蔣文　黃飛　梁慶才

摘 要：發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)加工車間缸蓋線生產(chǎn)中因臥式數(shù)控加工中心 CNC機(jī)床異常斷點(diǎn)加工導(dǎo)致的刀具斷刀、刀具斷點(diǎn)加工和工件報(bào)廢問題，通過對(duì)生產(chǎn)中異常斷點(diǎn)問題進(jìn)行不斷分析和現(xiàn)場(chǎng)模擬驗(yàn)證，機(jī)床夾緊 NC程序中加入 FULLRAN的功能 #581=1（#581=1機(jī)床從程序第一把刀加工）判斷條件，在不增加改進(jìn)成本的情況下，通過優(yōu)化CNC機(jī)床 PLC程序，完善機(jī)床工作臺(tái)手動(dòng)夾緊工件的邏輯條件，有效解決臥式數(shù)控加工中心 CNC機(jī)床異常斷點(diǎn)問題，達(dá)到了不增加成本投入優(yōu)化機(jī)床程序邏輯的目的，同時(shí)對(duì)機(jī)床邏輯動(dòng)作程序改進(jìn)和解決 CNC機(jī)床異常故障處理具有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：CNC；異常斷點(diǎn)；PLC程序；手動(dòng)夾緊

1 引言

發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)加工車間缸蓋線的臥式數(shù)控加工中心 CNC機(jī)床發(fā)生設(shè)備故障時(shí)，處理故障取出未加工完工件后放入新工件自動(dòng)循環(huán)加工， CNC機(jī)床存在異常斷點(diǎn)加工情況，因 CNC機(jī)床設(shè)備故障率高，處理不當(dāng)機(jī)床異常斷點(diǎn)加工的風(fēng)險(xiǎn)很高，異常斷點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致刀具異常斷刀、刀具斷點(diǎn)加工和工件報(bào)廢；刀具加工中斷刀，機(jī)床會(huì)出現(xiàn)主軸剛性攻絲報(bào)警、主軸供給錯(cuò)誤、Z軸超差等報(bào)警，拉閘斷電重啟機(jī)床才能回原位；這種硬性碰撞加工對(duì)高精度要求的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)夾具、主軸、電機(jī)軸承、 Z軸滾珠絲桿、導(dǎo)軌滑塊、 B軸剎車片等機(jī)械部件及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的精度都會(huì)有影響，會(huì)導(dǎo)致機(jī)械損傷、回轉(zhuǎn)精度和加工精度值下降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致加工零件質(zhì)量不穩(wěn)定，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量控制存在很大的風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)刀具折斷報(bào)廢、工件報(bào)廢以及缺陷工件逃逸導(dǎo)致的零件報(bào)廢都會(huì)使加工成本的上升，不利于精益生產(chǎn)。

2 分析問題

從機(jī)床程序分析，自動(dòng)循環(huán)加工，正常情況都從程序第一把刀具開始加工，不會(huì)出現(xiàn)異常斷點(diǎn)加工，維修處理故障手動(dòng)取出工件后自動(dòng)循環(huán)加工會(huì)出現(xiàn)異常斷點(diǎn)加工，按故障信息復(fù)原故障現(xiàn)場(chǎng)都未出現(xiàn)異常斷點(diǎn)加工，由于異常斷點(diǎn)加工都是在自動(dòng)加工過程中偶然發(fā)生，操作員工對(duì)異常斷點(diǎn)加工現(xiàn)場(chǎng)處理過程描述不夠清晰，對(duì)異常斷點(diǎn)原因的分析診斷較困難，很難找出根本原因，通過對(duì)異常斷點(diǎn)加工的機(jī)床報(bào)警故障以及處理故障過程信息收集尋找共同點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)在共同點(diǎn)基礎(chǔ)上采取現(xiàn)場(chǎng)模擬驗(yàn)證是查找問題根本原因一條快的捷徑，通過對(duì) CNC加工中心機(jī)床異常斷點(diǎn)加工信息收集和分析，找到了以下三個(gè)共同點(diǎn)：

（1）每次機(jī)床出現(xiàn)異常斷點(diǎn)加工，前一個(gè)工件加工的機(jī)床都出現(xiàn)故障導(dǎo)致工件未加工完；（ 2）處理此類故障員工復(fù)位程序回零后，手動(dòng)松開工作臺(tái)夾具或手動(dòng)捅電磁閥松開夾具取出工件后，沒有空運(yùn)行機(jī)床，就直接推入下一個(gè)工件加工，因系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致不是從機(jī)床主程序第一把刀具加工，工件直接從復(fù)位故障程序的刀具加工；（ 3） CNC機(jī)床都是半精加工工位的加工中心。

通過對(duì)故障現(xiàn)場(chǎng)采取不同的方法模擬驗(yàn)證，異常斷點(diǎn)加工的根本原因慢慢浮出水面，選臥式數(shù)控加工中心 OP90機(jī)床做驗(yàn)證機(jī)床。

