浅述数控车轴磨床测量仪修复工艺

王家福 刘决志 李立群

摘要：国外先进设备和高精度设备考虑到人为因素的影响，考虑到人为因素影响可能产生的风险，一般都具有自我诊断和自我保护的功能。本文所述就是上述功能的一种正常现象，但用户必须排除由此产生“死机”现象的主要故障原因，才能正常开动设备。经过笔者认真探索，仔细研究，在掌握了测量仪基本结构和工作原理的基础上，清除了产生报警的缺陷，再次启动机床进行了车轴的磨削作业操作，整个作业过程没有产生不正常现象，实践证明，该操作方法是可行的，完全达到了预期效果。

Abstract： Foreign advanced equipment and high-precision equipment considering the influence of human factors， considering the possible risk caused by human factors， generally have the function of self-diagnosis and self-protection. This article is a normal phenomenon of the above functions， but the user must eliminate the resulting "crash" phenomenon of the main fault， in order to start the equipment normally. After the author explore earnestly， careful study， the mastery of the basic structure and working principle of the measuring instrument， on the basis of clearing the defects of the generated alarm again start the machine to carry on the axle grinding operations， the whole operation process does not produce abnormal phenomenon， practice has proved that the operation method is feasible， completely reach the expected effect.

關键词：数控磨床;测量仪;自我诊断;报警;停机;修复

Key words： CNC grinding machine;measuring instrument;self diagnosis;call the police;downtime;repair

中图分类号：TG519.1                                     文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）19-0141-02

0  引言

随着铁路运输的高速化发展，对轨道交通所采用的货运车辆（以下简称货车）提出了相应的要求;故此，对货车的关键零配件提出了更高的技术要求。为了适应上述要求，本公司于2004年从西班牙DANOBAT公司进口了HG913000A2R型数控成型磨床，以用于生产货车转向架总成的重要零件-车轴。（图 1）

1  机床性能及测量系统特点

1.1 机床性能

①HG913000A2R型数控成型磨床（以下简称磨床）的X轴采用光栅尺全闭环控制;②砂轮轴采用动静压轴承，使用意大利BALANCE公司主轴动态平衡系统;

1.2 机床测量系统特点

①测量仪采用绝对值在线测量;②测量仪采用计算机控制整个测量过程;③测量仪和CNC（数控系统）通讯采用数字量的方式;④计算机的测量界面通过VNC server及VNC viewer方式在CNC的PCU上显示;⑤机床的控制精度为0.002mm，实际加工精度在0.005mm以内。

2  数控磨床测量仪的原理和结构（图2）

2.1 测量仪的原理

车轴磨床在线自动测量系统采用的是将测量头和MAPOSS（马波斯）P7型量仪信息处理器获得的测量数据传输给西门子840D系统，与CNC系统中设定的标准数据进行比较，当达到尺寸要求时，通过西门子S7- 300型PLC（可编程控制器）系统对机床发出信号，并结束磨削加工，从而有效控制了加工精度。

磨床在磨削工件前，先用标准环对磨床的测量仪进行校准，然后将工件所要求的尺寸输入程序中，这样就可以对工件进行磨削加工（磨床在磨削工件时，测量仪支持在线测量，同时将所测得数据及时反馈给计算机控制系统），以达到加工后所需要的尺寸要求。

2.2 测量仪机械系统结构图（图3）

2.3 测量仪的显示面板（图4）

图4中的左侧表示上测尺;右侧表示下测尺。

具体表述如下：

X：实际轴的移动（海德汉光栅尺 读取）

G：测量头的移动，从-1到+1的最大移动范围，0是中间距离。（马波斯   R10 读取）

D：轴读数的理论直径

F：轴的移动速度

Xm：轴应该到达的位置（编程位置）

ToGo：到编程终点的距离

3  磨床测量仪的故障原因及功能恢复

3.1 故障原因

由于该设备的长期运转和受到南方潮湿天气高湿度的影响，测量内部的部份装置极易产生锈蚀，而当测量仪由于锈蚀而无法实施正确的测量动作时。其内部设置的专用报警蜂鸣器就会产生报警，同时，機床也将无法启动。

3.2 故障的人工排除法

由上述可见，这类高精度、高自动化的机床在自诊断和自控制方面有其先进的一面。而相应的，如果在生产现场就会由于维护保养的不到位，而造成机床的停止工作或产生误动作。对于这类故障的排除，一般由专业的机床保养和维修人员进行。笔者简述如下：

3.2.1 拆卸相关零部件

①将测量仪从设备上取下;②拆除量仪外护板;③拆除步进电机、滚珠丝杆的联轴节、滚珠丝杆和螺母，取下上压板斜锲及拖板线轨。

3.2.2 清洗和检查相关零部件

①用煤油清洗和擦拭拖板、线轨和支座;②检查相关零零部件的锈蚀（见图5）程度;③采用刮刀和油石对锈蚀处进行刮修和研磨（注意保证平面度和垂直平行度）;基于锈蚀处面肯定低于原基准面的科学机理，在刮修和研磨时，一定要先从高点向低点同时刮修和研磨，有效保证其平面度和垂直平行度。注意：修复后在安装压板调整斜锲时，斜锲调整不能过紧或过松，以确保线轨滚动的平稳性;④检查线轨的锈蚀状态，无法滚动的线轨应对其进行更换;⑤最后将量仪内部擦拭干净，逐步顺序安装各个配件;⑥线轨和丝杠上涂刷适量锂基脂;⑦重新调整压板斜锲到最佳位置;⑧连接步进电机和滚珠丝杆的联轴节，盖上外护板完成修复。（图6）

4  结束语

综上可见，先进的设备在使用过程，同时必须做好保养和维护工作，不能只管用，不管养。国外先进设备和高精度设备考虑到人为因素的影响可能产生的风险，一般都具有自我诊断和自我保护的功能。本文所述就是上述功能的一种正常现象，但用户必须排除由此产生“死机”现象的主要故障原因。

笔者在充分掌握本机所产生“死机”现象原因的基础上，总结出了相关的操作办法和技术措施。按照本文所描述的方法对该台磨床进行检修操作后，再次启动机床进行了车轴的磨削作业操作，整个作业过程没有产生不正常现象，实践证明，该操作方法是可行的，完全达到机床在线测量的要求，其相关的形状公差和位置公差及粗糙度应该说是符合原工作机械的基本要求的。

参考文献：

[1]曹洪利主编.钳工工艺与技能训练[M].北京：中国劳动和社会保障出版社，2006.

[2]胡战伟主编.装配钳工初级、中级、高级[M].中国劳动和社会保障出版社，2002.

[3]DANOBA  THG913000A2R型数控成型磨床使用说明书.