部齒輪磨損嚴(yán)重，更換新齒輪泵安裝并試機，機床橫梁升降動作正常且無任何報警。
圖 1 程序 1
反復(fù)查看該數(shù)控立車液壓系統(tǒng)圖，可以看出橫梁鎖緊油缸夾緊要求機床系統(tǒng)壓力為 2.5 MPa。未有橫梁升/降指令時，橫梁一直處于夾緊狀態(tài)，有橫梁升/降指令后，橫梁鎖緊油缸才松開（泄壓），如圖 2 所示。
圖 2 橫梁鎖緊松開控制
4、技術(shù)改進(jìn)
橫梁油缸夾緊系統(tǒng)都是一個密閉環(huán)節(jié)，并且有蓄能器保壓，而高壓油泵一直處于不間斷工作狀態(tài)，造成電機和油泵的損耗和能源浪費。嘗試重新設(shè)計橫梁鎖緊控制邏輯，減少電機油泵損耗和能源消耗。
如圖 3 所示，X5.6 為 SP7 壓力繼電器，X5.6 為 1 時表示設(shè)定壓力到達(dá)，為 0 時表示未達(dá)到設(shè)定壓力。當(dāng)設(shè)定壓力未到達(dá)時，X5.6 接通 R80.0，高壓泵啟動工作，運行 2 min 后停止工作（高壓泵打壓能力為 5 MPa），直到下次 X5.6 壓力不夠時才會再次啟動。
圖 3 程序 2
調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)，執(zhí)行橫梁升降控制過程中，橫梁夾緊油缸不能松開并產(chǎn)生橫梁松開超時報警。開檢查電磁閥 YV3 得電，閥芯動作，可是壓力沒有下降，橫梁夾緊油缸沒有松開。從新分析液壓圖發(fā)現(xiàn)，該設(shè)備液壓控制是高壓泵一直處于工作狀態(tài)，當(dāng)壓力滿足后，液控單向閥才被打開（圖 2），電磁閥動作，橫梁夾緊壓力降低。改進(jìn)后液壓泵沒有工作，電磁閥線圈得電而閥芯未動作，橫梁夾緊壓力無變化，因此在控制橫梁升降動作時要啟動高壓泵。當(dāng)滑枕位于 X 軸中間位置時 （X11.5=1），并在手動模式（F2564.2=1），啟動橫梁按鈕（X6.6=1），啟動高壓泵。經(jīng)過反復(fù)驗證，橫梁升降控制和夾緊放松壓力正常。為驗證改進(jìn)后效果，在梯形圖中編寫一段計數(shù)程序采集高壓泵啟動頻率，如圖 3 所示，高壓泵啟動，Y2.7 的上升沿為計數(shù)觸發(fā)，計數(shù)存放在 B77 中。經(jīng)過長時間觀察，統(tǒng)計高壓泵一周平均啟動 8 次，大大降低了電機和油泵的損耗，節(jié)省了能源。
5、結(jié)論
隨著工業(yè)迅猛發(fā)展，液壓技術(shù)在數(shù)控設(shè)備中的應(yīng)用越來越廣泛。油缸內(nèi)的油液具有作用力大、動作反應(yīng)速度快、精度高，以及便于自動化操作的特點，使得傳動技術(shù)越來越受到人們青睞，掌握液壓控制技術(shù)非常重要。本文故障設(shè)備為改造設(shè)備，在控制設(shè)計上往往存在一些漏洞，這就要求設(shè)備維修人員在使用過程中不斷進(jìn)行邏輯控制優(yōu)化，不僅能提高設(shè)備效率，也能不斷提升工作能力。
投稿箱：
如果您有機床行業(yè)、企業(yè)相關(guān)新聞稿件發(fā)表，或進(jìn)行資訊合作，歡迎聯(lián)系本網(wǎng)編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
如果您有機床行業(yè)、企業(yè)相關(guān)新聞稿件發(fā)表，或進(jìn)行資訊合作，歡迎聯(lián)系本網(wǎng)編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
更多相關(guān)信息
業(yè)界視點
| 更多
行業(yè)數(shù)據(jù)
| 更多
- 2025年4月 新能源汽車銷量情況
- 2025年4月 新能源汽車產(chǎn)量數(shù)據(jù)
- 2025年4月 基本型乘用車（轎車）產(chǎn)量數(shù)據(jù)
- 2025年4月 軸承出口情況
- 2025年4月 分地區(qū)金屬切削機床產(chǎn)量數(shù)據(jù)
- 2025年4月 金屬切削機床產(chǎn)量數(shù)據(jù)
- 2025年1月 新能源汽車銷量情況
- 2024年12月 新能源汽車產(chǎn)量數(shù)據(jù)
- 2024年12月 基本型乘用車（轎車）產(chǎn)量數(shù)據(jù)
- 2024年12月 軸承出口情況
- 2024年12月 分地區(qū)金屬切削機床產(chǎn)量數(shù)據(jù)
- 2024年12月 金屬切削機床產(chǎn)量數(shù)據(jù)
- 2024年11月 金屬切削機床產(chǎn)量數(shù)據(jù)