[发明专利]一种卧式加工中心托盘交换架早期故障检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以激发早期机床故障为目的的故障检测方法，尤其涉及一种作为卧式加工中心重要功能部件的托盘交换架，针对它的机械、液压部分进行早期故障检测的方法。

 

背景技术

卧式加工中心机床是复杂的机、电、液、气一体化系统，主要由机架、自动换刀装置（有刀库）、主轴系统、托盘交换系统、B轴转台及其他液压、气动与电控（数控系统）部分构成。根据对机床进行跟踪统计的结果，机床出厂后在使用过程中，其失效和出现故障的概率在时间上呈浴盆曲线分布。机床出厂之后存在一个早期失效期，这个时间段内，机床出现故障的概率较大，这种故障称为早期故障。

在卧式加工中心机床中，托盘交换架是卧式加工中心机床的重要功能部件，它的主要功能是实现机床加工时将已加工工件与待加工毛坯进行位置交换，从而实现将待加工毛坯送入加工位，并对其自动定位，同时将已加工工件送离加工工位。托盘交换架的主要结构为以液压升降缸为动力的托盘升降机构和以液压旋转缸为动力的齿轮齿条传动的托盘旋转机构，工作时，先通过液压升降缸将托盘升起，再通过旋转液压缸带动齿条，而齿条与驱动齿轮啮合，实现托盘旋转。托盘共有两个，两个托盘之间的夹角为180度，能围绕中间支撑柱旋转，两个托盘以中间支撑住为中心对称布置，工作时两托盘分别放置毛坯和已加工工件，托盘进行180度旋转时，能将毛坯和已加工工件进行位置互换，旋转液压缸为带缓冲装置的液压缸，当托盘快旋转到位时，能自动减速缓冲。作为卧式加工中心机床的重要功能部件，托盘交换架可靠性对机床整机的可靠性影响极大，机床工作时要求托盘交换架升起、旋转灵活，噪声小，托盘交换架降下时位置准确，能达到设计要求的可靠性指标。根据统计结果，机床早期故障中很大部分出现在托盘交换架上。

为此，通过试验对托盘交换架进行早期故障激发，以在将其装进机床整机前找到该功能部件的加工、装配及设计引起的潜在缺陷，具有重要意义。目前，关于对卧式加工中心的托盘交换架，进行以激发早期故障为目的的可靠性试验方法还没有，无法保证将其安装到整机上的可靠性，因此也就无法保证卧式加工中心整机的可靠性。

故怎样设计一种可以激发托盘交换架早期故障，以在机床出厂前发现托盘交换架潜在缺陷的早期故障检测方法，成为本领域有待解决的问题。

 

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对上述不足，提供一种可以激发托盘交换架早期故障的卧式加工中心托盘交换架早期故障检测方法，从而找出托盘交换架潜在缺陷，为提高出厂机床可靠性创造条件。

为了解决上述技术问题，本发明中采用了如下的技术方案：

一种卧式加工中心托盘交换架早期故障检测方法，其特点在于，包括以下步骤

（1）空载运转试验步骤：①将性能、精度检验合格的托盘交换架部件直接装入整机，连接好电气线路和液压管路，调整液压系统压力为最大设计压力；②启动电气控制，采用手动/点动方式控制托盘交换架升降、回转动作，检测托盘交换是否工作正常；③将托盘交换架旋转速度设为最高设计转速，将液压压力与流量按设为最大设计值，在控制面板输入100次运转，启动自动交换，检查电气控制系统和托盘交换的性能是否正常；上述步骤中，按照以下判断原则进行判断：监测两托盘振幅最大处，如振幅超过5mm，则判断存在缺陷；监测液压系统，如泄漏，则判断存在缺陷；监测升降缸和旋转缸，如压力波动值为－0.08MPa～+0.08MPa之外，则判断存在缺陷；

如步骤（1）未判断出存在缺陷，则进行下述步骤（2）；

（2）大载荷运转试验步骤：将两个负重块安装、固定到托盘交换架的两个托盘上，模拟机床加工时的工况，进行大载荷运转试验；试验时托盘交换架运转程序为：①托盘交换架升起、延时5秒；②托盘交换架旋转180度，③托盘交换架降下、延时3秒，完成模拟加工工件的交换，重复①②③的动作，如此循环运转，持续72小时后停止；试验时负重载荷为设计最大值，旋转速度为托盘交换架设计时的最高转速，升降与旋转液压压力和流量按设计最大值选取；试验过程中按照以下判断原则进行判断：监测两托盘振幅最大处的振动，如振动幅值超出5mm，则判断存在缺陷；监测液压系统，如泄漏，则判断存在缺陷；监测升降缸和旋转缸，如压力波动值为－0.08MPa～+0.08MPa之外，则判断存在缺陷；

如步骤（2）未判断出存在缺陷，则继续进行下述步骤（3）；

（3）拆卸检验步骤：将托盘交换架进行拆卸、清洗，分析传动系统磨损情况；如果检测齿轮齿条啮合间隙超出5～10丝，则判断存在缺陷；如果升降缸出现破损、粘合现象，则判断存在缺陷。