VMC1000加工中心气动系统应用及故障排除.pdf

Hy d r a u l i c s P n e u ma t i c s S e als ／ No ．0 6 ． 2 01 4 d o i l 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 8 0 8 1 3 ． 2 0 1 4 ． 0 6 ． 0 2 3 V MC 1 0 0 0加工中心气动系统应用及故障排除 范芳洪 湖南铁道职业技术学院车机学院， 湖南株洲4 1 2 0 0 1 摘 要 该文介绍 了气动系统在某加 工中心 V MC1 0 0 0上应用 ， 分 析了数控机床上气 动系统一般故 障的处理方法 ， 提 出了一 听二看 三查 的气动系统故 障的解决步骤和方法 ， 通过对两例气动系统故 障案例分析 ， 得出了解决数 控机 床气 动系统故 障所具备 的知识能力 。 关键词 加工 中心 ； 气动系统故 障； 故 障排 除 中图分 类号 T H1 3 8 ．7 文献标识码 A 文章编 号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 4 0 6 0 0 7 1 0 3 Ap p l i c a t i o n a nd Tr o u b l e s h oo t i ng o f VM C I O 0 0 M a c h i n i n g Ce nt e r Pn e u ma t i c S y s t e m F AN F a n g - h o n g H u n a n R a i l w a y P r o f e s s i o n a l T e c h n o l o g y C o l l e g e Ma c h i n e r y E l e c t r i c D e p a a m e n t ， Z h u z h o u 4 1 2 0 0 1 ， C h i n a Ab s t r a c t T h i s p a p e r i n t r o d u c e s t h e a p p l i c a t i o n o f p n e u ma t i c s y s t e m i n a ma c h i n i n g c e n t e r VMC1 0 0 0 ， a n a l y s i s o f t h e NC ma c h i n e t o o l p r o c e s s i n g me t h o d o f p n e u ma t i c s y s t e m f a u l t ， i s p r o p o s e d t o s o l v e t h e s t e p s a n d me o d s t o t w o s e e t h r e e c h e c k p n e u ma t i c s y s t e m f a u l t ， t h r o u g h t h e a n aly s i s o f t w o c a s e s o f p n e u ma t i c s y s t e m f a u l t c a s e ， t h e s o l u t i o n o f C NC ma c h i n e t o o l s p n e u ma t i c s y s t e m f a u l t h a s t h e k n o w l e d g e a n d a b i l i t y ． Ke y wo r d s ma c h i n i n g c e n t e r ； p n e u ma t i c s y s t e m f a i l u r e； t rou b l e s h o o t i n g O 引言 气动系统无 污染 、 轻便 、 安装 维护 比较简单 。 压力 等级低 、 使用安全 ． 在数控机床特别是在加工 中心上 ， 主要用来完成一些作用力较小的辅助动作 ．比如工作 台和夹具 的松开夹紧控制 、 静压导轨 ； 自动换刀装置中 刀库 的伸缩 、 插刀拔刀 、 刀套 的翻倒等动作 ； 机床 防护 自动门的开关等 气动系统是数控机床的辅助部分 ．