車輪車床數控系統的維護
2022-6-10 來源： 國能鐵路裝備有限責任公司陜西分公司 作者：范佳棟
摘 要:分析車輪車床數控系統的基本構成，介紹故障類型與設備維護方式，供鐵路車輛維護與修理企業參考。
關鍵詞: 車輪車床 ；數控系統 ；維護與應用 ；系統故障
新時期為滿足社會發展需求，對車輪車床數控系統的應用與維護都是必不可少的一項工作。這就要求相關的鐵路車輛維護與修理企業不斷提升自身專業技能，轉變傳統認知理念，充分發揮自身實際作用，提升車輪車床的運行質量。
1、存在的問題
目前，我國用于貨車運行的車輛段中，車輪車床大部分屬于數控系統，經常出現數控系統缺乏維護導致運行故障的情況。例如，工作程序混亂、機械與液壓系統出現故障、數控系統長時間停啟、數據備份工作不足等。目前，在我國的相關管理規定中，明確規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
為了提升數據恢復的準確性與及時性，必須要做好數據的備份工作。但是在實際工作過程中，車輪車床數控系統仍然存在備份方式較為單一的情況，導致數據沒有良好的安全性。主要體現在以下方面。
（1）系統當中沒有進行備份。
（2）沒有對電子文檔的備份進行完整保留。
（3）沒有足夠的紙質文檔備份，導致數據丟失而無法及時完整恢復。
2.2 PC機傳輸數據能力不足
借助于 PC 機為數控系統進行備份數據的傳輸，具有方便快捷、精準高效的優勢。但是由于傳輸軟件沒有按照規定安裝，同時也沒有配備專業的 PC 機與通信電纜，導致數據傳輸工作受阻。這將大大延緩數據恢復的完整性與及時性，同時也無法
保障數據的準確性。
2.3 不了解數控系統主要參數
沒有區分以及重點了解關系到車輪車床工作質量的關鍵性參數信息，在數據恢復完成之后無法結合實際情況的變化而進行及時調整，進而無法更好地滿足車輪車床具體加工需求。
2.4 輪徑超差
首先，受機床零點和主軸上中心線距離數據不準確的影響，導致錯誤的數據應用到實際加工流程中，致使輪徑超差現象發生 ；其次，由于縱向絲杠有著較大的反向間隙，進而導致刀架的理論與實際移動距離存在偏差，最終致使輪徑超差。最后，由于零點定位開關支架沒有較強剛度，容易發生彎曲，進而致使零點失準問題的發生，導致加工之后出現嚴重的輪徑超差.
3、 車輪車床數控系統的基本構成
3.1 數控裝置
在數控系統中數控裝置是核心裝置，分為硬件部分與軟件部分。數控裝置通過輸入裝置接收各種信號代碼，然后經過一系列的存儲、編譯與運算等步驟，將這些信號代碼變成最終的控制指令，直接控制伺服驅動裝置。目前，車輪車床數控系統主要采取的結構形式是總線式。借助于微處理器，能夠實時監控數控系統中的各大運行模塊。
3.2 伺服驅動裝置
作為數控裝置有效連接機床主機的重要橋梁，伺服驅動裝置的重要性顯而易見。伺服驅動裝置能夠將數控裝置中傳出的各種脈沖信號進行毫無保留地接收，然后對其進行放大處理，用來對伺服電機進行驅動，從而達到機床運動的目的。除此之外，伺服驅動裝置還能夠有效控制進給位置和進給速度，從根本上提高運行精度。
3.3 測量反饋裝置
測量反饋裝置的主要工作原理是借助各種測量元器件、變壓器、編碼器以及其他部分來達到信息反饋的目的。依靠于測量反饋裝置，往往能夠精確檢測出工作臺位移情況以及實際運行速度。然后再將這些檢測數據借助于對應電路進行反饋傳輸，直至輸送到數控裝置內，能夠極大填補運動誤差，實現運動精確度的快速提升。
3.4 交流伺服裝置
交流伺服裝置的主要組成有電機、驅動單元（放大器）、自動換向線路以及主要的檢測裝置等。其中，驅動單元作為一種功能極其強大、配置靈活性較強的驅動系統，能夠實現理想中的全自動化信息驅動。可以最大限度上解決機床運行過程中出現的各種問題，例如，動態響應問題、旋轉精度的控制、運行速度的調整等。
3.5 PLC
