專利名稱：一種臥式加工中心托盤交換架早期故障檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以激發(fā)早期機(jī)床故障為目的的故障檢測(cè)方法，尤其涉及一種作為 臥式加工中心重要功能部件的托盤交換架，針對(duì)它的機(jī)械、液壓部分進(jìn)行早期故障檢測(cè)的 方法。
背景技術(shù)：
臥式加工中心機(jī)床是復(fù)雜的機(jī)、電、液、氣一體化系統(tǒng)，主要由機(jī)架、自動(dòng)換刀裝置 (有刀庫(kù))、主軸系統(tǒng)、托盤交換系統(tǒng)、B軸轉(zhuǎn)臺(tái)及其他液壓、氣動(dòng)與電控(數(shù)控系統(tǒng))部分構(gòu) 成。根據(jù)對(duì)機(jī)床進(jìn)行跟蹤統(tǒng)計(jì)的結(jié)果，機(jī)床出廠后在使用過(guò)程中，其失效和出現(xiàn)故障的概率 在時(shí)間上呈浴盆曲線分布。機(jī)床出廠之后存在一個(gè)早期失效期，這個(gè)時(shí)間段內(nèi)，機(jī)床出現(xiàn)故 障的概率較大，這種故障稱為早期故障。在臥式加工中心機(jī)床中，托盤交換架是臥式加工中心機(jī)床的重要功能部件，它的 主要功能是實(shí)現(xiàn)機(jī)床加工時(shí)將已加工工件與待加工毛坯進(jìn)行位置交換，從而實(shí)現(xiàn)將待加工 毛坯送入加工位，并對(duì)其自動(dòng)定位，同時(shí)將已加工工件送離加工工位。托盤交換架的主要結(jié) 構(gòu)為以液壓升降缸為動(dòng)力的托盤升降機(jī)構(gòu)和以液壓旋轉(zhuǎn)缸為動(dòng)力的齒輪齒條傳動(dòng)的托盤 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，工作時(shí)，先通過(guò)液壓升降缸將托盤升起，再通過(guò)旋轉(zhuǎn)液壓缸帶動(dòng)齒條，而齒條與 驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合，實(shí)現(xiàn)托盤旋轉(zhuǎn)。托盤共有兩個(gè)，兩個(gè)托盤之間的夾角為180度，能圍繞中間 支撐柱旋轉(zhuǎn)，兩個(gè)托盤以中間支撐住為中心對(duì)稱布置，工作時(shí)兩托盤分別放置毛坯和已加 工工件，托盤進(jìn)行180度旋轉(zhuǎn)時(shí)，能將毛坯和已加工工件進(jìn)行位置互換，旋轉(zhuǎn)液壓缸為帶緩 沖裝置的液壓缸，當(dāng)托盤快旋轉(zhuǎn)到位時(shí)，能自動(dòng)減速緩沖。作為臥式加工中心機(jī)床的重要功 能部件，托盤交換架可靠性對(duì)機(jī)床整機(jī)的可靠性影響極大，機(jī)床工作時(shí)要求托盤交換架升 起、旋轉(zhuǎn)靈活，噪聲小，托盤交換架降下時(shí)位置準(zhǔn)確，能達(dá)到設(shè)計(jì)要求的可靠性指標(biāo)。根據(jù)統(tǒng) 計(jì)結(jié)果，機(jī)床早期故障中很大部分出現(xiàn)在托盤交換架上。為此，通過(guò)試驗(yàn)對(duì)托盤交換架進(jìn)行早期故障激發(fā)，以在將其裝進(jìn)機(jī)床整機(jī)前找到 該功能部件的加工、裝配及設(shè)計(jì)引起的潛在缺陷，具有重要意義。目前，關(guān)于對(duì)臥式加工中 心的托盤交換架，進(jìn)行以激發(fā)早期故障為目的的可靠性試驗(yàn)方法還沒有，無(wú)法保證將其安 裝到整機(jī)上的可靠性，因此也就無(wú)法保證臥式加工中心整機(jī)的可靠性。故怎樣設(shè)計(jì)一種可以激發(fā)托盤交換架早期故障，以在機(jī)床出廠前發(fā)現(xiàn)托盤交換架 潛在缺陷的早期故障檢測(cè)方法，成為本領(lǐng)域有待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)上述不足，提供一種可以激發(fā)托盤交換架早期 故障的臥式加工中心托盤交換架早期故障檢測(cè)方法，從而找出托盤交換架潛在缺陷，為提 高出廠機(jī)床可靠性創(chuàng)造條件。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明中采用了如下的技術(shù)方案
