數控（kòng）臥式車床刀盤過載問題分析

1    序言

數控臥式（shì）車床LB300－CX1000是2004年購買的日本原裝進口的設備，是一台使用（yòng）了近18年的老設備，主要（yào）用於加（jiā）工小齒輪軸。

2    故障現象

近期，數控臥式車（chē）床在加（jiā）工（gōng）過程中，偶爾會出現1181-21 警告A：MCS DIFF OVER T軸 F28，它的簡單解釋就是旋轉刀盤過載（zǎi）報警，複位後又可以繼續完成換（huàn）刀動作。故障內容簡單（dān），但現象比較（jiào）奇怪，據操作人員介紹，該報（bào）警以前也出現過，大概一個月就出現過一次，因為複位後仍可以繼續加工，沒有在意，現在有時一天就出現一次，出現的頻次越來越多，情況越來越（yuè）嚴重，影響了設備的（de）正常使用（yòng）。

3    診斷方（fāng）法（fǎ）

針對機床在換刀時出（chū）現的報警信息，了解到刀盤的旋轉動作（zuò）是係統發出（chū）指令後，刀盤在液壓的作用下鬆（sōng）開，伺服電動機通過齒輪傳動刀盤旋（xuán）轉，刀盤到達目標位置，電動（dòng）機停止旋轉，刀盤鎖緊。根據這樣的動作情況，將（jiāng）從機械、電氣和液壓三個方麵來考慮這個（gè）問題。

（1）機械方麵  電動機通過齒輪傳動刀（dāo）盤旋轉，機械部件是否出現磨損、斷裂情況，導致傳（chuán）動的卡頓。

（2）電氣方麵  控製刀盤旋轉的（de）時候，伺服電動機是否執行到位，控製係統是否出現異（yì）常；同時刀盤的位置檢測是由伺服電動機的編碼器決定。

（3）液壓方麵  刀盤（pán）內部有鎖緊油缸，檢查在液壓的作（zuò）用下是否執行鬆開（kāi）和夾緊（jǐn）動作，液壓壓力是否正常等。

4    解決措施

1）為了縮（suō）小檢（jiǎn）查（chá）範圍，斷開電動機和刀盤的連接，執行刀盤旋轉，電動機可（kě）以旋轉無異常。恢（huī）複（fù）電動機和刀盤的連接（見圖3），則會出（chū）現故障，因此認為故障應該是在刀盤電動機（jī）有負載的情況下才會發生，暫時排除了電氣方麵的問題。

2）檢查液壓係統，刀（dāo）盤夾緊和鬆開的狀態是正常的，壓力也（yě）達（dá）到設定的壓（yā）力，所以也排除了液壓方麵的問題。

3）參照著簡單的機械結構圖樣（yàng），從外向內地慢慢地解體刀盤。這（zhè）是一台老設備，刀盤的機械部件多年未解體過，通過解（jiě）體，可以看到內部的刀盤離合器、油（yóu）缸、活塞杆和傳動齒輪等部件。

將刀（dāo）盤拆解後並沒有發現明顯的磨損、斷裂和變形的情況，油缸有漏（lòu）油的情況，但也不是很嚴重（chóng），不（bú）至於導致刀盤無法旋轉。帶著疑問，重（chóng）新將刀盤組裝起來，試機3次，刀盤的旋轉動（dòng）作完成得很漂亮，就在這時，故障又出（chū）現了，刀盤在旋轉過程中過（guò）載報（bào）警。

4）再（zài）次梳理設（shè）備的故障信息，排查設備（bèi）的可疑項點，因為認為機械部分（fèn）應該沒有問題，所以（yǐ）再（zài）次將關注點轉向刀盤電動機編碼器和刀（dāo）盤（pán）驅動控製器。對（duì）待這樣沒有規律可循的報警，替換（huàn）法是解決問題的快捷方法。首先替換了電動機編碼器，發現問題仍存在。然後將驅動控製器拆下來檢測（市場上買不到（dào）這樣的老款驅（qū）動控製器），發現內部電子元器件部分還是有問題，維修後安裝試機，故障居然消失了。

一般認為刀盤在旋轉過程中出現過載現象，從而電動機停轉，驅動控製器必然會出現報警，這是正常的邏輯。但這一次的維修情況卻是反邏輯的事情，故障原因（yīn）在於驅動控製器的老化，導致內部電子元器件性能下降（jiàng），從而觸發了電動機（jī）過載（zǎi）報警。

5   結束語（yǔ）

設備（bèi）的故障現象（xiàng）初看似乎很簡單（dān），但是研究問題尋找原因卻比較（jiào）曲折，走了不少的彎路，維修的時間也比較久。對（duì）於使（shǐ）用了十幾年（nián）的設備，電氣故障現象怪（guài）異且隱蔽，排查的（de）難度很高，配件的維修（xiū）和替換也難，希（xī）望借此文章為設備維修的同仁在遇到（dào）類似問題時提供一些（xiē）借鑒。

本文發表於《金屬加工（冷加工）》2022年第1期第90~91+98頁，作（zuò）者：中車戚墅堰機車車輛（liàng）工藝研究（jiū）所有限公司　蔡進，沈（shěn）朋，原標題：《數控臥式車床刀盤過載問題（tí）分析》。