加工中心使用过程中会出现一些故障,举例说明:加工过程中偶发一次操作者按急停按钮后Z轴突然下滑,刀具直接撞到了工作台,造成了设备严重损坏,那么大家是否了解遇到这样的情况是怎么回事吗?
1 原因分析
该设备的Z轴属于重力轴,没有安装平衡缸装置,只是在Z轴伺服电机和丝杠上分别安装了电磁闸,电磁闸失电制动。电磁闸作用其一是在Z轴伺服具有使能、Z轴不运动时制动Z轴,增加Z轴的刚性;其二是在Z轴伺服无使能或停机状态制动Z轴,防止Z轴下滑。
按急停按钮后,Z轴伺服没有使能,下滑故障原因应该是制动出了问题,而且是两个制动器同时出了问题。分析原因一可能是两电磁闸同时损坏,经检查排除了此原因。原因二是两电磁闸的电气控制同时出现了问题。
1.1 两电磁闸电气控制原理
图1中电机电磁闸线圈受KA4200常开触点和KAZ/1常闭触点的控制:KA4200线圈得电、同时KAZ/1线圈失电, 电机电磁闸线圈得电松闸;KA4200线圈失电或K AZ/1线圈得电,电机电磁闸线圈失电抱闸。
图2中丝杠电磁闸线圈受KA4201和KAZ2/1的控制: KA4201线圈得电、同时K AZ2/1线圈失电,丝杠电磁闸线圈得电松闸;KA4201线圈失电或K AZ2/1线圈得电,丝杠电磁闸线圈失电抱闸。
加工程序中执行M 11 指令,P L C 输出点有输出, KA4200、KA4201线圈得电;加工程序中执行M10指令控制PLC输出点无输出,KA4200、KA4201线圈失电。加工过程中Z轴运动时执行M11指令,Z轴停止时执行M10指令。
KAZ/1、KAZ2/1线圈受Z轴伺服控制器AS1/AS2触点的控制。
AS1/AS2是一个开关量信号,反映伺服驱动脉冲使能663端子的状态,驱动无脉冲使能,伺服电机无电磁制动力,AS1/AS2触点闭合,驱动有脉冲使能,电机具有电磁制动力,AS1/AS2触点断开。
1.2 控制故障原因分析
由控制原理分析,Z轴制动状态如表1,故障发生时间是在由状态1向状态4转换过程中,伺服电机失去电磁制动力后两电磁闸没有及时制动造成了Z轴下滑。
原因一:急停后,伺服失去使能信号,电机失去电磁制动力;同时AS1/AS2闭合,KAZ/1、KAZ2/1得电动作,断开两电磁闸线圈电路进行抱闸。现场两动作过程存在2～3s 的时间差,先失电机电磁制动力后有电磁闸制动,设计的互锁功能未实现。
宇匠数控 备注:为保证文章的完整度,本文核心内容由PDF格式显示,如未有显示请刷新或转换浏览器尝试,手机浏览可能无法正常使用!
结语
该加工中心设备改造后,已使用多年,未再发生此故障,提高了设备运行的可靠性。
