管体车丝机刀塔旋转不到位故障处理

2019-10-25位中波

设备管理与维修 2019年11期

位中波，黄明

（烟台鲁宝钢管有限责任公司，山东烟台 265503）

0 引言

烟台鲁宝引进的Colinet 管体车丝机刀塔为五工位液压刀塔，采用3 个接近开关进行目标位置检测，利用BCD 编码方式，完成刀塔5 个工位的编码控制。2009 年投产以来，5 工位液压刀塔经常出现“不到位或者过位”现象。面对该故障，Colinet 设备调试人员告知只能采取修改T66 制动延时去解决，因此后期，每当刀塔出现“不到位或者过位”现象，现场均采取修改T66 的制动时间去解决，但是修改T66 的制动时间能暂时性解决该问题，后期还得频繁修改延时。

针对刀塔“不到位或者过位”情况，分析液压刀塔内部结构及控制原理，结合液压控制原理，利用液压马达的优越性，优化控制程序，彻底解决问题。

1 刀塔结构及定位原理

刀塔主轴装配3 个定位盘（图1），定位用的粗定位销与精定位销。

图1 刀塔主轴

1.1 粗定位

粗定位盘类似棘轮结构，其锁紧销子为特制销子，销子不仅能完成粗定位，同时销子上开2 个口（一个正常流量口，一个为节流口），因此该销子不仅能完成定位功能，同时也具有液压调速阀的功能。

1.2 精定位销

精定位销子为普通倒梯形销子，用以完成5 工位刀塔的精确定位功能。精定位是否成功，其定位精度取决于粗定位是否能精准定位，因此粗定位精度为核心控制点。

2 Colinet 刀塔控制原理

自动状态下，数控系统发出旋转命令M55，刀塔开始旋转，当定位盘（图1）旋转到M54 工位，3 个编码接近开关检测到定位盘上编码凸起装置，制动销（图2）延时动作，随后精定位销动作，完成刀塔主轴定位，然后刀塔锁紧装置动作，锁紧刀塔。

第一步：当M55 执行后，PLC 程序置位M162.0（图2），然后刀塔旋转电磁阀得电（M121.4），粗定位电磁阀失电（M121.5），刀塔开始旋转。

第二步：刀塔旋转到M54 工位（M161.1 置位），程序置位M161.4（图3），进入延时控制。

第三步：控制程序检测到M161.4 导通后，程序置位M162.1，随后进行T66 延时（也就是经常修改的时间继电器）（图4）。

图2 刀塔运行

图3 “目标工位”前一工位

第四步：当T66 延时到后，程序置位M162.3，，随后执行（图5）中的程序，失电粗定位电磁阀得电，粗定位销动作，完成刀塔粗定位，同时也完成调速阀功能，降低刀塔精定位速度。

第五步：刀塔进入精定位控制程序后，刀塔进入慢速控制程序，这样刀塔就完成了从M54 工位到M55工位。

第六步：当程序检测到M55 工位（M163.7），刀塔继续旋转T25 延时（此时旋转马达处于过载中）（图6），随后M162.4 导通，控制精定位电磁阀失电，完成刀塔的精定位过程。

图4 刀塔粗定位

3 解决方案

通过对Colinet 控制模型剖析，并结合现场维修，明确粗定位不到位是导致5 工位液压刀塔旋转不到位的根本性原因，也就是说，彻底解决粗定位问题，也就彻底解决5 工位液压刀塔不到位的问题。

解析刀塔液压控制原理可知，解决刀塔粗定位的问题，也就是解决液压平稳的问题，然而由于刀塔的机械磨损，以及液压站不具备恒流量等条件，因此排除通过机械改进去解决5 工位刀塔问题的可能性。

图5 刀塔制动

图6 精定位控制

通过程序改造，5 工位液压刀塔再未出现定位不准现象，具体实施步骤如下

第一步：车丝机数控系统执行M55，当加工程序检测到工位4 后，制动销动作，同时为了避免制动销插入工位4 前面（必须保证在工位4 与工位5 之间），将粗制动延时T66 调整为60 ms，进而保证粗制动销子处于工位4 与工位5 之间（制动销相当于液压调速阀，刀塔旋转速度自动下降，进而刀塔进入慢速旋转过程）。

第二步：刀塔从快速进入慢速旋转后，制动销在旋转马达带动下，制动销逐渐向工位5 的棘轮靠近，当制动销与工位5 完全接触后，这时工位5 的到位开关发出信号，告知PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）程序，刀塔定位到位。

第三步：工位5 检测到到位信号后，通过T25 延时（为确保刀塔充分定位，该延时尽可能的长，设置为350 ms），使得旋转马达处于过载堵转状态，刀塔旋转电磁阀断电，精定位销完成定位，与此同时，锁紧油缸动作，完成刀塔定位锁紧。