車輪車床數(shù)控系統(tǒng)的維護(hù)
2022-6-10 來(lái)源： 國(guó)能鐵路裝備有限責(zé)任公司陜西分公司 作者：范佳棟
摘 要:分析車輪車床數(shù)控系統(tǒng)的基本構(gòu)成，介紹故障類型與設(shè)備維護(hù)方式，供鐵路車輛維護(hù)與修理企業(yè)參考。
關(guān)鍵詞: 車輪車床 ；數(shù)控系統(tǒng) ；維護(hù)與應(yīng)用 ；系統(tǒng)故障
新時(shí)期為滿足社會(huì)發(fā)展需求，對(duì)車輪車床數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用與維護(hù)都是必不可少的一項(xiàng)工作。這就要求相關(guān)的鐵路車輛維護(hù)與修理企業(yè)不斷提升自身專業(yè)技能，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)認(rèn)知理念，充分發(fā)揮自身實(shí)際作用，提升車輪車床的運(yùn)行質(zhì)量。
1、存在的問(wèn)題
目前，我國(guó)用于貨車運(yùn)行的車輛段中，車輪車床大部分屬于數(shù)控系統(tǒng)，經(jīng)常出現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)缺乏維護(hù)導(dǎo)致運(yùn)行故障的情況。例如，工作程序混亂、機(jī)械與液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障、數(shù)控系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間停啟、數(shù)據(jù)備份工作不足等。目前，在我國(guó)的相關(guān)管理規(guī)定中，明確規(guī)定了車輪車床加工方面的具體要求。
2、原因分析
2.1 備份方式單一
為了提升數(shù)據(jù)恢復(fù)的準(zhǔn)確性與及時(shí)性，必須要做好數(shù)據(jù)的備份工作。但是在實(shí)際工作過(guò)程中，車輪車床數(shù)控系統(tǒng)仍然存在備份方式較為單一的情況，導(dǎo)致數(shù)據(jù)沒(méi)有良好的安全性。主要體現(xiàn)在以下方面。
（1）系統(tǒng)當(dāng)中沒(méi)有進(jìn)行備份。
（2）沒(méi)有對(duì)電子文檔的備份進(jìn)行完整保留。
（3）沒(méi)有足夠的紙質(zhì)文檔備份，導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失而無(wú)法及時(shí)完整恢復(fù)。
2.2 PC機(jī)傳輸數(shù)據(jù)能力不足
借助于 PC 機(jī)為數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行備份數(shù)據(jù)的傳輸，具有方便快捷、精準(zhǔn)高效的優(yōu)勢(shì)。但是由于傳輸軟件沒(méi)有按照規(guī)定安裝，同時(shí)也沒(méi)有配備專業(yè)的 PC 機(jī)與通信電纜，導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸工作受阻。這將大大延緩數(shù)據(jù)恢復(fù)的完整性與及時(shí)性，同時(shí)也無(wú)法
保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
2.3 不了解數(shù)控系統(tǒng)主要參數(shù)
沒(méi)有區(qū)分以及重點(diǎn)了解關(guān)系到車輪車床工作質(zhì)量的關(guān)鍵性參數(shù)信息，在數(shù)據(jù)恢復(fù)完成之后無(wú)法結(jié)合實(shí)際情況的變化而進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，進(jìn)而無(wú)法更好地滿足車輪車床具體加工需求。
2.4 輪徑超差
首先，受機(jī)床零點(diǎn)和主軸上中心線距離數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的影響，導(dǎo)致錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)應(yīng)用到實(shí)際加工流程中，致使輪徑超差現(xiàn)象發(fā)生 ；其次，由于縱向絲杠有著較大的反向間隙，進(jìn)而導(dǎo)致刀架的理論與實(shí)際移動(dòng)距離存在偏差，最終致使輪徑超差。最后，由于零點(diǎn)定位開(kāi)關(guān)支架沒(méi)有較強(qiáng)剛度，容易發(fā)生彎曲，進(jìn)而致使零點(diǎn)失準(zhǔn)問(wèn)題的發(fā)生，導(dǎo)致加工之后出現(xiàn)嚴(yán)重的輪徑超差.