一種臥式加工中心托盤交換架早期故障檢測(cè)方法，其特點(diǎn)在于，包括以下步驟
(1)空載運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)步驟①將性能、精度檢驗(yàn)合格的托盤交換架部件直接裝入整機(jī)，連 接好電氣線路和液壓管路，調(diào)整液壓系統(tǒng)壓力為最大設(shè)計(jì)壓力；②啟動(dòng)電氣控制，采用手動(dòng) /點(diǎn)動(dòng)方式控制托盤交換架升降、回轉(zhuǎn)動(dòng)作，檢測(cè)托盤交換是否工作正常；③將托盤交換架 旋轉(zhuǎn)速度設(shè)為最高設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速，將液壓壓力與流量按設(shè)為最大設(shè)計(jì)值，在控制面板輸入100 次運(yùn)轉(zhuǎn)，啟動(dòng)自動(dòng)交換，檢查電氣控制系統(tǒng)和托盤交換的性能是否正常；上述步驟中，按照 以下判斷原則進(jìn)行判斷監(jiān)測(cè)兩托盤振幅最大處，如振幅超過(guò)5mm，則判斷存在缺陷；監(jiān)測(cè) 液壓系統(tǒng)，如泄漏，則判斷存在缺陷；監(jiān)測(cè)升降缸和旋轉(zhuǎn)缸，如壓力波動(dòng)值為一 0. OSMPa +0. 08MPa之外，則判斷存在缺陷；
如步驟(1)未判斷出存在缺陷，則進(jìn)行下述步驟(2)；
(2)大載荷運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)步驟將兩個(gè)負(fù)重塊安裝、固定到托盤交換架的兩個(gè)托盤上，模擬 機(jī)床加工時(shí)的工況，進(jìn)行大載荷運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)；試驗(yàn)時(shí)托盤交換架運(yùn)轉(zhuǎn)程序?yàn)棰偻斜P交換架 升起、延時(shí)5秒；②托盤交換架旋轉(zhuǎn)180度，③托盤交換架降下、延時(shí)3秒，完成模擬加工工 件的交換，重復(fù)①②③的動(dòng)作，如此循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，持續(xù)72小時(shí)后停止；試驗(yàn)時(shí)負(fù)重載荷為設(shè)計(jì) 最大值，旋轉(zhuǎn)速度為托盤交換架設(shè)計(jì)時(shí)的最高轉(zhuǎn)速，升降與旋轉(zhuǎn)液壓壓力和流量按設(shè)計(jì)最 大值選取；試驗(yàn)過(guò)程中按照以下判斷原則進(jìn)行判斷監(jiān)測(cè)兩托盤振幅最大處的振動(dòng)，如振 動(dòng)幅值超出5mm，則判斷存在缺陷；監(jiān)測(cè)液壓系統(tǒng)，如泄漏，則判斷存在缺陷；監(jiān)測(cè)升降缸和 旋轉(zhuǎn)缸，如壓力波動(dòng)值為一 0. 08MPa +0. 08MPa之外，則判斷存在缺陷；
如步驟(2 )未判斷出存在缺陷，則繼續(xù)進(jìn)行下述步驟(3 )；
(3)拆卸檢驗(yàn)步驟將托盤交換架進(jìn)行拆卸、清洗，分析傳動(dòng)系統(tǒng)磨損情況；如果檢測(cè) 齒輪齒條嚙合間隙超出5 10絲，則判斷存在缺陷；如果升降缸出現(xiàn)破損、粘合現(xiàn)象，則判 斷存在缺陷。本發(fā)明的檢測(cè)方法，是在對(duì)托盤交換架進(jìn)行故障模式分析和浴盆曲線定量化分析 后，得出的。本方法模擬托盤交換架在臥式加工中心機(jī)床上的實(shí)際工作狀態(tài)，進(jìn)行最大環(huán)境 應(yīng)力持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)托盤交換架早期故障進(jìn)行激發(fā)并檢測(cè)。