CYTEC電主軸松拉刀故障分析與處理

■ 昌河飛機工業（集團）有限責任公司 （江西景德鎮 333002） 賀 奕

我公司有一臺法國優龍KX50機床，采用西門子840D數控系統和C Y T E C電主軸（功率為27kW，最高轉速18 000r/min）。CYTEC電主軸松拉刀結構與其他品牌的電主軸結構不一樣，采用獨特液壓拉桿結構，主要依靠檢測液壓松拉刀脈沖數來判斷電主軸松拉刀狀態。當電主軸出現松拉刀故障時，需要借助K11軟件來調試。

1. 故障現象

KX50機床在自動換刀使用過程中出現“SPINDLE TOOL CLAMPING ALARM”報警，自動換刀時卡刀，刀爪無法縮回，導致機床無法正常運行。

2. 故障原因分析

具體分析可能有以下原因：①松拉刀液壓站系統壓力不足，導致刀爪無法縮回，拉刀故障。②液壓控制回路有問題，導致拉刀故障。③松拉刀液壓脈沖信號值超出范圍。

3. 故障處理

查找該機床松拉刀液壓圖樣資料，對照找到松拉刀液壓系統壓力，發現機床當前系統壓力值在圖樣資料要求范圍內，并找到該機床松拉刀電磁閥，手動強制電磁閥工作，能實現松拉刀動作。于是，排除松拉刀液壓站系統壓力不足原因。松拉刀系統壓力值要求5.5MPa，如圖1所示。

圖1 機床松拉刀液壓圖樣

圖2 檢查電磁閥

如圖2所示，用萬用表對比測量拉刀控制電磁閥線圈與松刀控制電磁閥線圈阻值，兩電磁閥線圈阻值相近，并對換兩電磁閥線圈后，測試刀爪還是無法縮回。于是排除液壓控制回路有問題而導致拉刀故障的原因。

如圖3所示，仔細分析該機床松拉刀控制原理得知，該機床是CYTEC主軸，通過K11-U流量模擬處理器來運算控制松拉刀狀態信號。控制原理為：X2.0=1是面板松刀按鈕輸入信號；X2.0=0是面板緊刀輸入信號；X10.3=1是松刀輸出信號去控制松刀電磁閥工作；X10.0=1是緊刀輸出信號去控制緊刀電磁閥工作；X8.3是松拉刀液壓流量檢測信號；X3.4=1有刀夾緊狀態信號，X3.5是松刀狀態信號，X3.6是無刀夾緊信號。

判斷可能是由于機床松拉刀液壓脈沖信號不對，導致機床無法松拉刀。此問題排查需要借助K11軟件來進行調試（見圖4）。K11軟件調試步驟如下。

1）使用網線或者USB線連接K11軟件和調試電腦。

圖3 K11-U控制板

2）打開控制軟件后，點擊configuration 配置→掃描可用接口→點擊連接/斷開即可建立K11軟件和調試電腦之間的通信。

3）檢查bios version是否為5.04，如果不是，需升級到該版本。

4）點擊左上角parameters→點擊右下角的 F6 password→輸入密碼 cytecoem→點擊5，選定調試模式。

5）3和4處的參數可以使用默認值，也可以改為500、150、10 000。

6）點擊logdata，進入松緊脈沖調試界面。

7）點擊get logdata，就可以讀取每次松緊時的脈沖數，一松一緊為一組。

8）如果松刀和緊刀的脈沖相差很大（＞10），就說明油路內有氣，需要將氣放出。直到松緊脈沖基本保持一致，就可以進行下一步了。

9）不裝刀具測試，主軸做10次松緊刀，記錄10次松緊脈沖的平均值為155。

10）裝一把標準刀測試，主軸做10次松緊刀，記錄10次松緊脈沖的平均值為99。

11）在刀柄和主軸接觸面之間墊0.2mm的墊片（要墊兩側），然后主軸再松緊10次，記錄10次松緊脈沖平均值為68。

圖4 K11軟件調試界面

12）回到parameters界面，取消調試模式。開始設定clamp的short/long/without脈沖值。

13）用加墊片的脈沖平均值減5（68－5=63），設為short值。

14）用帶刀夾緊的脈沖的平均值減加墊片的脈沖平均值，所得的差再加上帶刀夾緊的脈沖的平均值（99－68＋99=120），就是long參數值。

15）用無刀夾緊脈沖的平均值減10（即155－10=145），作為without tool值。

16）點擊F4發送參數F8，保存參數。

17）退出K11軟件，然后再連接，看參數是否已確實保存。K11軟件調試結束后，進行機床松拉刀測試，信號正常，機床恢復正常使用。

4. 結語

當碰到上述主軸松拉刀比較復雜的故障時，需要先從簡單的外部排查做起，做到先簡后難，一定要從原理上進行分析和判斷，列出可能導致問題出現的各種原因，然后對照圖樣進行分析，找到可能的原因逐一排查和檢測，最終才能確定準確的故障點，解決故障。這些經驗為以后碰到類似故障時提供技術借鑒。