軋輥加工機(jī)床是專門用于加工軋輥的機(jī)床，是軋鋼生產(chǎn)線必不可少的輔助設(shè)備之一。軋輥加工機(jī)床電氣控制系統(tǒng)包括主軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)及其控制系統(tǒng)和Z軸向走刀伺服電機(jī)及其控制系統(tǒng)，有些精度要求高的機(jī)床會加入X軸向走刀伺服電機(jī)及其控制系統(tǒng)。下面對某鋼廠中型型鋼熱連軋生產(chǎn)線的軋輥加工機(jī)床控制系統(tǒng)進(jìn)行說明。
1.某鋼廠軋輥加工機(jī)床控制系統(tǒng)簡介
該鋼廠中型型鋼熱連軋生產(chǎn)線軋輥加工機(jī)床包括兩臺數(shù)控機(jī)床和若干臺普通機(jī)床。數(shù)控機(jī)床其控制系統(tǒng)采用西門子伺服驅(qū)動器SIMODRIVE 611 控制X軸向伺服電機(jī)和Z軸向伺服電機(jī)，其操作面板為西門子SINUMERIK 802D PCU。主軸直流電機(jī)通過西門子6RA70 SIMOREG DC MASTER進(jìn)行控制調(diào)節(jié)主軸轉(zhuǎn)速;該系統(tǒng)中，伺服611控制器作為伺服驅(qū)動器的同時，還作為整個數(shù)控軋輥機(jī)床的核心控制單元，其通過PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)分別與802D PCU操作面板和6RA70直流調(diào)速控制器連接進(jìn)行通訊。普通機(jī)床主軸直流電機(jī)采用西門子6RA70 SIMOREG DC MASTER進(jìn)行調(diào)速控制，軸向走刀伺服電機(jī)采用安川SGM-30ADA，通過西門子S7-200PLC進(jìn)行程序控制，使用PROFIBUS-DP進(jìn)行通訊。
2.數(shù)控軋輥機(jī)床故障處理實(shí)例
2.1 故障處理實(shí)例1
某年8月15日夜間數(shù)控機(jī)床在加工軋輥過程中多次自動停車。
8月16日上午，電氣維修人員到現(xiàn)場觀察捕捉故障現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)機(jī)床橫向（Z軸）運(yùn)行一段時間后報故障，報故障停車多發(fā)生在加工軋輥過程中（其中只有一次在空轉(zhuǎn)時報故障停車）。西門子802D面板顯示報警內(nèi)容為380500↓Profibus-DP：驅(qū)動Z1，代碼608數(shù)值0 時間1956628。更換802D編程器內(nèi)一個DP網(wǎng)頭，更換后故障仍然發(fā)生。上網(wǎng)查閱資料，伺服電機(jī)控制器（西門子SIMODRIVE 611裝置）報代碼為608故障為過負(fù)荷運(yùn)行。
8月16日夜間，電氣維修人員對X軸和Z軸西門子611伺服控制器的逆變器進(jìn)行互換（倒換X軸和Z軸控制板，編碼器線路，主軸測速發(fā)電機(jī)線路和負(fù)荷線）互換后運(yùn)行X軸，一段時間后報故障，Z軸能夠正常運(yùn)行，排除611控制器故障。之后機(jī)械維修人員調(diào)整了Z軸絲杠間隙，對機(jī)械部分進(jìn)行潤滑維護(hù);電氣維修人員再次互換X軸和Z軸611控制器的逆變器。
8月17日上午，電氣維修人員試車發(fā)現(xiàn)Z軸伺服電機(jī)無法轉(zhuǎn)車，啟車后立即報608故障，摘開電機(jī)連接軸，電機(jī)出現(xiàn)振顫現(xiàn)象，仍然報608故障?；Q裝置后，故障現(xiàn)象依舊，因此懷疑Z軸伺服電機(jī)有問題。
8月18日，到相關(guān)技術(shù)部門對Z軸電機(jī)進(jìn)行檢查。8月21日，反饋信息為此伺服電機(jī)內(nèi)部有一插排松動，現(xiàn)已修復(fù)，并可以正常轉(zhuǎn)車。安裝電機(jī)后，電機(jī)依然報608故障。
8月22日上午，電氣維修人員進(jìn)行現(xiàn)場故障排查，最后將Z軸伺服電機(jī)負(fù)荷線U相和W相進(jìn)行互換，Z軸伺服電機(jī)可正常運(yùn)行，將電機(jī)與絲杠連接好后可以正常加工軋輥，一直將故障發(fā)生前的軋輥加工完畢，未報故障。
實(shí)例1故障原因分析：
（1）最初機(jī)床橫向（Z軸）運(yùn)行一段時間后報608（過載）故障原因?yàn)椋╝）機(jī)械卡阻原因，現(xiàn)場維修廠家機(jī)械人員調(diào)整絲杠間隙并做了潤滑維護(hù);（2）伺服電機(jī)內(nèi)部插排松動。
