日本HR7A型加工中心的故障分析及排除

(一)简介

HR7A型加工中心是从日本进口的自动换刀数控卧式镗铣床，它是“机一电一液(气)”一体化的高度自动化的多工序机床。本机床的计算机采用FANUC-6MB系统，用直流伺服电机带动滚珠丝杆驱动X轴

(工作台)横向、Y轴方向(主轴箱上下)、Z轴方向(立柱纵向)的直线移动和B轴(回转工作台)的回转运动，还可根据订货增加W轴(附加回转台)的回转运动，以满足对工件加工的运动要求。直线定位精度为士0.02mm,重复精度为士0.003mm;工作台的分度精度±4sec,重复精度为±2sec。B轴采用专门供油的静压轴承供油系统；全机的润滑另设LW型齿轮泵供油系统集中给油润滑。

由丁国产加工中心机床，特别是镗铣类加工中心，计算机也多采用FANUC-6MB系统，液压部分的作用(回路)也大同小异，所以本书此处希望能通过对此机床液压故障的分析，使读者能做到举一反三，

本机液压系统采用日本DAIKIN(夕亻キン)油压机器公司生产的V38AlRX-80型轻型柱塞泵供油。通过液压控制回路的作用，实现下述作用：

①主轴箱液压配重平衡；

②刀库回转与自动换刀(ATC);

③回转工作台的夹紧松开

④主轴刀具的夹紧松开；

⑤主轴箱滑移齿轮的变速换档：

⑥可更换工作台托板(APC)的上升下降。

(二)液压系统的故障原因与排除

1.油箱泵源部分(图11-15)

1)泵输出流量不够，或不上油。

该系统采用日本DAIKIN公司的V38AIRX型压力补偿变量柱塞泵供油，输出流量为21～681/min,(斜盘倾斜角度为5.5～18°,电机转数1800rpm时),下述原因影响泵输出流量：

①油面低，可往油箱内补加ISOVG32(R80液压油)牌号的油至油面计③规定的高度；

②吸油滤油器⑤堵塞或吸油管堵塞，可予以清洗，或更换滤油器；

③从油泵泵盖及泵轴等密封处吸进空气，或者吸油管路松动而吸进空气；

④泵内部零件磨损，容积效率下降，此时可拆修泵⑥,修复或更换已磨损零件；

⑤调节不当，或流量调节螺钉因振动松脱可按图11-16对泵输出流量进行正确调节，右旋(正时针方向)调节螺钉，输出流量减少，左旋(反时针方向),输出流量增加。

2)泵输出压力不够

①压力调节螺钉调节不当：可按图11-16所示对压力调节螺钉进行调节，右旋时出口压力上升，左旋时出口压力下降；

②溢流减压阀故障：例如因污物卡住阀芯等，可参阅§5-2与§5-4的有关内容对故障进行分析与排除。

2.主轴箱液压平街部分：

这一部分的主要故障是主轴箱在停机时沿Y轴(上、下)方向自由下落，造成事故。产生原因和排除方法有：

①阀⑩的压力调节过低：可按调压手轮上标牌所示方向适当调高阀⑩的出口压力。

②液压平衡油缸因密封破损，造成内泄漏导致液压平衡力下降，可更换密封。

③停机或停电时，油泵⑥不再提供压力油。当系统其它部位(例如往刀库方向)存在泄漏时，导致平衡油缸上腔压力下降而液压平衡力不够，造成主轴箱因重力下落，可按图11—17所示增加一单向阀保压。

3,刀库回转与自动换刀部分(图11—18)

刀库的回转是由可正反转油马达带动减速齿轮副，再通过链轮机构带动刀库正反方向回转，用筒形凸轮进行分度定位(图11-19),按程序(存贮随机的刀具选择方式)将要更换的刀具(刀盒)号送入换刀位置(刀库右上角),转盘式结构的刀库可容刀具60把，平均每把重130N。换刀机械手可自动地从刀度换刀位置

取出所需刀具(新刀)装到主轴上，又从主轴上取下用完的刀具(老刀)送回刀库，整个自动换刀过程由机械手体座油缸(实现抓刀机械手从刀库到主轴之间的运动)、抽刀装刀油缸(从刀库或主轴上抽卸刀具和装插刀具)和机械手抓刀于臂的旋转油缸(180°旋转与90°旋转油缸各一个)共同完成。图11-20为其动作循环图，实现表11-3所述动作。这一部分的故障和排除方法有：

1)刀库不回转，或只能正转，或只能反转

①电磁铁S0L609或SOL610未能通电，可从电磁铁上的红色发光二极管确认，发光时为电路通，否则不通。两个电磁铁都不能电时，则刀库不能回转；只有一个通电时，则只能正转或反转(SOL609能通时只能正转)。此时可检查电路故障并予以排除。

