关于数控龙门铣床故障排除与诊断的探析

关于数控龙门铣床故障排除与诊断的探析

文章重点结合数控龙门铣床实际生产过程中经常出现的一些故障进行研究和分析，并就目前最为常见的故障给出了一些诊断措施和方法，通过对故障的进一步分析，寻找直接引发故障的原因，为数控机床的正常生产奠定了基础。

标签：故障排除数控装置龙门铣床

龙门铣床通常都是由立柱与顶梁组成一个门式的框架。横梁是能够沿着两个立柱的导轨进行升降运动。在横梁上一般都会配置1到2个铣头垂直于主轴，它们都能够沿着横梁实际导轨进行横向间的运动。在两立柱上同时还配置了一个铣头水平与主轴，它也可以沿着立柱的导轨进行升降运动。所有的这几个铣头都能够同时加工不同的表面。这几个铣头都有一个单独的电动机进行带动，其最大功率能够达到150千瓦，另外他还有单独的主轴部件、操纵机构和变速机构等。加工的过程中，安装在工作台上的工件能够随着做纵向的进给运动。

1 龙门铣床故障考核内容及常见故障

故障考核内容：龙门铣床电气控制线路：右水平电动机M1不能正转；右水平电动机M1正、反转都不能起动；垂直电动机M2不能反转；左水平主轴箱电动机M3不能正转；左水平主轴箱电动机M3不能反转；M1、M2、M3都不能起动；液压泵电动机M5不能起动；M4不能正转；M4不能反转；工作台不能正向进给；工作台不能反向进给；工作台正反向进给都不能进行；右水平主轴箱不能移动；左水平主轴箱不能移动；工作台和主轴箱都不能正向快移；工作台和主轴箱都不能反向快移；进给电动机停车无制动作用；进给电动机M不能正转等。

1.1 沉、打刀现象

机床在工作的过程中经常会出现沉、打刀等现象，从而引发了不正常的运转，笔者在工作中发现，最为常见的故障有以下几点问题：①高压齿轮和溢流阀失灵、泵老化而导致的压力调整的失控。②滑枕和横梁在逐渐向上运行的时候，平衡系统的压力就会急剧地下降，等到平衡压力降到12MPa的时候，滑枕和横梁向上的运动就会停止，此时滑枕和横梁就会出现向下的沉刀。③如果平衡系统缺少了压力继电器和蓄能器的控制，也会导致其压力波动的进一步加大。④系统的单向阀如果失灵或者是管路的漏油也会直接导致压力的快速下降。图1为机床在改造之前的液压原理图。

1.2 机床工作时油温过高

原设计中机床的平衡系统为油泵启动以后持续运转，当符合压力要求的时候，高压油经过溢流阀口后，返回到油箱，同时产生出大量的热量。因为油温的不断增高，内泄的不断增大，油液的变稀等原因，会导致压力不稳定，油泵的磨

损剧烈，引起故障频频发生，机床非正常停机情况时候发生。即便原设计特意配备空气冷却系统来解决，也仍满足不了其要求。

1.3 X轴低速爬行

爬行现象是由机床X轴的走刀想象而产生的，且爬行的严重程度会随其速度的降低而加重。当反馈电压和电机电压处于空载状态时，我们对其检测，其结果正常。当检查轴所用总压力是10MPa，轴采用的是恒定静压控制，其压力正常。我们对各静压腔检查，会发现压力位0的静压腔压有5个。进一步对工作台浮起的情况进行检查，会发现其一侧无浮起。所以判断为分压回路有故障。

2 改进措施

通过对机床进行的故障分析，我们需要有针对性的对机床进行改进。

2.1 更换原有的齿轮泵和溢流阀

由我国自主研发的P208RO1DT齿轮泵以及DBDS2OP10B／200直动式溢流阀。都是经过了准确的预算来进一步选择具体适合其运行的蓄能器，我们通常选用的是国产皮囊式的NXQ1-L25／31.5-a-H蓄能器。同时，另外需要将整个液压系统进行更换，尤其是一些密封的元件，将整个液压元件都要进行必要的清洗，根据具体情况可添加一道相对比较精密的过滤系统。实践告诉我们，经过重新的调试、装配后，液压系统的压力要比以前稳定好多。在今后的生产过程中几乎没有再出现过打刀与沉刀的故障。经过改造之后的机床液压如图2所示。

2.2 增加一个双触点压力继电器

以前平衡系统的油泵是连续工作的，我们现在把它改变成歇式工作方式。油压由压力继电器始终控制在13MPa～14MPa之内，蓄能器使油泵其保压的时间和停歇的时间大大延长，从而使油泵的使用寿命得到提高，并且彻底的把机床的油温过高这个难题解决了。

2.3 拆下弹簧管减压器发现毛细管堵塞

因为毛细管的长度达到1500mm，并且内径只有0.5mm，所以不能使用细钢丝进行透清。因此我们要先对其加热，然后使用高压风吹来清理其中的堵塞物。这样处理后可以很好的改善低速爬行的情况。当X轴仍出现低速爬行的问题，我们再次对其进行了细致检查后，发现在传动箱与电机间的无键联轴器内的轴已经磨损了，造成不能连续的传动。把轴拆下来进行补焊，彻底解决了问题。

3 结束语

机床在设计上有着自身的不足，加上液压的元件的进一步老化，总会引发一些机床故障。常见的故障概括起来基本上表现如下：机床在生产加工的过程中所

出现的打刀与沉刀的故障；以及X轴的走刀引发的低速爬行；第三种就是油温过高而直接导致的故障。针对以上三种故障，笔者总结和分析之后给出以下几点的应对措施：①将密封的元件进行换新、更换溢流阀和齿轮泵，对液压元件进行清洗。②毛细管堵塞时使用高压风吹，然后对联轴器轴补焊。③把油泵改变成间歇工作，通过增加一个双触点的压力继电器来实现。在措施改进后，我们实现了改造目的，机床运行的很稳定。

参考文献：

[1]刘少宇等.专家系统在数控机床设备诊断中的应用[J]，机床技术，2011.27(5).

[2]史保壮等.机床故障在线监测系统的研究[J]，科技传播，2010.25(4).