本發(fā)明的試驗(yàn)方法首先進(jìn)行空載 試驗(yàn)，以對(duì)托盤交換架性能作試運(yùn)行檢測(cè)，以發(fā)現(xiàn)明顯的裝配缺陷，再進(jìn)行最大負(fù)載試驗(yàn)， 監(jiān)測(cè)振動(dòng)參數(shù)和液壓泄漏與壓力波動(dòng)情況，主要是在工作環(huán)境較惡劣的情況下，通過(guò)對(duì)托 盤交換架連續(xù)工作時(shí)的參數(shù)監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)其潛在缺陷，最后，試驗(yàn)完畢后對(duì)其進(jìn)行拆卸清洗， 分析內(nèi)部磨損情況。各步驟中，判斷出缺陷后，可以進(jìn)行人工處理和排除，如果不能排除，則 可讓此托盤交換架禁止出廠，如果可以排除，則排除故障后可以繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)步驟的檢測(cè)。 試驗(yàn)后的托盤交換架，如果能夠消除缺陷，則消除故障后可重新裝配，裝入機(jī)床整機(jī)中。這 樣，即可保證出廠機(jī)床的托盤交換架出現(xiàn)早期故障的概率大大降低。綜上所述，通過(guò)本發(fā)明的方法，能通過(guò)試驗(yàn)的方法，對(duì)臥式加工中心重要的功能部 件一托盤交換架進(jìn)行早期故障激發(fā)，找到生產(chǎn)制造過(guò)程或設(shè)計(jì)的潛在缺陷，從而為提高 功能部件及機(jī)床整機(jī)的可靠性提供實(shí)用方法，保證出廠的機(jī)床的托盤交換架出現(xiàn)早期故障 的概率大大降低。同時(shí)本方法還可以為機(jī)床在設(shè)計(jì)時(shí)是否存在缺陷提供參考依據(jù)，以便于 對(duì)機(jī)床設(shè)計(jì)進(jìn)行改善。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。具體實(shí)施時(shí)，本方法特別適宜于在一款現(xiàn)有的型號(hào)為THM6380的臥式加工中心機(jī) 床的托盤交換架中進(jìn)行實(shí)施。具體包括以下步驟。(1)空載運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)步驟①將性能、精度檢驗(yàn)合格的托盤交換架部件與可靠性試 驗(yàn)臺(tái)架連接，或者直接裝入整機(jī)，連接好電氣線路和液壓管路，調(diào)整液壓系統(tǒng)壓力為最大設(shè) 計(jì)壓力；②啟動(dòng)電氣控制，采用手動(dòng)/點(diǎn)動(dòng)方式控制托盤交換架升降、回轉(zhuǎn)動(dòng)作，檢測(cè)托盤 交換是否工作正常；③將托盤交換架旋轉(zhuǎn)速度設(shè)為最高設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速，將液壓壓力與流量按設(shè) 為最大設(shè)計(jì)值，在控制面板輸入100次運(yùn)轉(zhuǎn)，啟動(dòng)自動(dòng)交換，檢查電氣控制系統(tǒng)和托盤交換 的性能是否正常；上述步驟中，按照以下判斷原則進(jìn)行判斷監(jiān)測(cè)兩托盤振幅最大處，如振 幅超過(guò)5mm，則判斷存在缺陷；監(jiān)測(cè)液壓系統(tǒng)，如泄漏，則判斷存在缺陷；監(jiān)測(cè)升降缸和旋轉(zhuǎn) 缸，如壓力波動(dòng)值為一 0. 08MPa +0. 08MPa之外，則判斷存在缺陷；
上述步驟中，環(huán)境應(yīng)力條件具體可設(shè)置為環(huán)境溫度為10°C 40°C，試驗(yàn)負(fù)重載荷為 0，旋轉(zhuǎn)速度為4轉(zhuǎn)/分鐘，交換架升降壓力和回轉(zhuǎn)缸壓力為7MPa，流量為8L/min。如步驟(1)未判斷出存在缺陷，則進(jìn)行下述步驟(2)；