OP90機(jī)床刀具加工工藝： T143—— T144——T145——T150- -T152——T153—— T154——T165

驗(yàn)證方案：選用第三把刀 T145加工時(shí)設(shè)置故障導(dǎo)致機(jī)床停止進(jìn)行驗(yàn)證，程序加工到 T145時(shí)手動(dòng)復(fù)位程序?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)模擬故障

驗(yàn)證方案一：① .回零，按操作面板

Unclamp鍵；② .手動(dòng)打開上料門將工件拉出再推入；③ .按循環(huán)啟動(dòng)。

驗(yàn)證方案二：① .回零，手動(dòng)松開送到工裝；② .手動(dòng)打開上料門將工件拉出再推入；

③ .按循環(huán)啟動(dòng)。

驗(yàn)證方案三：① .回零，按操作面板 Unclamp；② .手動(dòng)打開上料門將工件拉出選擇空循環(huán)程序；③ .循環(huán)啟動(dòng)再推入工件手動(dòng)夾緊工件；④按循環(huán)啟動(dòng)。

方案一、二、三驗(yàn)證結(jié)果：機(jī)床加工程序從第一把 T143刀具開始加工，無斷點(diǎn)加工情況。

驗(yàn)證方案四：①回零，按操作面板 Unclamp鍵；②手動(dòng)打開上料門將工件拉出再推入；③手動(dòng)按操作面板“ Clamp”鍵夾緊工件；④循環(huán)啟動(dòng)。

驗(yàn)證方案五：①回零，按操作面板 Unclamp鍵；②手動(dòng)打開上料門將工件拉出再推入；③手動(dòng)夾緊工件；④循環(huán)啟動(dòng)。

方案四、五驗(yàn)證結(jié)果：程序直接從 T145刀具開始加工，機(jī)床異常斷點(diǎn)加工。

用方案四、五在其它 CNC機(jī)床驗(yàn)證，驗(yàn)證結(jié)果機(jī)床程序直接從復(fù)位程序刀具開始加工，出現(xiàn)異常斷點(diǎn)加工，可排除單臺(tái)機(jī)床特殊性；經(jīng)過以上現(xiàn)場(chǎng)模擬驗(yàn)證，得出以下結(jié)論：

加工中心 CNC機(jī)床遇到故障復(fù)位程序后，松開異常故障工件推入新工件后，只要機(jī)床手動(dòng)夾緊和按操作面板 Clamp鍵，機(jī)床都會(huì)執(zhí)行斷點(diǎn)加工；零件在自動(dòng)狀態(tài)夾緊工件，機(jī)床從程序第一把刀具加工不執(zhí)行斷點(diǎn)。通過人、機(jī)、料、法、環(huán)以及結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)模擬驗(yàn)證結(jié)果分析，臥式數(shù)控加工中心 CNC機(jī)床異常斷點(diǎn)加工根本原因分析的魚骨圖如下圖 1所示：

由魚骨分析圖可以推斷判定， CNC加工中心夾緊程序設(shè)計(jì)存在缺陷，零件未加工完異常狀態(tài)退出后，機(jī)床夾緊系統(tǒng)程序不夠完善，發(fā)生故障復(fù)位程序后，機(jī)床手動(dòng)夾緊或按 Clamp鍵夾緊，系統(tǒng)會(huì)默認(rèn) #581參數(shù) =0（#581=0機(jī)床斷點(diǎn)加工），自動(dòng)循環(huán)運(yùn)行系統(tǒng)程序?qū)⒛J(rèn)為從復(fù)位程序刀具進(jìn)行斷點(diǎn)加工。

3 解決方案

在系統(tǒng)發(fā)生故障復(fù)位程序后，取出異常故障工件放入新的工件，操作員工手動(dòng)夾緊或按 Clamp鍵夾緊，會(huì)導(dǎo)致工件異常斷點(diǎn)加工，會(huì)對(duì)機(jī)床、刀具和工件造成損害，需要將夾緊程序進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化程序后可以避免異常斷點(diǎn)加工；從現(xiàn)場(chǎng)模擬驗(yàn)證結(jié)果分析， CNC機(jī)床加工中出現(xiàn)異常斷點(diǎn)加工，是操作員工沒有意識(shí)到機(jī)床系統(tǒng)夾緊程序存在缺陷，在系統(tǒng)故障復(fù)位程序后，系統(tǒng)仍默認(rèn) #581參數(shù) =0（#581=0機(jī)床斷點(diǎn)加工），當(dāng)取出機(jī)床異常故障工件放入新工件，操作員工手動(dòng)夾緊或按 Clamp鍵夾緊，系統(tǒng)程序?qū)⒛J(rèn)為從復(fù)位程序刀具進(jìn)行斷點(diǎn)加工，因 CNC機(jī)床系統(tǒng)夾緊程序設(shè)計(jì)缺陷，考慮從機(jī)床夾緊程序進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)來解決異常斷點(diǎn)加工問題。