在機床的操作面板中，各種各樣的開關、按鍵、輔助功能指令，都是將信號直接傳輸至 PLC 控制系統中。然后再由PLC 控制系統中的處理模塊結合機床中傳輸的實際信息進行處理之后，發出最終控制命令，從而完成整個流程的操作。目前，在部分數控系統中，其內部原本就有 PLC 控制系統。為了更加方便操作，還會將輔助功能與主要功能進行劃分，分別為左刀架與右刀架兩種控制系統，前者對油泵與電機進行控制，后者則是輔助系統。為了進一步提高運行安全性，需要確保主軸運行時嚴格禁止卸料機構的運作。
4、車輪車床數控系統維護措施
4.1 工作程序混亂
當車輪車床數控系統的工作程序出現混亂時，會直接導致工作異常停止，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車檢修場所內，其中很多設備容量較大。當其他一些設備進行換擋操作或者是剛剛啟動時，內部的電源供電電流與電壓會出現較大范圍的波動，從而產生不確定的干擾因素，致使工作程序出現混亂。為了確保車輪車床的整體穩定性，相關工作人員必須設計一個科學合理的供電電路，盡可能實現單獨供電，還需要適當加入阻容濾波。借助于這種合理的設計，能夠在一定程度上降低電源供電電流與電壓的不穩定性，同時也能夠避免不必要的生產成本浪費。
4.2 機械與液壓系統故障
當車輪車床數控系統中的機械與液壓出現故障時，首先應當檢查該系統的運行是否正常，并針對相應的繼電器運作情況進行檢查。如果確定這些部分都沒有問題，還要檢查終端方向是否正常，再由專業人員查看相應線圈是否出現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。如果發現沒有輸出信號，還可以依靠各個元器件之間的邏輯關系，仔細檢查外部元器件故障。
4.3 數控系統長時間停啟
若數控系統出現長時間停機，并且在啟動過程中出現了黑屏情況。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題。在維護數控系統過程中，專業操作人員需要不斷經驗積累，掌握各種專業知識，還要具備一個活躍的思維與開闊的思路，這樣才能夠提高維修的效率與質量，體現出維護人員的專業水平。
4.4 完善現有備份方式
為了更加有效地應對車輪車床數控系統中的數據丟失問題，就必須要完善現有的備份方式，做好多渠道備份的準備。首先，就是要做好系統中的基本備份。其次，要利用信息技術做好電子文檔備份工作。最后，還要做好部分紙質文檔的保存與備份。對此，也可以將紙質文檔中的一部分存儲在檔案室當中，并以此作為相關技術的存儲檔案，從而提高備份的安全性以及數據保存的可靠性。
4.5 大力應用PC機開展數據傳輸
想要進一步提高數據安全性，還可以借助 PC 機進行數據的傳輸與恢復。對此，需要相關工作人員將通信軟件安裝到一些可攜帶的微型計算機中，并結合數控系統的相關操作規定與說明，以及數控系統提供的各種電纜型號、接口規格、接線方式等，制作相對應的電纜。也可以直接購買型號相同的電纜,然后合理應用 PC 機，對程序與數據進行傳輸，從而更加快速、便捷且精準地恢復所有數據。
4.6 充分了解并記錄相關參數
數控系統當中有許多復雜的參數，一部分是車輪車床當中不可或缺的，當然也有一部分是可有可無的。因此對于一些主要的參數，要求相關工作人員必須要做到充分了解并記錄。并且在對這些數據進行備份過程中，需要明確哪部分為主要參數、哪部分為次要參數。
4.7 數控系統的軟故障
如果數控系統出現不良啟動的情況，一般需要相關工作人員及時關閉系統，并將全部電源切斷，等待10min 左右再重新啟動即可。如果這時仍然發現無法啟動，則可以將所有程序與數據全部刪除，之后再重新寫入，通常就可以完美解決。除此之外，還需要仔細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控系統軟故障的出現。
5、 結束語
綜上所述，在車輪車床數控系統當中，導致系統故障的因素有很多，系統故障現象數不勝數。這都需要采取有效的應對策略及時維護，確保車輪車床數控系統正常運行，從而提高鐵路交通的運行效率。
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