3、 車輪車床數(shù)控系統(tǒng)的基本構(gòu)成
3.1 數(shù)控裝置
在數(shù)控系統(tǒng)中數(shù)控裝置是核心裝置，分為硬件部分與軟件部分。數(shù)控裝置通過(guò)輸入裝置接收各種信號(hào)代碼，然后經(jīng)過(guò)一系列的存儲(chǔ)、編譯與運(yùn)算等步驟，將這些信號(hào)代碼變成最終的控制指令，直接控制伺服驅(qū)動(dòng)裝置。目前，車輪車床數(shù)控系統(tǒng)主要采取的結(jié)構(gòu)形式是總線式。借助于微處理器，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控?cái)?shù)控系統(tǒng)中的各大運(yùn)行模塊。
3.2 伺服驅(qū)動(dòng)裝置
作為數(shù)控裝置有效連接機(jī)床主機(jī)的重要橋梁，伺服驅(qū)動(dòng)裝置的重要性顯而易見(jiàn)。伺服驅(qū)動(dòng)裝置能夠?qū)?shù)控裝置中傳出的各種脈沖信號(hào)進(jìn)行毫無(wú)保留地接收，然后對(duì)其進(jìn)行放大處理，用來(lái)對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，從而達(dá)到機(jī)床運(yùn)動(dòng)的目的。除此之外，伺服驅(qū)動(dòng)裝置還能夠有效控制進(jìn)給位置和進(jìn)給速度，從根本上提高運(yùn)行精度。
3.3 測(cè)量反饋裝置
測(cè)量反饋裝置的主要工作原理是借助各種測(cè)量元器件、變壓器、編碼器以及其他部分來(lái)達(dá)到信息反饋的目的。依靠于測(cè)量反饋裝置，往往能夠精確檢測(cè)出工作臺(tái)位移情況以及實(shí)際運(yùn)行速度。然后再將這些檢測(cè)數(shù)據(jù)借助于對(duì)應(yīng)電路進(jìn)行反饋傳輸，直至輸送到數(shù)控裝置內(nèi)，能夠極大填補(bǔ)運(yùn)動(dòng)誤差，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)精確度的快速提升。
3.4 交流伺服裝置
交流伺服裝置的主要組成有電機(jī)、驅(qū)動(dòng)單元（放大器）、自動(dòng)換向線路以及主要的檢測(cè)裝置等。其中，驅(qū)動(dòng)單元作為一種功能極其強(qiáng)大、配置靈活性較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)理想中的全自動(dòng)化信息驅(qū)動(dòng)。可以最大限度上解決機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的各種問(wèn)題，例如，動(dòng)態(tài)響應(yīng)問(wèn)題、旋轉(zhuǎn)精度的控制、運(yùn)行速度的調(diào)整等。
3.5 PLC
在機(jī)床的操作面板中，各種各樣的開(kāi)關(guān)、按鍵、輔助功能指令，都是將信號(hào)直接傳輸至 PLC 控制系統(tǒng)中。然后再由PLC 控制系統(tǒng)中的處理模塊結(jié)合機(jī)床中傳輸?shù)膶?shí)際信息進(jìn)行處理之后，發(fā)出最終控制命令，從而完成整個(gè)流程的操作。目前，在部分?jǐn)?shù)控系統(tǒng)中，其內(nèi)部原本就有 PLC 控制系統(tǒng)。為了更加方便操作，還會(huì)將輔助功能與主要功能進(jìn)行劃分，分別為左刀架與右刀架兩種控制系統(tǒng)，前者對(duì)油泵與電機(jī)進(jìn)行控制，后者則是輔助系統(tǒng)。為了進(jìn)一步提高運(yùn)行安全性，需要確保主軸運(yùn)行時(shí)嚴(yán)格禁止卸料機(jī)構(gòu)的運(yùn)作。
4、車輪車床數(shù)控系統(tǒng)維護(hù)措施
4.1 工作程序混亂
當(dāng)車輪車床數(shù)控系統(tǒng)的工作程序出現(xiàn)混亂時(shí)，會(huì)直接導(dǎo)致工作異常停止，直接原因就是受到電源的干擾。由于車輪車床基本放置在臺(tái)車檢修場(chǎng)所內(nèi)，其中很多設(shè)備容量較大。當(dāng)其他一些設(shè)備進(jìn)行換擋操作或者是剛剛啟動(dòng)時(shí)，內(nèi)部的電源供電電流與電壓會(huì)出現(xiàn)較大范圍的波動(dòng)，從而產(chǎn)生不確定的干擾因素，致使工作程序出現(xiàn)混亂。為了確保車輪車床的整體穩(wěn)定性，相關(guān)工作人員必須設(shè)計(jì)一個(gè)科學(xué)合理的供電電路，盡可能實(shí)現(xiàn)單獨(dú)供電，還需要適當(dāng)加入阻容濾波。借助于這種合理的設(shè)計(jì)，能夠在一定程度上降低電源供電電流與電壓的不穩(wěn)定性，同時(shí)也能夠避免不必要的生產(chǎn)成本浪費(fèi)。
4.2 機(jī)械與液壓系統(tǒng)故障
