供气不足引发的一起数控机床故障

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1．故障现象
/ y9 h1 _; }- Z, L2 G6 Y8 p     立式加工中心，配西门子810D控制系统和气动拉刀器。机床执行换刀动作时，经常出现“Feed start”按钮的发光二极管熄灭现象，轴无法运行，需重按此钮恢复操作。有时会连带伺服单元掉电（“Drives ON”按钮指示灯熄灭），只有关闭机床重新开机才能恢复正常操作。伴随此现象的发生，机床报警提示内容有“Emergency  stop”、“Pneumatic  pressure too low”、“Axis feedstop”等等。
2．检查
     该设备是在验收调试时发现此故障的，由于是新机型，用户对其控制系统很陌生，误以为多次关开机床，是调试工作的必然过程。机床交付使用后，不但以上故障时有发生，而且发生了换刀时撞坏换刀器事故。在查找故障原因时，基于对西门子控制系统的信赖，首先怀疑的是车间供电系统有问题，尤其是时有时无的故障现象，使人怀疑供电电源中串进了高频干扰。经过示波器跟踪监查，排除了此种可能。检查机床工作气压，气压表指示进气压力0.6MPa，符合机床技术指标。机床卖方多次派出售后服务人员到现场，除采取检查电器、电缆连接、调整安全门开关等常规措施外，还更换了NC系统组件，故障曾一度消失。售服人员一走，原故障重又出现。
3 t1 Y* B! P# q  e( C: s: j8 ^1 q3．分析
    检查电源没有问题后，将问题集中到供气环节上。压故障和换刀动作有关，该机床的拉刀器拉刀、松刀动作是气动控制，换刀时，伴随着换刀动作，巨大的吹气响声是其他机床所没有的。联想到报警信息中有一条“Pneumatic pressure too low”提示，而气压表指数却正常，猜想此条提示中的“Pneumatic”可能也和供气流量有关，观察换刀动作过程发现，拉刀器松刀时伴随着主轴孔内吹气，机床进气压力由0.6MPa瞬间跌落到0.25 MPa。正是此时，机床显示“Pneumatic pressure too low”报警信息。由此推断机床设计者在系统出现此条报警后，为避免换刀器由于气动力不足造成损坏，而保护性地阻断伺服轴运行，甚至关断伺服系统，使下次换刀无法进行。可以断定，故障的发生是压缩空气流量不足造成的。
& I; f. Q( B. i, j' L4．故障排除
/ M. i" t8 Z( H  t+ `    对供气流量不足的问题采取补偿措施：①机床进气端加装储气罐；②为省气，摘掉刀库内清屑气源；③鉴于车间气源已经过滤，更换了机床空气过滤器滤芯（以粗代细）；④经过多次试验，保证正常换刀的最低空气压力值为0.35MPa，参照此值，调低空气压力开关设定值，做到既能安全换刀，又不出现“Pneu-matic pressure too low”报警。经上述改动后，机床运行一年来，故障不再出现。
    值得一提的是：采取这些办法，在一定程度上降低了机床的安全性能指标，是一种权宜之计，有待于从增大供气量上求得根本解决。
, I* \! E; \2 s$ G) l$ Q# B    数控机床发生故障后，首先要检查客观原因，即仔细检查供电、供气、供油、供液这些机床运行保障条件，然后再怀疑主观上的原因，即机床本身是否出了问题。遵循“先外后内”的原则，有些看似疑难的问题，解决起来往往会很简单，少走许多弯路。