innse加工中心在一次加工過程中偶發(fā)一次操作者按急停按鈕后z軸突然下滑，刀具直接撞到了工作臺，造成了設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞。
1 原因分析
該設(shè)備的z軸屬于重力軸，沒有安裝平衡缸裝置，只是在z軸伺服電機(jī)和絲杠上分別安裝了電磁閘，電磁閘失電制動。電磁閘作用其一是在z軸伺服具有使能、z軸不運(yùn)動時制動z軸，增加z軸的剛性；其二是在z軸伺服無使能或停機(jī)狀態(tài)制動z軸，防止z軸下滑。
按急停按鈕后，z軸伺服沒有使能，下滑故障原因應(yīng)該是制動出了問題，而且是兩個制動器同時出了問題。分析原因一可能是兩電磁閘同時損壞，經(jīng)檢查排除了此原因。原因二是兩電磁閘的電氣控制同時出現(xiàn)了問題。
1.1 兩電磁閘電氣控制原理
圖1中電機(jī)電磁閘線圈受ka4200常開觸點(diǎn)和kaz/1常閉觸點(diǎn)的控制：ka4200線圈得電、同時kaz/1線圈失電， 電機(jī)電磁閘線圈得電松閘；ka4200線圈失電或k az/1線圈得電，電機(jī)電磁閘線圈失電抱閘。
圖2中絲杠電磁閘線圈受ka4201和kaz2/1的控制： ka4201線圈得電、同時k az2/1線圈失電，絲杠電磁閘線圈得電松閘；ka4201線圈失電或k az2/1線圈得電，絲杠電磁閘線圈失電抱閘。
加工程序中執(zhí)行m 11 指令，p l c 輸出點(diǎn)有輸出， ka4200、ka4201線圈得電；加工程序中執(zhí)行m10指令控制plc輸出點(diǎn)無輸出，ka4200、ka4201線圈失電。加工過程中z軸運(yùn)動時執(zhí)行m11指令，z軸停止時執(zhí)行m10指令。
kaz/1、kaz2/1線圈受z軸伺服控制器as1/as2觸點(diǎn)的控制。
as1/as2是一個開關(guān)量信號，反映伺服驅(qū)動脈沖使能663端子的狀態(tài)，驅(qū)動無脈沖使能，伺服電機(jī)無電磁制動力，as1/as2觸點(diǎn)閉合，驅(qū)動有脈沖使能，電機(jī)具有電磁制動力，as1/as2觸點(diǎn)斷開。
1.2 控制故障原因分析
由控制原理分析，z軸制動狀態(tài)如表1，故障發(fā)生時間是在由狀態(tài)1向狀態(tài)4轉(zhuǎn)換過程中，伺服電機(jī)失去電磁制動力后兩電磁閘沒有及時制動造成了z軸下滑。
原因一：急停后，伺服失去使能信號，電機(jī)失去電磁制動力；同時as1/as2閉合，kaz/1、kaz2/1得電動作，斷開兩電磁閘線圈電路進(jìn)行抱閘?，F(xiàn)場兩動作過程存在2～3s 的時間差，先失電機(jī)電磁制動力后有電磁閘制動，設(shè)計的互鎖功能未實(shí)現(xiàn)。