②近接开关PRS608或PRS609未能到位接触挡块，或虽接触挡块但二者之间的间隙太大，因而不能发出正反转信号，可按图11-22c)调节出正确间隙。

③P口节流阀②开度调得过小，或节流开口被污物堵塞，可适当拧松节流螺钉并清洗。

④三位四通O型电磁换向阀0-4卡死：卡死在中位时，无正反转，卡死在一端时，无正转或反转，此时应消除卡阀现象。

2)刀库回转速度明显变慢

①刀库回转油马达因内部零件磨损，内泄漏增大，可拆修油马达。

②P口节流阀2开度调得过小或节流开口被污物堵塞。

3)机械手体座不回转。即不能从刀库侧转到主轴侧，或者不能从主轴侧转到刀库侧。

①近接开关PRS610或PRS611未能接触好发信。

②电磁铁S0L601未能通电，机械手体座不能由主轴侧转到刀库侧。

③电磁铁SOL602未能通电，械械手体座不能由刀库测转到主轴侧去。

④A、B口单向节流阀3-1节流开度调得过小，甚至关闭(图11-23)。此时应调大节流阀开度。

4)机械手换刀动作不正常

①不能抽(卸)刀或插(装)刀

a)电磁铁SOL603或604未能通电。

b)近接开关PRS605或PRS606未能接触发讯。

c)三位四通电磁换向阀⑩-2之阀芯卡死在中位或一端位置。

d)A、B口节流阀0-₂开度调得过小甚至关闭，或因污物堵塞节流口。

e)抽刀插刀油缸密封破损，造成油缸两腔串腔而活寒不能动作(或动作很慢)。表11-3刀库动作循环表

②机械手不回转

a)电磁铁SOL605或SOL606未能通电。

b)电磁铁SOL607或SOL608未能通电。

c)三位四通电磁换向阀⑤卡死在中位或一端位置。

d)三位四通电磁换向阀0_,卡死在中位或一端位置。

e)近接开关PRS601～PRS604有未接触可靠而不能发信者，造成机械手不回转或动作不正常，即有些动作转动，有些动作不转动。

f)驱动机械手回转的90°转角油缸或180°转角油缸因密封破损内泄漏大，造成两腔串腔。g)A、B口单向节流阀60-3或③-4节流开度调得过小甚至关死，或者节流口被污物堵塞。

③回转开始时有冲击

a)A、B口单向节流阀函-或3-4开度调得过大，或其单向阀密合端面不密合。

b)手臂回转两油缸内进了空气。

4.工作台(B轴)夹紧部分(图11-24)

1)工作台不能夹紧

①电磁铁SOL202未能通电。

②近接开关PRS203未能可靠接触发信。

③工作夹紧油缸活塞卡住在松开位置，或油缸密封破损，造成油缸两腔串腔。

 2)工作台夹紧后不能松开

①电磁铁SOL201未能通电。

②近接开关PRS209未能可靠接触发信。

③油缸活塞卡死在夹繁位置或油缸两腔串腔。

5.主轴的刀具夹紧与松开部分(图11-24)

1)夹紧的刀具不能松开

①电磁铁SOL305未能通电。

②主轴刀具夹紧油缸(装在主轴尾端)密封破损，内泄漏大，油压力推动活塞运动时，活塞不能压缩装在主轴内的碟形弹簧，使刀具松开。

③近接开关PRS306未能可靠接触发信。

2)刀具不能夹紧

①电磁铁SOL305未能断电。

②主轴刀其夹紧油缸卡死在背主轴方向位置。

③近接开关PRS305未能可靠接触发信。6.主轴箱滑移齿轮换档部分(围11-25)这一部分产生的故障主要是不能正确换

档，或者换档不到位，产生原因和排除办法是：

①电磁铁SOL301通电，换档为中位，SOL302通电时，为低速。SOL303通电时，为高速。如果这些电磁铁未能通电，则不能正确换档，出现故障时，应检查这些电磁铁的通断电状况并检查电路情况予以排除。

②近接开关PRS301或PRS302未能可靠接触发信，高速档时，PRS301应接触发信；低速档时，PRS302应接触发信。

③减压阀②-1或④-2出口压力调节过低，或者因污物卡住等原因使出口压力过低.使进入换档油缸的压力不能推动油缸动作，可适当调高减压阀的出口压力，并排除其故障：④油缸滑套卡住不能灵活运动，或者油缸活塞及活塞杆别劲

不能运动，可酌情排除。

7.更换工作台部分(APC)

为了提高生产率实现批量生产的需要，该加工中心可另配备五个可移动更换的工作台，在机床工作台加工工件的同时，预先将待加工的零件先装在可更换工作台上，待一个工件加工完后，利用机械装置将其推到机床上去，并且将已加工的工件(连同工作台)换下来，可移动工作台托板的夹紧与松开也是采用油缸夹紧与松开(图11-26),其故障与排除方法同前述的(四),只不过电磁铁为SOL207与SOL208,近接开关为PRS206与PRS207,可参照进行处置。