(2)大載荷運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)步驟將兩個(gè)負(fù)重塊安裝、固定到托盤交換架的兩個(gè)托盤上，模擬 機(jī)床加工時(shí)的工況，進(jìn)行大載荷運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)；試驗(yàn)時(shí)托盤交換架運(yùn)轉(zhuǎn)程序?yàn)棰偻斜P交換架 升起、延時(shí)5秒；②托盤交換架旋轉(zhuǎn)180度，③托盤交換架降下、延時(shí)3秒，完成模擬加工工 件的交換，重復(fù)①②③的動(dòng)作，如此循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，持續(xù)72小時(shí)后停止；試驗(yàn)時(shí)負(fù)重載荷為設(shè)計(jì) 最大值，旋轉(zhuǎn)速度為托盤交換架設(shè)計(jì)時(shí)的最高轉(zhuǎn)速，升降與旋轉(zhuǎn)液壓壓力和流量按設(shè)計(jì)最 大值選取；試驗(yàn)過(guò)程中按照以下判斷原則進(jìn)行判斷監(jiān)測(cè)兩托盤振幅最大處的振動(dòng)，如振 動(dòng)幅值超出5mm，則判斷存在缺陷；監(jiān)測(cè)液壓系統(tǒng)，如泄漏，則判斷存在缺陷；監(jiān)測(cè)升降缸和 旋轉(zhuǎn)缸，如壓力波動(dòng)值為一 0. 08MPa +0. 08MPa之外，則判斷存在缺陷；
上述步驟(2)中，環(huán)境應(yīng)力條件具體可以設(shè)置為環(huán)境溫度為10°C 40°C，試驗(yàn)負(fù)重 載荷為1500Kg，旋轉(zhuǎn)速度為4轉(zhuǎn)/分鐘，交換架升降壓力和回轉(zhuǎn)缸壓力為7MPa，流量為8L/
mirio如步驟(2)未判斷出存在缺陷，則繼續(xù)進(jìn)行下述步驟(3)；
(3)拆卸檢驗(yàn)步驟將托盤交換架進(jìn)行拆卸、清洗，分析傳動(dòng)系統(tǒng)磨損情況；如果檢測(cè) 齒輪齒條嚙合間隙超出5 10絲，則判斷存在缺陷；如果升降缸出現(xiàn)破損、粘合現(xiàn)象，則判 斷存在缺陷。上述各步驟中，如判斷出存在缺陷后，可以人工進(jìn)行檢查和修復(fù)，修復(fù)后可以繼續(xù) 后續(xù)步驟，如果不能修復(fù)，則此托盤交換架不能裝配出廠。最后，應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用于說(shuō)明，而非限制本發(fā)明的技術(shù)實(shí)施方案，盡 管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以 對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其 均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍中。
權(quán)利要求
1. 一種臥式加工中心托盤交換架早期故障檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟(1)空載運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)步驟①將性能、精度檢驗(yàn)合格的托盤交換架部件直接裝入整機(jī)，連 接好電氣線路和液壓管路，調(diào)整液壓系統(tǒng)壓力為最大設(shè)計(jì)壓力；②啟動(dòng)電氣控制，采用手動(dòng) /點(diǎn)動(dòng)方式控制托盤交換架升降、回轉(zhuǎn)動(dòng)作，檢測(cè)托盤交換是否工作正常；③將托盤交換架 旋轉(zhuǎn)速度設(shè)為最高設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速，將液壓壓力與流量按設(shè)為最大設(shè)計(jì)值，在控制面板輸入100 次運(yùn)轉(zhuǎn)，啟動(dòng)自動(dòng)交換，檢查電氣控制系統(tǒng)和托盤交換的性能是否正常；上述步驟中，按照 以下判斷原則進(jìn)行判斷監(jiān)測(cè)兩托盤振幅最大處，如振幅超過(guò)5mm，則判斷存在缺陷；監(jiān)測(cè) 液壓系統(tǒng)，如泄漏，則判斷存在缺陷；監(jiān)測(cè)升降缸和旋轉(zhuǎn)缸，如壓力波動(dòng)值為一 0. OSMPa +0. 