组合机床故障实例

王跃松

（第一拖拉机股份有限公司第四装配厂 河南洛阳）

轮式拖拉机专业厂，由专门的生产线完成对箱体类零件的加工，组合机床使用较广泛，如粗、精铣各端面的组合铣、多面组合钻镗及多面攻丝机等。实际使用中，因PLC程序设计不合理、液压动作顺序错误等原因，对加工造成影响。

1.PLC程序设计不合理

新购置双面组合铣，对壳体前后端面粗铣加工，机床采用卧式双面布置，中间为一个强力机械铣削工作台，滑台体就是机床床身，工作台两侧面各安装一侧底座，上面安装一个ZBXG160A强力铣削头，铣削头靠油缸在侧底座上移动，铣削头上安装机夹盘铣刀。试切加工使用约一星期后，壳体后端面突然出现加工振纹。对后端面侧铣头的机夹盘铣刀进行检查，未发现盘铣刀损坏及刀体松动现象。对夹具各定位点及辅助支承以及夹具主油缸夹紧力进行检查，确认壳体定位准确、夹紧可靠，壳体毛坯与夹具体也无干涉。后端面侧铣头压板、镶条及连接部位无松动现象，机床安装基础可调垫铁也无异常。

工序加工顺序为：夹具夹紧→滑台前进→铣削完成→两侧铣削头让刀→滑台返回→滑台到位→铣削头进刀复位（铣削位置）。

观察发现两侧铣头复位时，控制铣头锁紧与放松的电磁阀未保持。调用PLC程序，发现该动作设计为点动，这使得铣削头在加工过程中虽然进刀复位液压阀始终吸合，使铣削头保持向前进刀状态，但在未夹紧状态下没有消除与侧底座导轨的间隙及限制相对运动。由于后端面加工面大，机床使用一段时间后，首先对加工造成了影响。对PLC程序进行修改，将锁紧与放松改为自锁控制状态，排除了故障。

2.液压动作顺序错误

单面组合铣，对壳体底面粗铣加工。机床卧式单面布置，中间为液压工作台，滑台体侧面安装一侧底座，安装TX50A-F41铣削头，机夹盘铣刀。近期由于零件的改进，夹具由气动改为液压夹具，用PLC控制夹具和机床，完成自动加工过程。操作人员反映，夹紧动作完成后，零件的一角与定位支承块之间间隙大。首先排除了毛坯因素。夹具的动作顺序为：定位夹紧→支承1→主油缸夹紧→支承2。

通过观察，在以定位基准2执行完定位夹紧后，邻近加工面侧的两个辅助支承点动作，随后执行主油缸夹紧，定位夹紧旁的另两个支承点动作。按照夹紧顺序，加工面一侧被支承点抬起后，由于是一个小油缸带动楔块将支承钉顶起的结构，主油缸夹紧无法将顶起过高的支承钉压回，因为支承点处为毛坯面，而毛坯厚度的不均匀，造成夹紧后零件的一角与定位支承块之间的间隙大。

从保证夹紧可靠及降低振动对加工面影响的角度考虑，将两处支承点的动作顺序进行调换更为合理，顺序改为：定位夹紧→定位夹紧旁支承点动作→主油缸夹紧→近邻加工面侧支承点动作。

PLC程序输出Y12/13控制7/8YV元件实现支承1返回/支承，Y14/15控制9/10YV元件实现支承2返回/支承。通过修改PLC程序，改变了两支承前后顺序，故障排除。

3.增大油缸返程压力降低故障率

3面攻丝机，定位面在夹具上方，加工时主油缸将零件抬起至定位面3 mm处，主油缸两侧导柱连同升起，两导柱侧面各有一油缸活塞连接楔铁，在导柱随中间油缸升起后，楔铁插入导柱内与滚轮接触将导柱抬起，使零件最终夹紧后进行加工。加工完成后，楔铁油缸先动作，导柱落下使零件放松，间隔设定的时间延时后，主油缸连同两侧导柱降下，使零件落下。

图1 改进后液压原理图

机床使用中，经常出现加工完成后两楔铁油缸放松返回动作未执行到位，主油缸就执行动作，造成楔铁与导柱卡死。通过适度加长时间延时，仍不能完全解除故障，如果时间延时过久，会对加工效率造成影响。分析故障原因有两点：①由于两楔铁油缸由同一电磁阀控制，油路串联，动作时两油缸不同步，放松返回动作时表现明显；②楔铁磨损后与导柱内滚轮摩擦力增大，油缸执行放松返回动作时动作迟缓。

改进方案①，通过加装检测开关来检测楔铁油缸动作到位情况；②改进油路，增大放松返回动作压力或流量。

方案①由于楔铁油缸位于机床底座内部，安装较困难，且维修调整不便，未采纳；采用方案②，系统设定压力为5 MPa，高于原设定压力（原3 MPa），加装一个二位二通电磁阀7YV，阀下端通过通径底板的C口直接与系统油路相连，阀上端连接左侧油缸管路（即通过B3口供油）；修改PLC程序，执行夹紧动作时5YV得电，通过减压阀保持3 MPa的原设定压力经A3口供油，B3口回油，保证有效夹紧的同时避免夹紧力过大；执行放松动作时6 YV和7 YV得电，通过二位二通阀经B3口供油，A3口回油，放松压力实际为5 MPa的系统压力；由于压力增大，在执行放松动作时油缸返回速度明显变快，有效改善了动作迟缓与不同步的情况，使用效果良好。改进后液压原理图见图1。