意大利巴拉法蒂刀塔故障處理

肖 恂 王艷海

作者通聯：山西平陽重工機械有限責任公司機動環保部山西侯馬市紅軍街一號 043000

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1.故障現象

山西平陽重工機械有限責任公司多臺裝有意大利巴拉法蒂刀塔的數控臥式車床接連出現換刀失敗，故障率較高且隨機性強。故障現象均為刀架未轉完一個刀位就停機，機床系統雖顯示刀塔故障報警，但無詳細提示內容。

2.故障分析

根據刀塔維修經驗，原因多為刀架松開機構或松開傳感器故障。因此分析認為刀架開始能夠轉動一下，表明刀塔系統檢測到了松開信號，但信號不穩定，時有時無，轉動過程中因突然失去松開信號而停機。按照這一思路，啟動刀塔旋轉，使用數字萬用表檢測刀塔驅動器M4端子Li12的接口電平，檢測結果是刀塔出現故障時，刀架松開信號仍然正常。

經反復對刀塔進行換刀試驗，發現當刀塔手動換刀時始終正常，而執行加工程序換刀時，故障率則很高。仔細分析、比較兩種換刀方式的異同點，如同樣是從1#刀換到4#刀，手動換刀是每一個刀位都要依次完成“松開→轉動→到位→鎖緊”全過程；執行加工程序換刀，過程則是“1#刀松開→轉動→4#刀到位→鎖緊”，2#刀、3#刀不再停頓。據此認為是由于兩種換刀過程的差異導致換刀成功率不同。為此編寫一段加工程序，先執行緊挨著刀號順序換刀，換上幾把刀后，再執行跳著刀號換刀，如1#、3#、5#、7#。結果表明程序執行按刀位順序換刀時，系統正常，無報警，但執行跳著刀號換刀時，系統頻繁報警。能夠實現按刀位順序換刀，說明刀塔系統的控制指令、機械動作及各類傳感器檢測等正常。

這款刀塔系統具有完善的控制系統和執行機構，機床系統只需發出二進制代碼指令就可完成換刀過程；自帶的刀架驅動器上還有報警功能，出現松開、鎖緊傳感器失靈，電機過流，存儲器故障等都會以不同數字顯示，并向機床系統發出相關信號。但是對于此次換刀失敗故障，刀塔驅動器卻無報警數字顯示。因此，判斷是機床系統和刀塔的控制連接出現問題。調出機床系統PMC梯形圖，分析相關換刀程序，發現故障出現時，刀塔驅動器上的LO.6接口確實向機床系統發出了報警信息。機床系統收到后，也向刀塔驅動器發出了停止指令，但刀塔驅動器本身沒有顯示。判斷是機床系統向刀塔驅動器發出的停止指令時間過短，刀塔內部的報警信息還未來得及反饋到顯示模塊上，就被機床的停止指令復位了，導致看不到報警信息。為此，在機床PMC程序增加一個延時程序，使機床系統收到報警信號后，延時一下，再向刀塔驅動器發出停止指令。試機，報警信息顯示為1#報警，報警內容是驅動器輸入電壓過低。

3.故障處理

刀塔按刀號順序進行換刀時正常，跳著刀號換刀則會出現驅動器輸入電壓過低報警。為此，還需搞清它們在換刀過程中還有哪些不同。對一臺同型號工作正常的機床，反復進行按刀號順序換刀（如從1#刀換到2#刀）和跳著刀號換刀（如從1#刀換到3#刀）比較。發現這兩種換刀過程所用時間幾乎一樣，因此跳著刀號換刀時的速度必然更快一些，這樣會使刀塔電機的電流增大很多，導致輸入電壓下降，達到報警門限。

由于機床運行將近兩年，一切正常，為此，考慮刀塔外圍的供電設備。造成輸入電壓降低的原因有：①受向刀塔驅動器供電的伺服變壓器容量限制，輸入電流偏大；②從接觸器到刀塔驅動器的強電三相輸入線，中間有兩次端子的轉接，經過長期大電流發熱運行，端子的線頭已經發黑，接觸電阻增大。因機床運行正常，排除前者，為徹底解決這一故障，必須科學選線布線。首先更換刀塔驅動器的三相輸入線并加大線徑，為減少接觸電阻，省去中間環節，改從接觸器直接引至刀塔驅動器。所有出現換刀失敗的機床進行改進后，均恢復正常。