從 CNC的夾緊程序 O0007分析，程序中沒有判斷條件，可在程序中加入判斷條件，因系統(tǒng)故障復(fù)位程序后，系統(tǒng)仍默認(rèn) #581參數(shù) =0（#581=0機(jī)床斷點(diǎn)加工），操作員工手動(dòng)夾緊或按 Clamp鍵夾緊后， CNC機(jī)床默認(rèn)從復(fù)位程序刀具進(jìn)行斷點(diǎn)加工，要解決機(jī)床異常斷點(diǎn)加工，在機(jī)床夾緊 NC程序中加入 FULL RAN的功能 #581=1（#581=1機(jī)床從程序第一把刀加工）判斷條件，復(fù)位程序后系統(tǒng)仍默認(rèn) #581參數(shù) =0，即使操作員工手動(dòng)夾緊或按 Clamp鍵夾緊，因夾緊 NC程序 FULL RAN的功能 #581=1（#581=1機(jī)床從程序第一把刀加工）判斷條件，不管是手動(dòng)夾緊還是按 CLAMP夾緊，系統(tǒng)程序?qū)⒛J(rèn)為從程序頭第一把刀具開始加工，不會(huì)再進(jìn)行斷點(diǎn)加工，避免了刀具和工件的損壞，以及工件漏加工，有效解決了 CNC機(jī)床加工中出現(xiàn)異常斷點(diǎn)加工情況。 O0007（CALL CLAMP）程序中增加 #581=1判定條件，采用現(xiàn)場(chǎng)模擬驗(yàn)證方案四、方案五驗(yàn)證，驗(yàn)證結(jié)果如圖 2所示：

機(jī)床加工程序都從第一把 T143刀具開始加工，未見異常斷點(diǎn)加工； CNC加工中心機(jī)床故障復(fù)位程序后，系統(tǒng)仍默認(rèn) #581參數(shù) =0（#581=0機(jī)床斷點(diǎn)加工）， #585變?yōu)閺?fù)位程序刀具號(hào)，此時(shí)推入新工件，操作員工手動(dòng)夾緊或按 Clamp鍵夾緊后， CNC機(jī)床因夾緊程序設(shè)計(jì)缺陷將默認(rèn)從復(fù)位程序刀具進(jìn)行斷點(diǎn)加工，針對(duì)異常斷點(diǎn)加工問題，通過對(duì)夾緊程序分析和驗(yàn)證，解決這個(gè)問題的關(guān)鍵可以具體為，更改缸蓋加工中心夾緊 NC邏輯程序，完善 48臺(tái)臥式數(shù)控加工中心 CNC機(jī)床的夾緊 NC程序，加工中心夾緊 NC邏輯程序改進(jìn)后，通過方案四、五模擬驗(yàn)證，員工解決故障手動(dòng)復(fù)位回零后，不管是手動(dòng)狀?yuàn)A緊還是按 CLAMP夾緊，系統(tǒng)程序都將默認(rèn)從程序頭第一把刀具開始加工，不會(huì)再進(jìn)行異常斷點(diǎn)加工，避免了刀具和工件的損壞，以及工件漏加工，有效解決了加工中心 CNC機(jī)床手動(dòng)夾緊程序設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致異常斷點(diǎn)加工的問題。

4 結(jié)束語

本文針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)加工車間缸蓋線生產(chǎn)中臥式數(shù)控加工中心 CNC機(jī)床異常斷點(diǎn)加工問題，在采取現(xiàn)場(chǎng)模擬驗(yàn)證無法找到問題根本原因情況下，通過對(duì)機(jī)床報(bào)警故障以及處理故障過程信息收集，在處理故障共同點(diǎn)基礎(chǔ)上采取現(xiàn)場(chǎng)模擬驗(yàn)證找到問題的根本原因，通過對(duì)機(jī)床夾緊程序分析，大膽巧妙的對(duì)數(shù)控機(jī)床的 NC/PLC程序進(jìn)行改進(jìn)，增強(qiáng)程序邏輯判斷條件的嚴(yán)密性，完善了手動(dòng)夾緊工件和按“ Clamp"鍵夾緊工件的邏輯條件，根本上解決了機(jī)床異常斷點(diǎn)故障又不增加成本投入，最終達(dá)到解決 CNC機(jī)床異常斷點(diǎn)加工的目的；提高了員工查找問題原因和解決異常故障的能力，鼓舞了員工學(xué)習(xí)創(chuàng)新、深入分析鉆研的積極性，同時(shí)對(duì)解決 CNC機(jī)床異常故障和機(jī)床邏輯動(dòng)作程序改進(jìn)分析也具有重大指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)：

[1] 德國(guó) EX-CELL-O XS211臥式加工中心操作手冊(cè) .

[2]機(jī)床 CNC基礎(chǔ)知識(shí)：北京發(fā)那科機(jī)電有限公司 .王玉琪 2006年 .

[3] 宏程序的學(xué)習(xí) .北京發(fā)那科機(jī)電有限公司 .

[4] FANUC 0i—MC 操作說明書 .

作者簡(jiǎn)介

蔣文：（1983.08—）男，漢族，湖南永州人，本科，助理工程師，現(xiàn)工作于上汽通用五菱汽車股份有限公司，研究方向：車輛工程。