意大利巴拉法蒂刀塔故障处理

肖 恂 王艳海

作者通联：山西平阳重工机械有限责任公司机动环保部山西侯马市红军街一号 043000

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1.故障现象

山西平阳重工机械有限责任公司多台装有意大利巴拉法蒂刀塔的数控卧式车床接连出现换刀失败，故障率较高且随机性强。故障现象均为刀架未转完一个刀位就停机，机床系统虽显示刀塔故障报警，但无详细提示内容。

2.故障分析

根据刀塔维修经验，原因多为刀架松开机构或松开传感器故障。因此分析认为刀架开始能够转动一下，表明刀塔系统检测到了松开信号，但信号不稳定，时有时无，转动过程中因突然失去松开信号而停机。按照这一思路，启动刀塔旋转，使用数字万用表检测刀塔驱动器M4端子Li12的接口电平，检测结果是刀塔出现故障时，刀架松开信号仍然正常。

经反复对刀塔进行换刀试验，发现当刀塔手动换刀时始终正常，而执行加工程序换刀时，故障率则很高。仔细分析、比较两种换刀方式的异同点，如同样是从1#刀换到4#刀，手动换刀是每一个刀位都要依次完成“松开→转动→到位→锁紧”全过程；执行加工程序换刀，过程则是“1#刀松开→转动→4#刀到位→锁紧”，2#刀、3#刀不再停顿。据此认为是由于两种换刀过程的差异导致换刀成功率不同。为此编写一段加工程序，先执行紧挨着刀号顺序换刀，换上几把刀后，再执行跳着刀号换刀，如1#、3#、5#、7#。结果表明程序执行按刀位顺序换刀时，系统正常，无报警，但执行跳着刀号换刀时，系统频繁报警。能够实现按刀位顺序换刀，说明刀塔系统的控制指令、机械动作及各类传感器检测等正常。

这款刀塔系统具有完善的控制系统和执行机构，机床系统只需发出二进制代码指令就可完成换刀过程；自带的刀架驱动器上还有报警功能，出现松开、锁紧传感器失灵，电机过流，存储器故障等都会以不同数字显示，并向机床系统发出相关信号。但是对于此次换刀失败故障，刀塔驱动器却无报警数字显示。因此，判断是机床系统和刀塔的控制连接出现问题。调出机床系统PMC梯形图，分析相关换刀程序，发现故障出现时，刀塔驱动器上的LO.6接口确实向机床系统发出了报警信息。机床系统收到后，也向刀塔驱动器发出了停止指令，但刀塔驱动器本身没有显示。判断是机床系统向刀塔驱动器发出的停止指令时间过短，刀塔内部的报警信息还未来得及反馈到显示模块上，就被机床的停止指令复位了，导致看不到报警信息。为此，在机床PMC程序增加一个延时程序，使机床系统收到报警信号后，延时一下，再向刀塔驱动器发出停止指令。试机，报警信息显示为1#报警，报警内容是驱动器输入电压过低。

3.故障处理

刀塔按刀号顺序进行换刀时正常，跳着刀号换刀则会出现驱动器输入电压过低报警。为此，还需搞清它们在换刀过程中还有哪些不同。对一台同型号工作正常的机床，反复进行按刀号顺序换刀（如从1#刀换到2#刀）和跳着刀号换刀（如从1#刀换到3#刀）比较。发现这两种换刀过程所用时间几乎一样，因此跳着刀号换刀时的速度必然更快一些，这样会使刀塔电机的电流增大很多，导致输入电压下降，达到报警门限。

由于机床运行将近两年，一切正常，为此，考虑刀塔外围的供电设备。造成输入电压降低的原因有：①受向刀塔驱动器供电的伺服变压器容量限制，输入电流偏大；②从接触器到刀塔驱动器的强电三相输入线，中间有两次端子的转接，经过长期大电流发热运行，端子的线头已经发黑，接触电阻增大。因机床运行正常，排除前者，为彻底解决这一故障，必须科学选线布线。首先更换刀塔驱动器的三相输入线并加大线径，为减少接触电阻，省去中间环节，改从接触器直接引至刀塔驱动器。所有出现换刀失败的机床进行改进后，均恢复正常。