配合数控系统 完成相应的动作。由于气动装置动作频繁 。 要求气源干 燥 、 干净 ， 在使用中经常会出现故障。气动系统故障如 果不及时排 除势必会影响数控机床的生产。这就要对 气动元气件进行定检做到早发现问题早解决 ，也要掌 握气动系统故障排除方法 。 出现故障时能及时解决 。 1 V MC1 0 0 0加工 中心气 动系统 的应 用 某加工 中心 V MC 1 0 0 O自动换 刀装置过程 中的主 轴定位 、 主轴松刀 、 拔 刀插刀 、 主轴锥孔吹气都 由气动 系统实现的 ．气动原理 图如图 1所示 。其动作原理如 下 ． 电磁铁的动作顺序如表 1 所示。 1 主轴定位 。当数控系统发 出换刀指令时 ， 主轴 停止旋转 ． 同时 4 Y A通 电． 压 缩空气经气动三联件 1 、 收稿 日期 2 01 4 0 3 2 7 作者简 介 范芳洪 1 9 7 5 一 ， 男 ， 湖南邵 阳人 ， 工程师 ， 学士 ， 研究 方向 机 电设备 的故障诊断与维修。 换向阀 4右位 、 单向节流阀 5进入定位缸 A的右腔 ， 其 活塞 向左移动， 主轴 自动定位。 1 一 气动三联件2 、 4、 6 、 9 一 换 向阀3 、 5、 1 0、 l 1 一 单 向节流阀 7 、 8 一 快 速排气 阀 图 1 V MC1 0 0 0加工中心的气动换刀系统原理图 表 1 换 刀 过 程 的 电磁 铁 动作 顺 序 表 向主 鬻睁 好【 歇气 一 插刀 一 刀具 紧 复位 一 7 1 液 压 气 动 与 密 封／ 2 O 1 4年 第 O 6期 2 主轴松 刀 。定 位后 压下 无 触点 开关 ， 使 6 Y A通 电 ， 压缩空气经换 向阀 6右位 、 快速排气 阀 8进人气液 增压器 B的上腔 ． 增压器的高压油使其活塞杆伸 出． 实 现主轴松刀 3 拔刀。 松刀的同时 ， 使 8 Y A通电 ， 压缩空气经换 向阀 9右位 、 单 向节流阀 1 1进入缸 C的上腔 ， 其活塞 杆向下移动 ． 实现拔刀动作。 4 主轴 锥孔 吹气 。为 了保 证 换 刀 的精 度 ， 在 插 刀 前要吹干净主轴锥孔 的铁屑杂质 ， 1 Y A通 电， 压缩空气 经换 向阀 2左位 、 单 向节流阀 3向主轴锥孔吹气 。 5 插 刀 吹气片刻 1 Y A断电、 2 Y A通电 ， 停止吹 气。 8 Y A断电、 7 Y A通电， 压缩空气经换向阀 9左位 、 单 向节流阀 1 O进入缸 C的下腔 ． 其活 塞杆 上移 ， 实现插 刀动作 。 6 刀具夹紧。稍后 ， 6 Y A断电、 5 Y A通电 ， 压缩空 气经换 向阀 6左位进入气液增压器 B的下腔 ．其活塞 退 回． 主轴 的机械结构使刀具夹紧。 7 复位。4 Y A断电、 3 Y A 通电 ， 缸 A的活塞在弹簧 力 的作 用 下复 位 ， 回复 到初 始状 态 ， 至此 换 刀结 束 。 2 气动 系统 常见故 障的原 因及解决方法 数控机床气动系统不管有无故 障都要定期检查 ． 以便 能及 时发现故 障隐患将故 障消灭在萌芽状态 ． 要 定期检查油雾器油杯中油量是否在规定范围内每天 要放掉过滤器储水杯的冷凝水并定期更换滤芯 检查 各执行部件运行是否平稳 ； 检查管道回路是否漏气 、 系 统气动压力是否在正常范 围内．气源质量是否符合要 求等。 数控机床上气动系统 的主要故障一般是动作没有 到位或者运行缓慢 、 运行过快产生冲击不平稳 ， 产生这 些故障的主要原 因是气 动元件 的密封环 老化破损 ． 气 动元件润滑不 良． 换 向阀阀芯堵塞 ． 气 源潮湿 有杂质 ， 减压阀流量阀调节失灵等 表 2是气动元件常见 的故 障原 因分析及解决方法 3 气动系统故障排除步骤 数控机床上气动系统故障跟液压系统故 障一样是 看不见摸不着 ． 故障原 因复杂 ． 在解决气动系统故障时 要搞清楚气动元件的结构特点 、 原理 ． 要知道气动元件 在机床 的具体位置 以及元气件常见故障的原因、解决 方法 ， 还要熟悉数控机床外围接 口故障的诊断方法。笔 者整理 了相关 的理论知识并根据多年实践经验 ．总结 解决数控机床上气动系统故障的三个步骤 一 是 听 ， 听气动系统 回路各接头 、 管路 、 换 向阀等 是否有漏气的现象 。 如果有漏气会有“ 嗤嗤” 气动声 听 7 2 气动元件动作是否有异常的响声等。 