針對RQMC雙滑枕數控立式車床銑削主軸出現的液力耦合故障，分析故障原因，並提出處理方法，可為解決類似故障提供參考。
1 序言
RQMC雙滑枕數控立式車床是德國某公司立式車床系列產品，採用德國西門子840D sl數控系統，工具機配備2個電源模塊（Active line module）、6個主軸驅動模塊（HS1～HS6）、1個刀庫驅動模塊（雙軸CW1、CW2）、4個進給軸驅動模塊（X1、Z1、X2和Z2軸）和1個安全門驅動模塊（ART）。為了提高生產效率，該數控立式車床配置有2個滑枕和2個刀庫，採用雙通道工作，能實現2個滑枕同時插補加工，專門為盤類零件的自動化加工而設計開發。
2 故障現象
RQMC雙滑枕數控立式車床銑削主軸在執行自動換刀過程中出現液力耦合器未縮回的故障報警（見圖1），工具機換刀停止。
圖1 設備故障報警
手動操作工具機，將銑削主軸退出換刀區域，打開HMI輔助界面，找到液力耦合器鬆開和結合按鍵，手動結合和鬆開液力耦合器，觀察其狀態，發現耦合、脫開動作遲鈍，在設定的時間內無法執行到位，從而導致故障報警。
3 故障原因分析
通過查閱工具機說明書，銑削主軸液力耦合器結合是通過壓力油推動液壓缸實現的，而鬆開退回是通過2組碟形彈片實現的[1]。
根據液力耦合器的結構原理，分析造成故障的原因有下幾種。
1）液力耦合器結合和鬆開接近開關損壞。
2）液力耦合器接近開關的線路存在問題。
3）液力耦合器液壓缸沒有回退到位。
4）主軸耦合角度有偏離。
結合以上可能的原因，查閱工具機電氣說明書，找到液力耦合器接近開關的信號輸入點：E65.4為液力耦合器退回的信號輸入，E65.0為液力耦合器結合的信號輸入。進入工具機PLC監控界面（見圖2），輸入E65.0、E65.4兩個信號點，然後再結合和鬆開液力耦合器，觀察接近開關的狀態：發現在結合液力耦合器時，接近開關信號輸入正常，而鬆開液力耦合器退回時，接近開關沒有信號輸入。首先拆開銑削頭側邊蓋板，檢測液力耦合器鬆開接近開關的線路，無接觸不良和斷路現象。然後對比液力耦合器結合接近開關的阻值，判斷鬆開接近開關是否損壞，經判斷阻值正常無損壞。最後，故障原因鎖定在液力耦合器液壓缸沒有回退到位[2]。
圖2 PLC監控界面
4 故障處理
液力耦合器液壓缸回退是靠2組（每組22片）碟形彈片（見圖3）實現的，造成回退不到位的主要原因可能是：碟形彈片損壞，液壓缸活塞卡滯，或液壓缸回油不暢。需對液力耦合器的液壓缸進行拆檢，注意拆卸液壓缸後端端蓋時一定要做好刻度記號，防止後續裝配位置錯誤而導致液力耦合器不能正常耦合。拆開液壓缸後檢查發現，液力耦合器液壓缸無卡滯損傷現象，但2組碟形彈片中有幾個碟片損壞。更換損壞的碟形彈片後，試機查看液力耦合器是否能正常結合和鬆開，手動操作液力耦合器執行動作時，因機械結構的特殊性，銑削主軸需要定位在0°，如不能正常執行耦合與脫開動作，則需對主軸的角度或者是液壓缸端蓋位置進行微調。調整時先將液力耦合器耦合上，斷使能，然後調整端蓋角度，使主軸的角度顯示在0˚位置就可以了。液力耦合器手動耦合和鬆開動作正常且無任何滯後現象說明耦合位置非常理想。若耦合過程中銑削主軸有負載變化或耦合動作緩慢，則說明耦合角度需要進一步調整，直到耦合、鬆開完全順暢後方可正常執行自動換刀程序，做進一步測試[3]。
圖3 碟形彈片
5 結束語
此次數控立式車床液力耦合器故障，是機械、液壓和電氣等一系列因素綜合所致。處理此類故障時，需要對工具機機械設計結構原理有充分的了解，對液壓控制部分和PLC系統監控有一定水平的認知。在充分分析故障原因和了解工具機結構後，才能對其進行處理。
參考文獻：
[1] 吳玉厚，張麗秀. 高速數控工具機電主軸控制技術[M]. 北京：科學出版社，2013.
[2] 陳先鋒. 西門子數控系統故障診斷與電氣調試[M].北京：化學工業出版社，2012.
[3] 李新德. 液壓系統故障診斷與維修技術手冊[M]. 2版. 北京：中國電力出版社，2013.
本文發表於《金屬加工（冷加工）》