數控臥式車床刀盤過載問題分析

1    序言

數控臥式車床LB300－CX1000是2004年購買的日本原裝進口的（de）設備，是（shì）一台使用了近（jìn）18年的老設備，主要（yào）用於加工小齒（chǐ）輪軸。

2    故障現象

近期，數控臥式（shì）車（chē）床在加工過程中，偶爾會出現1181-21 警告A：MCS DIFF OVER T軸 F28，它的簡單解釋就是旋轉刀盤過載報警，複（fù）位後又可以（yǐ）繼續完（wán）成換刀動作。故障內容（róng）簡單，但現象比較奇怪，據操作人員介（jiè）紹，該報警以（yǐ）前（qián）也出現過，大概一個月就出現過一次，因為複位（wèi）後仍可以繼續加工，沒（méi）有在意，現在（zài）有時一天就出現一次，出現的頻次（cì）越來越多，情況越來越嚴重，影響了設備的正常使用。

3    診斷方法

針（zhēn）對機床在換刀時出現的報（bào）警信息，了解到刀盤的旋轉動作是係統（tǒng）發出指令後，刀盤在液壓的作用下鬆開，伺服電動機通過齒輪傳動刀盤旋轉，刀盤（pán）到達目標位置，電動機停止旋轉，刀盤鎖緊。根據這樣的動作情況，將從機械、電氣和（hé）液壓三個（gè）方麵來考（kǎo）慮這（zhè）個（gè）問題。

（1）機械方麵  電動（dòng）機通過齒輪傳動刀盤旋轉，機械部件是否出（chū）現磨損、斷裂情（qíng）況，導致傳（chuán）動的卡頓。

（2）電氣方麵  控製刀盤旋（xuán）轉的時候，伺服電動機是（shì）否執行到位，控製係統是否出現異常；同時刀盤的位（wèi）置檢測是由伺服電動機的編碼器決定。

（3）液壓方麵（miàn）  刀盤內部有鎖緊油缸，檢查在液壓的作用下是否執行鬆開和夾（jiá）緊動（dòng）作，液壓壓力是否正常（cháng）等。

4    解決措施

1）為了縮小檢查範圍（wéi），斷開電（diàn）動機和刀盤的連接，執行刀盤旋轉，電動機可以旋轉無異常。恢複電動（dòng）機和刀盤的（de）連接（jiē）（見圖3），則會出現故障，因此認為故障應該是在刀盤電（diàn）動機有負載的情況下才會發生，暫時排除了電氣方麵的問題。

2）檢查液壓係統（tǒng），刀盤夾緊和鬆開（kāi）的狀態（tài）是正常的，壓（yā）力也達到設定（dìng）的壓力，所以也排除了液（yè）壓方麵的（de）問題。

3）參照著簡單的（de）機械結構圖樣，從（cóng）外向內地慢慢地解體刀盤。這是一台老設備，刀盤的機械部件多年未解體過（guò），通（tōng）過解體，可以看到內（nèi）部的刀盤離（lí）合器、油缸、活塞杆和傳動齒輪等部件。

將刀盤拆解後並沒有發現明顯的磨損、斷裂（liè）和變形的情況，油缸有漏油的情況，但也不是很嚴重，不至於導致刀盤無（wú）法旋（xuán）轉。帶著疑問（wèn），重新將刀盤組裝起來，試機3次，刀盤的旋轉動作（zuò）完成（chéng）得很漂亮，就在這時，故障又出現了，刀盤在旋轉過程中過載報警。

4）再次梳理設備的故障信息，排查（chá）設備的可疑（yí）項點，因（yīn）為認為機械部分應該沒有問題，所以再次將關注點轉（zhuǎn）向刀盤電動機編碼器和刀盤驅動（dòng）控製器。對待（dài）這樣沒有規律可循的報警，替換法是解決（jué）問題的快捷方法。首先替（tì）換了電動機編碼器，發現問題仍存在。然後將驅動控製器拆下來（lái）檢測（市場上買不到這（zhè）樣的老款驅動（dòng）控製器），發現內部電子元器件部分還是有問題，維修後安裝（zhuāng）試機，故障居然消失了。

一般認為刀（dāo）盤在旋（xuán）轉過程中出現過載現象，從而電動機停轉，驅動控製器必然會出現報警，這是（shì）正常的邏輯。但（dàn）這一次的維修情況卻是反邏輯的（de）事情，故障原因在（zài）於（yú）驅動控製器的老化，導致內部電子元器（qì）件性能下降，從而觸發（fā）了電動機過載報警（jǐng）。

5   結（jié）束語（yǔ）

設備的故障現象初看似乎很簡單，但是研究問題尋（xún）找原因卻比較曲折，走了不少（shǎo）的彎路，維修（xiū）的時間也比較久。對（duì）於使用了十幾年的設備，電氣故障現象怪異且隱蔽（bì），排查的難度很高（gāo），配件的維修和替換也難，希望借此文章為設備維（wéi）修的同仁在遇到類似問題（tí）時提（tí）供一些（xiē）借鑒（jiàn）。

本文發表於《金屬加工（冷加工）》2022年（nián）第1期第90~91+98頁，作者：中車（chē）戚墅堰機（jī）車車輛工藝研究（jiū）所有限公司　蔡進，沈朋，原標（biāo）題：《數控臥式（shì）車床刀盤過載問題分析》。