二是看 ．看系统 的总气压和各支路气压是否在正 常的范围内， 看执行机构是否动作 、 动作是否到位等。 三是查 ． 查看气动原理图和 电气原理 图。 依靠数控 机床故障 自诊断功能并结合数控机床 P L C故障诊断分 方法 ． 将故 障定位到具体 的气动元件 ． 找 出故 障原 因并 解决 表 2气动元件故障原因分析及处理方法 4 VMC 1 0 0 0加工 中心气动故障维修案例 故 障现象 1 主轴不能旋转 ． 显示“ 刀具没有 夹紧” 报警 。 诊断排除过程 刀具 的松开夹紧气动原理 图见 图 1 ， 刀具夹紧时电磁铁 5 Y A通电。 6 Y A断电。 检查机床气 路没有发现漏气现象 ．装刀时主轴有拉刀动作 ．通过 P L C接 口状态查看控制 5 Y A 电磁铁的 Y 3 ． 6接 口有输 出， 5 Y A通电指示灯亮电磁铁 已经通 电 用手摇主轴上 刀具发现刀具已夹 紧．可能是刀具夹紧检测开关没有 发出信号 ．系统得不到夹紧信号才导致刀具没有夹 紧 报警。拆开主轴护罩发现刀具夹紧开关 固定螺钉松动 了。 重新 固定螺钉故障排除 。 故障现象 2 停机一段时间后 ． 在 自动换刀 的过程 中， 进行到拔刀动作 时 ， 拔刀气缸不动作 ． 不能完成拔 刀 。 诊 断排除过程 拔刀气动原理图见图 1 ． 拔刀气缸 C不动作的原 因有系统气体压力太低或流量不足 ． 电磁 铁 7 Y A未通电或换 向阀不 良； 拔刀气缸故障 根据以上 Hv d r a ul i c s i o ne uma t i c s＆ Se a l s ／ No ． O6 ． 201 4 d o i l O ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 8 - 0 8 1 3 ． 2 0 1 4 ． 0 6 ． 0 2 4 新型 自动加硅装置的研发 李 国林 河南神火集团 电解铝厂 ， 河南 永城4 7 6 6 0 0 摘要 针对传 统铝合金生产炉内加硅方式的不足 ， 进行理论研究 、 专业设计和 实践 探索 ， 研发 了一 种新型 自动加硅装置 ， 升级 了设 备 自动化程度 ， 实现了生产过程的 自动化 。 大大减少 了人 员配置 、 降低 了劳动强度 、 提高 了工作效率 。 在 当前经济形势不利 的情况下 ， 对企 业节支 降耗 ， 减员增效有着非 常重要 的意义 。 关键词 自动加硅 ； 减员增效 ； 研发 中图分类号 T H1 3 8 文献标识码 A 文章 编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 4 0 6 0 0 7 3 0 4 Th e Re s e a r c h a n d De v e l o p me n t o f Ne w Aut o ma t i c S i h c o n De v i c e L I Gu o -l i n A l u mi n u m P l a n t o f S h e n H u o G r o u p L t d ． ，Yo n g c h e n g 4 7 6 6 0 0 ， C h i n a Abs t r a c t Ai mi n g a t t h e s h o r t c o mi n g s o f t r a d i t i o n a l a l u mi n u m a l l o y p r o d u c t i o n f u r n a c e wi t h s i l i c o n mo d e ， t o e x p l o r e t h e t h e o r y a n d p r a c t i c e o f p r o f e s s i o n a l r e s e a r c h ， d e s i g n ， h a s d e v e l o p e d a n e w a u t o ma t i c s i l i c o n d e v i c e ， u p g r a d e t h e e q u i p me n t a u t o ma t i o n ， r e a l i z e t h e a u t o ma t i o n o f