當(dāng)車輪車床數(shù)控系統(tǒng)中的機(jī)械與液壓出現(xiàn)故障時(shí)，首先應(yīng)當(dāng)檢查該系統(tǒng)的運(yùn)行是否正常，并針對(duì)相應(yīng)的繼電器運(yùn)作情況進(jìn)行檢查。如果確定這些部分都沒(méi)有問(wèn)題，還要檢查終端方向是否正常，再由專業(yè)人員查看相應(yīng)線圈是否出現(xiàn)故障以及各線圈的接線部分是否完整、接線方向與順序是否正確。如果發(fā)現(xiàn)沒(méi)有輸出信號(hào)，還可以依靠各個(gè)元器件之間的邏輯關(guān)系，仔細(xì)檢查外部元器件故障。
4.3 數(shù)控系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間停啟
若數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)，并且在啟動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)了黑屏情況。主要考慮的原因是 RAM 芯片中的電池老化或者電量不足。對(duì)此可以首先檢查電池的電壓與電流情況，然后排除電池線路故障問(wèn)題。在維護(hù)數(shù)控系統(tǒng)過(guò)程中，專業(yè)操作人員需要不斷經(jīng)驗(yàn)積累，掌握各種專業(yè)知識(shí)，還要具備一個(gè)活躍的思維與開(kāi)闊的思路，這樣才能夠提高維修的效率與質(zhì)量，體現(xiàn)出維護(hù)人員的專業(yè)水平。
4.4 完善現(xiàn)有備份方式
為了更加有效地應(yīng)對(duì)車輪車床數(shù)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)丟失問(wèn)題，就必須要完善現(xiàn)有的備份方式，做好多渠道備份的準(zhǔn)備。首先，就是要做好系統(tǒng)中的基本備份。其次，要利用信息技術(shù)做好電子文檔備份工作。最后，還要做好部分紙質(zhì)文檔的保存與備份。對(duì)此，也可以將紙質(zhì)文檔中的一部分存儲(chǔ)在檔案室當(dāng)中，并以此作為相關(guān)技術(shù)的存儲(chǔ)檔案，從而提高備份的安全性以及數(shù)據(jù)保存的可靠性。
4.5 大力應(yīng)用PC機(jī)開(kāi)展數(shù)據(jù)傳輸
想要進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)安全性，還可以借助 PC 機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸與恢復(fù)。對(duì)此，需要相關(guān)工作人員將通信軟件安裝到一些可攜帶的微型計(jì)算機(jī)中，并結(jié)合數(shù)控系統(tǒng)的相關(guān)操作規(guī)定與說(shuō)明，以及數(shù)控系統(tǒng)提供的各種電纜型號(hào)、接口規(guī)格、接線方式等，制作相對(duì)應(yīng)的電纜。也可以直接購(gòu)買(mǎi)型號(hào)相同的電纜,然后合理應(yīng)用 PC 機(jī)，對(duì)程序與數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，從而更加快速、便捷且精準(zhǔn)地恢復(fù)所有數(shù)據(jù)。
4.6 充分了解并記錄相關(guān)參數(shù)
數(shù)控系統(tǒng)當(dāng)中有許多復(fù)雜的參數(shù)，一部分是車輪車床當(dāng)中不可或缺的，當(dāng)然也有一部分是可有可無(wú)的。因此對(duì)于一些主要的參數(shù)，要求相關(guān)工作人員必須要做到充分了解并記錄。并且在對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行備份過(guò)程中，需要明確哪部分為主要參數(shù)、哪部分為次要參數(shù)。
4.7 數(shù)控系統(tǒng)的軟故障
如果數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)不良啟動(dòng)的情況，一般需要相關(guān)工作人員及時(shí)關(guān)閉系統(tǒng)，并將全部電源切斷，等待10min 左右再重新啟動(dòng)即可。如果這時(shí)仍然發(fā)現(xiàn)無(wú)法啟動(dòng)，則可以將所有程序與數(shù)據(jù)全部刪除，之后再重新寫(xiě)入，通常就可以完美解決。除此之外，還需要仔細(xì)檢查車輪車床的接地裝置部分，確保其接地良好且電阻保持在0.5Ω 以下。這樣才能夠從根本上杜絕數(shù)控系統(tǒng)軟故障的出現(xiàn)。
5、 結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，在車輪車床數(shù)控系統(tǒng)當(dāng)中，導(dǎo)致系統(tǒng)故障的因素有很多，系統(tǒng)故障現(xiàn)象數(shù)不勝數(shù)。這都需要采取有效的應(yīng)對(duì)策略及時(shí)維護(hù)，確保車輪車床數(shù)控系統(tǒng)正常運(yùn)行，從而提高鐵路交通的運(yùn)行效率。
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