08MPa之外，則判斷存在缺陷；如步驟(1)未判斷出存在缺陷，則進(jìn)行下述步驟(2)；(2)大載荷運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)步驟將兩個(gè)負(fù)重塊安裝、固定到托盤交換架的兩個(gè)托盤上，模擬 機(jī)床加工時(shí)的工況，進(jìn)行大載荷運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)；試驗(yàn)時(shí)托盤交換架運(yùn)轉(zhuǎn)程序?yàn)棰偻斜P交換架 升起、延時(shí)5秒；②托盤交換架旋轉(zhuǎn)180度，③托盤交換架降下、延時(shí)3秒，完成模擬加工工 件的交換，重復(fù)①②③的動(dòng)作，如此循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，持續(xù)72小時(shí)后停止；試驗(yàn)時(shí)負(fù)重載荷為設(shè)計(jì) 最大值，旋轉(zhuǎn)速度為托盤交換架設(shè)計(jì)時(shí)的最高轉(zhuǎn)速，升降與旋轉(zhuǎn)液壓壓力和流量按設(shè)計(jì)最 大值選??；試驗(yàn)過(guò)程中按照以下判斷原則進(jìn)行判斷監(jiān)測(cè)兩托盤振幅最大處的振動(dòng)，如振 動(dòng)幅值超出5mm，則判斷存在缺陷；監(jiān)測(cè)液壓系統(tǒng)，如泄漏，則判斷存在缺陷；監(jiān)測(cè)升降缸和 旋轉(zhuǎn)缸，如壓力波動(dòng)值為一 0. 08MPa +0. 08MPa之外，則判斷存在缺陷；如步驟(2 )未判斷出存在缺陷，則繼續(xù)進(jìn)行下述步驟(3 )；(3)拆卸檢驗(yàn)步驟將托盤交換架進(jìn)行拆卸、清洗，分析傳動(dòng)系統(tǒng)磨損情況；如果檢測(cè) 齒輪齒條嚙合間隙超出5 10絲，則判斷存在缺陷；如果升降缸出現(xiàn)破損、粘合現(xiàn)象，則判 斷存在缺陷。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種臥式加工中心托盤交換架早期故障檢測(cè)方法，本方法首先進(jìn)行空載試驗(yàn)，以對(duì)托盤交換架性能作試運(yùn)行檢測(cè)，以發(fā)現(xiàn)明顯的裝配缺陷，再進(jìn)行最大負(fù)載試驗(yàn)，監(jiān)測(cè)振動(dòng)參數(shù)和液壓泄漏與壓力波動(dòng)情況，主要是在工作環(huán)境較惡劣的情況下，通過(guò)對(duì)托盤交換架連續(xù)工作時(shí)的參數(shù)監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)其潛在缺陷，最后，試驗(yàn)完畢后對(duì)其進(jìn)行拆卸清洗，分析內(nèi)部磨損情況。判斷出缺陷后，如果不能排除，則可讓此托盤交換架禁止出廠，如果可以排除，則排除故障后可以繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)步驟的檢測(cè)。試驗(yàn)后的托盤交換架，如果能夠消除缺陷，則消除故障后可重新裝配，裝入機(jī)床整機(jī)中。這樣，即可保證出廠機(jī)床的托盤交換架出現(xiàn)早期故障的概率大大降低。
文檔編號(hào)B23Q17/00GK102059586SQ201010604310
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月24日
發(fā)明者任顯林, 何文輝, 張根保, 李平, 涂林, 王國(guó)強(qiáng), 許智 申請(qǐng)人:中國(guó)計(jì)量學(xué)院, 四川普什寧江機(jī)床有限公司, 重慶大學(xué)