t h e p r o d u c t i o n p r o c e s s ． Gr e a t l y r e d u c e d s t a f fi n g ， r e d u c e l a b o r i n t e n s i t y a n d i mp r o v e w o r k e ff i c i e n c y ． I t h a s a v e ry i mp o r t a n t s i g n i fi c a n c e f o r e n t e r p r i s e s a v i n g s a n d c o n s u mp t i o n r e d u c t i o n ， d o wn s i z i n g for e ffic i e n c y ． Ke y wo r d s a u t o ma t i c s i l i c o n； d o w n s i z i n g f o r e ff i c i e n c y ； r e s e a r c h a n d d e v e l o p me n t 0 引言 在世界经济复苏艰难 、 需求减少 、 产品价格低迷 、 收稿 日期 2 0 1 3 - 1 0 1 0 作者简介 李 国林 1 9 8 0 一 ， 男 ， 河 南周 口人 ， 工程师 ， 学 士 ， 主要从 事电解 铝生产技术 和机 电设备管理 。 - 一 - 一- - -- - - ’ 一- 。 一 一 一 企业经营亏损 的情况下 ．我国铝业 的国内外形势愈发 严峻。国内外价格倒挂 ， 各大铝企又面临原料和能源涨 价的双重压力 ， 使 铝品无降价空间。另外 ， 虽然我国电 解铝产能利用率仅为 7 0 ％．但国内的非理性扩产仍将 加剧产能过剩， 不利于国家宏观调控政策的实施 。势必 的分析 ． 首先检查气体 系统压力 ， 压力值在系统正常范 围内 ． 压力正常 ， 无漏气现象 ， 通过 P L C接 口状态查看 控制 7 Y A 电磁铁的 Y 4 ． 1 接 口没有输出 ，利用 P L C梯 形 图跟踪法动态诊断 Y 4 ． 1 ．发现刀具松开检测开关没 有信号输 出． 检查发现该检测开关 的电源线接触不 良， 紧固后开机故障依 旧． 但电磁铁 7 Y A已经得电， 按下电 磁换 向阀的手动控制按钮 ． 拔刀气缸也不动作 ， 为 了进 一 步判断换 向阀的好坏 ．拔掉换向阀上到拔刀气缸的 气管 ． 再手动强迫换向阀换 向， 气体也不能换 向。因此 ， 判断是 电磁换 向阀的故障 。拆开换向阀检查发现 阀芯 锈腐不灵活了， 换一个 同型号的新阀故障排除。本故障 的原因是气源含有水杂质腐蚀 了阀芯使阀芯失灵 ． 要 定期检查气源的干燥处理装置保证其正常工作 ，避免 类似的故障再发生 5结 束 诺 随着机电液气技术 的迅速发展 ．气动系统在数控 上的应用越来越广泛 气动系统故障原 因是多种多样 、 综合复杂 、 相互关联 的， 气动元气件结构精密并且密封 很难看到 内部 的工作情况 ．这给故障的排 除带来 了一 定的难度 为了不使气动系统故 障影响数控机床 的使 用效率 ．除了做好气动系统 日常维护减少故障发生 的 频率外 。还要掌握气动系统故障的排除步骤及多种诊 断方法 ， 在排除故障时才能快速、 准确。 参考 文 献 ⋯ 1 廖友军， 余 金伟． 液压传 动与气动技术[ M】 ． 北京 北京 邮电大学 出版社 ． 2 0 1 2 ． 【 2 】 范士 娟， 杨超． 液压 系统故 障诊 断方 法综 述[ J 】 ． 机 床与 液压 ， 2 0 0 9 ， 5 4 5 4 7 ． [ 3 ] 王宏彦， 张国 同． 数控机床 气动 系统常见故 障分析 与排除【 J ] ． 液压与气动 ， 2 0 1 1 ， 6 4 3 4 5 ． 『 4 1 石金艳． 数控机床中气动系统故障诊断与维修 [ J ] ． 液压气动与 密封 ， 2 0 1 0 ， 1 1 2 3 2 5 ． 【 5 】 杨亚东， 高文柱， 刘刚． 节流调速回路应用与分析[ J ] ． 液压气动 与密封， 2 0 1 3 ， 9 5 1 5 2 ． 【 6 】 刘本锁． 数控 机床 故障分析与诊断实例【 M ] ． 北京 冶金工业 出 版社． 2 0 0 9 ． 7