普通立式车床横梁防倾斜改造及倾斜原因分析

杨志成 臧力佳

摘 要：设计增加一套机床横梁升降同步检测装置及程序，解决机床横梁在升降过程中的同步检测问题。达到对横梁上升下降的实时检测，提高机床精度等级及安全性能，提升产品质量，提升机床加工可靠性。双柱立式车床横梁倾斜原因分析。

关键词：同步检测；编程控制；精密可靠；原因分析

机床是先进制造技术的载体和装备工业的基本生产手段，是装备制造业基础设备，主要为汽车、军工、农机、工程机械、电力设备、铁路机车、船舶等行业服务。我国已连续几年成为世界最大的机床消费国和机床进口国。我国是机床生产及需求大国，每年都会生产出大量机床，特别是大型机床。但国内大部分机床的控制及检测技术还与国外存在一定差距。国内大部分立式车床中横梁升降大多是由一台普通电机带动一根光杠与横梁两端丝杠通过减速箱后连接实现同步上升或者下降。上升或下降过程中没有防倾斜及同步检测装置，技术水平落后与国际知名机床行业，使用过程中也存在一定风险，由于横梁倾斜造成加工件尺寸超差及横梁断裂的事故比比皆是，数控机床正向高速、精密、智能和绿色方向发展。通过增加横梁升降防倾斜装置可保证机床的稳定运行。

1 防倾斜装置工作原理

采用两个接近开关，检测出横梁两侧丝杠上齿轮盘的变化，通过两个计数器的数值比较，判断出横梁两端行程是否同步，达到对横梁上升下降的实时检测。

2 防倾斜装置安装

由于国内大部分普通机床没有横梁升降检查装置，部分机床采用了双侧立柱上端及下端放置限位开关的形式来限制横梁上下的行程，由于限位开关可靠性较低，横梁移动过快或者开关经多次碰触仍然容易发生故障，所以我们采用感应信号的方式对横梁升降进行监控。国内大部分双柱立式车床的横梁升降机构都是由交流电机带动光杠旋转经两侧立柱上方减速箱后与两根丝杠连接，我们在两个减速箱中设法安装两个带有齿的齿盘（如图示1）与丝杠端头连接，在每个齿盘一侧放置一个接近开关（图示4），把接近开关的感应信号接入PIC，采集两侧接近开关发出的信号，由于横梁升降由两侧丝杠传动，如齿盘的齿数为20，丝杠的螺距为10mm，那么感应开关感应一个脉冲时，横梁升降了0.5mm。这样如果一侧丝杠出现故障而另一侧丝杠正常工作，只要设置两侧感应脉冲不能超过几个，通过PLC程序发出报警信号立即停止横梁升降电动机，即可达到对横梁防倾斜的监控。

3 横梁倾斜原因分析

横梁升降防倾斜装置只能检测横梁上升或下降过程中有没有发生倾斜，一旦发出报警信号说明横梁倾斜的事实已经发生，这样就需要时间机械的去修复造成机床停机，影响生产效率，为了避免机床停机，我们日常生产过程中要及时分析机床横梁倾斜的原因，日常加强检查维护，避免此现象的发生。普通双柱立式车床横梁升降结构比较简单，横梁在立柱导轨上作垂直升降运动，横梁与导轨之间有卡紧用压板，横梁后侧带有卡紧缸及均布的卡紧点，卡紧机构与横梁升降电机有互锁，横梁两侧有横梁升降与丝杠配合的丝母及保险丝母。一旦横梁发生倾斜我们就要从与横梁升降运动有关的机构查找原因。

可以检查的事项如下：

（1）检查横梁顶端与两个减速箱连接的光杠，有无一侧脱开现象。

（2）檢查横梁顶端两个减速箱内蜗轮蜗杆有无磨损严重现象。

（3）检查横梁升降丝杠锁紧螺母有无松动现象。

（4）检查横梁升降丝母有无一侧磨损严重现象。

（5）检查横梁升降丝母与保险丝母有无紧紧贴在一起现象。

（6）检查横梁两侧升降卡紧压板润滑是否良好，导轨有无研伤现象。

（7）检查横梁各个卡紧缸有无单个未工作现象。

（8）检查横梁卡紧液压系统各电磁阀得电情况是否正常。

（9）检查横梁升降过程中刀冠是否与硬物撞击。

（10）检查电气系统有无失灵情况存在。

4 结束语

采用接近开关检测横梁升降的同步状态，结构简单，方法实用，节约成本，能够实时监测横梁升降丝杠的同步状态，避免机械设备损坏造成的经济损失。日常对设备加强巡视检查及保养，保证设备的安全可靠运行。

参考文献

[1]佘仲裕.数控机床维修[M].北京：机械工业出版社，2011，1.

[2]胡国清.最新数控系统从入门到精通[M].北京：国防工业出版社，2008，6.

作者简介：杨志成（1986-），性别：男，民族：满族，籍贯：辽宁本溪，工作单位：北方重工集团有限公司，职务：机械员，职称：助理工程师，学位：学士学位，研究方向：机械。