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YKM7613磨齿机计数故障分析与解决

 GXF360 2019-11-03

1.故障现象

YKM7613磨齿机是秦川机床厂生产的设备,在进行磨齿加工时发现工件上有个别斜齿尚未磨削,而此时机床显示所设的齿数已经全部磨完。为保证加工工件满足技术要求,需将原步骤再重新磨削一遍,但在加工后仍出现上述现象,且加工过程中机床没有任何错误信息。这样做虽然也能满足加工要求,但多次重复同一工序降低了生产效率,严重影响生产进度。

2.故障分析

为彻底解决该故障,恢复设备正常生产,需要找出产生故障的根本原因。通过在设备磨削工件时进行观察,可见机床圆盘分度是正确的,即不论记数器是否正常,分度圆盘每次实际都是转动1个齿,根本不存在漏齿现象。同时在加工过程中对机床磨削齿数的记数功能进行监控,发现有时圆盘分度转过1个齿之后却没有正常记数,而是多记了几个数,导致记数出现错误,这样在1个循环周期内,累计出现多少错误记数就会有多少齿没有磨削,而该设备由于没有错误记数提示,给操作人员加工带来困难,他们根本不知记数器到底出现过多少错误记数,具体有多少齿没有磨削。在此情况下只能选择多次重复磨削以防止漏磨。

针对上述问题,下面对该设备分度技数功能进行分析。该机床分度是由床身展成运动的限位开关SQ3和砂轮向后运动的到位检测限位开关SQ6到位后,使电磁铁YA1接通抬起分度爪。分度爪抬起时,记数齿数所用的限位开关SQ4动作,此时PLC中的Q15(分度)有信号输出,通过中间继电器控制接触器KM16,使分度离合器YC1接通,进行工作台分度。分度结束时,限位开关SQ7或SQ5发生动作,Q15输出中断,KM16接触器复位离合器YC1断电。不同工件齿数依靠SQ5或SQ7发挥作用(SQ5、SQ7分度离合器限位开关;SQ2、SQ3展成磨齿限位开关;SQ4记数开关;SQ9、SQ6砂轮主轴前进、后退到位检测开关)。

查阅机床图样发现记数功能是依靠开关SQ4(所对应的PLC输入点是I42)的上升沿产生脉冲信号进行记数,而SQ4的信号开关是依靠电磁铁YA1动作之后带动铁心碰撞开关产生脉冲。PLC中控制YA1是否动作的线圈是Q22,控制原理如附图所示。

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针对磨齿计数错误现象继续观察,发现记数错误时电磁铁YA1相应的出现过连续的吸合/断开现象,这样就造成开关SQ4随之产生相应的脉冲信号,导致记数错误。可能造成YA1连续吸合/断开现象的因素有如下几点:①输出信号Q22有多次断续输出。②中间继电器触点接触不良。③电磁铁YA1性能不良。④电磁铁线圈的电源线接触不良。

对控制YA1线圈是否带电的中间继电器KA13进行检查发现其触点虽有磨损但不影响工作状态,为排查该故障因素更换继电器后继续观察,故障现象依旧存在。

为检查电磁铁YA1线圈连线是否存在故障,断开中间所有环节,使其线圈连线直接从中间继电器上引出,运行机床进行观察,但故障现象还是存在。

测量电磁铁线圈电阻没有发现异常。

观察PLC输出点Q22指示灯状态,发现当Q22输出指示灯在亮了之后瞬间又灭紧跟着马上又亮了起来时,机床计数器肯定出错。通过这一发现可以确认机床出现记数故障就是由于电磁铁YA1两次或多次带电吸合造成计数开关连续出现多次脉冲所引起(记数器检测的是电磁铁动作时所碰处的检测开关的上升沿信号)。

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控制原理简图

3.故障排除

通过图样上的梯形图可以查看到与Q22输出信号相关的外部输入点是I40和I43,它们对应的开关是SQ2(展成运动限位开关)和SQ6(磨削砂轮回退检测开关),当这两个信号都满足之后Q22才有输出。对这控制信号进行监控可以看到,当转盘分度运行到限位开关之后输入信号指示灯I40亮,此时磨削砂轮退出工件压下行程开关SQ6,此时输入信号I43亮,同时Q22有信号输出,KA13继电器接通,电磁铁YA1接通吸合,此时记数开关SQ2被释放,开关产生一个上升沿脉冲输出,输入信号I42指示灯亮,计数器开始累加1,进行计数,磨削砂轮前进行加工,此时行程开关SQ6被释放,Q22停止输出,电磁铁YA1断电释放,从PLC上可以看出I43和I42以及Q22指示灯同时熄灭,当磨削砂轮进入工作区开始加工时,分度圆盘开始进行展成工作,行程开关SQ2被释放,所对应的输出信号I40的指示灯熄灭。

通过对SQ2和SQ6进行检查分析,确认故障是由于SQ6信号不稳所造成的。检查发现碰撞SQ6开关的挡块定位销脱落,导致在挡块碰撞开关时无法挤压牢固,偶尔会出现两次挤压过程,这就造成记数错误。将挡块定位销重新安装之后,并反复试验,故障再也没有出现。机床跳齿故障得以解决。

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4.经验总结

设备故障的分析与排除工作特别考验技术人员的耐心与细心,尤其是针对老旧设备或专用设备,缺乏相关资料和维修经验,设备本身也缺少相关的报警提示功能,在排除故障过程中更要坚持从故障现象分析故障原理和影响功能,从功能实现的角度逐一排查,才能够从根本上解决问题,避免反复。

参考文献:

[1] 《机床设计手册》编写组.机床设计手册(第三册)[M].北京:机械工业出版社,1986.

[2] 《机械设计手册》联合编写组.机械设计手册(下册)[M].北京:石油化学工业出版社,1978.

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