淺述數(shù)控車軸磨床測(cè)量?jī)x修復(fù)工藝
2022-9-2 來源：中車長(zhǎng)江銅陵車輛有限公司 作者：王家福 劉決志 李立群
摘要：國外先進(jìn)設(shè)備和高精度設(shè)備考慮到人為因素的影響，考慮到人為因素影響可能產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)，一般都具有自我診斷和自我保護(hù)的功能。本文所述就是上述功能的一種正常現(xiàn)象，但用戶必須排除由此產(chǎn)生“死機(jī)”現(xiàn)象的主要故障原因，才能正常開動(dòng)設(shè)備。經(jīng)過筆者認(rèn)真探索，仔細(xì)研究，在掌握了測(cè)量?jī)x基本結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)上，清除了產(chǎn)生報(bào)警的缺陷，再次啟動(dòng)機(jī)床進(jìn)行了車軸的磨削作業(yè)操作，整個(gè)作業(yè)過程沒有產(chǎn)生不正常現(xiàn)象，實(shí)踐證明，該操作方法是可行的，完全達(dá)到了預(yù)期效果。
關(guān)鍵詞：數(shù)控磨床；測(cè)量?jī)x；自我診斷；報(bào)警；停機(jī)；修復(fù)
0 引言
隨著鐵路運(yùn)輸?shù)母咚倩l(fā)展，對(duì)軌道交通所采用的貨運(yùn)車輛（以下簡(jiǎn)稱貨車）提出了相應(yīng)的要求；故此，對(duì)貨車的關(guān)鍵零配件提出了更高的技術(shù)要求。為了適應(yīng)上述要求，本公司于 2004 年從西班牙 DANOBAT 公司進(jìn)口了HG913000A2R 型數(shù)控成型磨床，以用于生產(chǎn)貨車轉(zhuǎn)向架總成的重要零件-車軸。（圖 1）
圖1 HG913000A2R 型數(shù)控成型磨床
1、 機(jī)床性能及測(cè)量系統(tǒng)特點(diǎn)
1.1 機(jī)床性能
①HG913000A2R 型數(shù)控成型磨床（以下簡(jiǎn)稱磨床）的X 軸采用光柵尺全閉環(huán)控制；
②砂輪軸采用動(dòng)靜壓軸承，使用意大利 BALANCE 公司主軸動(dòng)態(tài)平衡系統(tǒng)；
1.2 機(jī)床測(cè)量系統(tǒng)特點(diǎn)
①測(cè)量?jī)x采用絕對(duì)值在線測(cè)量；
②測(cè)量?jī)x采用計(jì)算機(jī)控制整個(gè)測(cè)量過程；
③測(cè)量?jī)x和 CNC（數(shù)控系統(tǒng)）通訊采用數(shù)字量的方式；
④計(jì)算機(jī)的測(cè)量界面通過 VNC server及 VNC viewer 方式在 CNC 的 PCU 上顯示；
⑤機(jī)床的控制精度為 0.002mm，實(shí)際加工精度在 0.005mm 以內(nèi)。
2、 數(shù)控磨床測(cè)量?jī)x的原理和結(jié)構(gòu)（圖 2）
圖2 數(shù)控成型磨床測(cè)量?jī)x
2.1 測(cè)量?jī)x的原理
車軸磨床在線自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)采用的是將測(cè)量頭和MAPOSS （馬波斯）P7 型量?jī)x信息處理器獲得的測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸給西門子 840D 系統(tǒng)，與 CNC 系統(tǒng)中設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，當(dāng)達(dá)到尺寸要求時(shí)，通過西門子 S7- 300 型PLC（可編程控制器）系統(tǒng)對(duì)機(jī)床發(fā)出信號(hào)，并結(jié)束磨削加工，從而有效控制了加工精度。
磨床在磨削工件前，先用標(biāo)準(zhǔn)環(huán)對(duì)磨床的測(cè)量?jī)x進(jìn)行校準(zhǔn)，然后將工件所要求的尺寸輸入程序中，這樣就可以對(duì)工件進(jìn)行磨削加工（磨床在磨削工件時(shí)，測(cè)量?jī)x支持在線測(cè)量，同時(shí)將所測(cè)得數(shù)據(jù)及時(shí)反饋給計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)），以達(dá)到加工后所需要的尺寸要求。
2.2 測(cè)量?jī)x機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（圖 3）