（2）伺服電機(jī)出現(xiàn)振顫，隨后報608（過載）故障原因?yàn)榛QX軸和Z軸611伺服控制器的逆變器時，將負(fù)荷線倒成反轉(zhuǎn)，引起系統(tǒng)故障。
實(shí)例1故障經(jīng)驗(yàn)總結(jié)：
（1）802D和611控制器控制下的伺服電機(jī)倒負(fù)荷線要慎重，如果負(fù)荷線倒成反轉(zhuǎn)，可引起編碼器反饋與電機(jī)實(shí)際運(yùn)行方向不一致，電機(jī)出現(xiàn)振顫現(xiàn)象并報故障。
（2）伺服控制器出現(xiàn)608（過載）故障后，首先摘開電機(jī)連接軸，讓其空負(fù)荷運(yùn)行一段時間，這樣可直接判斷出機(jī)械故障或電氣故障。
2.2 故障處理實(shí)例2
某年11月13日，某普通機(jī)床主軸電機(jī)6RA70箱報F040故障，復(fù)位后試車又報故障，主軸無法轉(zhuǎn)車。11月14日，車間組織對機(jī)床故障進(jìn)行查找，更換CUD1板后，機(jī)床可正常運(yùn)行。11月15日，機(jī)床在線正常車輥。
第二年5月4日，普通軋輥機(jī)床走刀可正轉(zhuǎn)運(yùn)行無法反轉(zhuǎn)運(yùn)行，5月4日—5月7日對7#機(jī)床故障進(jìn)行了查找，對各線路、開關(guān)、繼電器、接觸器查找，未發(fā)現(xiàn)問題。對伺服電動機(jī)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)編碼器有兩顆線斷路，將線路焊接好后，走刀仍可正轉(zhuǎn)運(yùn)行無法反轉(zhuǎn)運(yùn)行。
5月8日至5月9日再次查找故障，用萬用表測量走刀安川調(diào)速器（SGM-30ADA），線號為1222線路電壓不正常，對地測量為-7V（正常應(yīng)為0V）。繼續(xù)查找至70箱CUD1板，發(fā)現(xiàn)線號為1229線路對零線1222電壓為3V，對地測量正常為-10V（對零線1222測量應(yīng)為-10V）;線號為1220線路電壓對零線1222為23V（對零線1222測量應(yīng)為+10V）。將三條線路從CUD1板上摘開，測試線路所在端子，X175端子14對地電壓不正常為-7V，X174端子2、3電壓正常，電壓為（X174端子2上連接1229線路，端子3上連接1220線路;X175端子14上連接1222線路）。查看6RA70手冊，X175端子14和15為一個模擬量輸出通道，判斷此模擬量通道損壞，測量另一個備用模擬量輸出通道，與此通道一樣也發(fā)生損壞。之后更換前一年11月13日更換下的CUD1板，走刀可正常運(yùn)行，但主軸依舊無法正常運(yùn)行。將1222線路與地相接，走刀可正常運(yùn)行，機(jī)床具備正常工作條件，但主軸轉(zhuǎn)速表無法正常顯示。
5月10日更換CUD1板，機(jī)床可正常運(yùn)行，主軸轉(zhuǎn)速表顯示正常。
實(shí)例2故障原因分析：
此故障主要原因?yàn)闄C(jī)床70箱CUD1板模擬量輸出通道損壞引起，中間處理故障時還發(fā)現(xiàn)伺服電機(jī)編碼器線路開焊。70箱CUD1板兩個模擬量輸出為電流源4～20mA信號，X175端子14（1222線路）既是走刀調(diào)速器（SGM-30ADA）調(diào)速模擬量輸入±10V的零線，又是主軸電機(jī)轉(zhuǎn)速表4～20mA輸出，故障原因主要為CUD1板模擬量輸出損壞，X175端子14帶有-7V電壓，±10V與其電位差偏差過大（電位差分別為23V和3V），走刀模擬量輸出不正確，引起反轉(zhuǎn)模擬量控制電壓出現(xiàn)正值（100%轉(zhuǎn)速應(yīng)為-10V），致使走刀伺服電機(jī)無法反轉(zhuǎn)。將1222線路與地相接后，X175端子14為0V，與±10V建立正確電位差，走刀伺服電機(jī)可正常運(yùn)行，但此時此模擬量通道徹底損壞X175端子14、15輸出不了4～20mA信號，主軸轉(zhuǎn)速表便無法正常顯示。
3.結(jié)語
軋輥加工機(jī)床控制系統(tǒng)同其他設(shè)備的控制系統(tǒng)一樣，在運(yùn)行使用過程中不可避免地要產(chǎn)生一些故障。本文詳細(xì)記錄闡述了某鋼廠中型型鋼熱連軋生產(chǎn)線的兩種軋輥加工機(jī)床控制系統(tǒng)的兩次維修實(shí)例，可為類似相關(guān)設(shè)備控制提供技術(shù)處理借鑒。