圖3 測(cè)量?jī)x機(jī)械結(jié)構(gòu)圖
2.3 測(cè)量?jī)x的顯示面板（圖 4）
圖4 測(cè)量?jī)x的顯示面板
圖 4 中的左側(cè)表示上測(cè)尺；右側(cè)表示下測(cè)尺。具體表述如下：X：實(shí)際軸的移動(dòng)（海德漢光柵尺 讀取）G：測(cè)量頭的移動(dòng)，從-1 到+1 的最大移動(dòng)范圍，0 是中間距離。（馬波斯 R10 讀取）D：軸讀數(shù)的理論直徑F：軸的移動(dòng)速度Xm：軸應(yīng)該到達(dá)的位置（編程位置）To Go：到編程終點(diǎn)的距離。
3、 磨床測(cè)量?jī)x的故障原因及功能恢復(fù)
3.1 故障原因
由于該設(shè)備的長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)和受到南方潮濕天氣高濕度的影響，測(cè)量?jī)?nèi)部的部份裝置極易產(chǎn)生銹蝕，而當(dāng)測(cè)量?jī)x由于銹蝕而無法實(shí)施正確的測(cè)量動(dòng)作時(shí)。
其內(nèi)部設(shè)置的專用報(bào)警蜂鳴器就會(huì)產(chǎn)生報(bào)警，同時(shí)，機(jī)床也將無法啟動(dòng)。
3.2 故障的人工排除法
由上述可見，這類高精度、高自動(dòng)化的機(jī)床在自診斷和自控制方面有其先進(jìn)的一面。而相應(yīng)的，如果在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)就會(huì)由于維護(hù)保養(yǎng)的不到位，而造成機(jī)床的停止工作或產(chǎn)生誤動(dòng)作。對(duì)于這類故障的排除，一般由專業(yè)的機(jī)床保養(yǎng)和維修人員進(jìn)行。筆者簡(jiǎn)述如下：
3.2.1 拆卸相關(guān)零部件
①將測(cè)量?jī)x從設(shè)備上取下；
②拆除量?jī)x外護(hù)板；
③拆除步進(jìn)電機(jī)、滾珠絲桿的聯(lián)軸節(jié)、滾珠絲桿和螺母，取下上壓板斜鍥及拖板線軌。
3.2.2 清洗和檢查相關(guān)零部件
①用煤油清洗和擦拭拖板、線軌和支座；
②檢查相關(guān)零零部件的銹蝕（見圖 5）程度；
圖5 銹蝕面圖示
③采用刮刀和油石對(duì)銹蝕處進(jìn)行刮修和研磨（注意保證平面度和垂直平行度）；基于銹蝕處面肯定低于原基準(zhǔn)面的科學(xué)機(jī)理，在刮修和研磨時(shí)，一定要先從高點(diǎn)向低點(diǎn)同時(shí)刮修和研磨，有效保證其平面度和垂直平行度。注意：修復(fù)后在安裝壓板調(diào)整斜鍥時(shí)，斜鍥調(diào)整不能過緊或過松，以確保線軌滾動(dòng)的平穩(wěn)性；
④檢查線軌的銹蝕狀態(tài)，無法滾動(dòng)的線軌應(yīng)對(duì)其進(jìn)行更換；
⑤最后將量?jī)x內(nèi)部擦拭干凈，逐步順序安裝各個(gè)配件；
⑥線軌和絲杠上涂刷適量鋰基脂；
⑦重新調(diào)整壓板斜鍥到最佳位置；
⑧連接步進(jìn)電機(jī)和滾珠絲桿的聯(lián)軸節(jié)，蓋上外護(hù)板完成修復(fù)。（圖 6）
圖6 磨床的檢修
4 、結(jié)束語
綜上可見，先進(jìn)的設(shè)備在使用過程，同時(shí)必須做好保養(yǎng)和維護(hù)工作，不能只管用，不管養(yǎng)。國外先進(jìn)設(shè)備和高精度設(shè)備考慮到人為因素的影響可能產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)，一般都具有自我診斷和自我保護(hù)的功能。本文所述就是上述功能的一種正常現(xiàn)象，但用戶必須排除由此產(chǎn)生“死機(jī)”現(xiàn)象的主要故障原因。
筆者在充分掌握本機(jī)所產(chǎn)生“死機(jī)”現(xiàn)象原因的基礎(chǔ)上，總結(jié)出了相關(guān)的操作辦法和技術(shù)措施。按照本文所描述的方法對(duì)該臺(tái)磨床進(jìn)行檢修操作后，再次啟動(dòng)機(jī)床進(jìn)行了車軸的磨削作業(yè)操作，整個(gè)作業(yè)過程沒有產(chǎn)生不正常現(xiàn)象，實(shí)踐證明，該操作方法是可行的，完全達(dá)到機(jī)床在線測(cè)量的要求，其相關(guān)的形狀公差和位置公差及粗糙度應(yīng)該說是符合原工作機(jī)械的基本要求的。
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