1、浅谈 CRTS型轨道板专用数控磨床打磨工艺及常见故障处理摘要：高速铁路作为现代社会的一种高科技运输方式走入了我们的生活，一种高精度严要求的现代化自动高科技产品数控磨床成为了成品板生产工艺中的核心。打磨工艺就是利用 CRTS型轨道板专用数控磨床将轨道板承轨台依据设计线路数据打磨成与设计线型相符合并按铺设位置固定排列的成品板加工工艺，无疑这种技术成为了列车高速、平稳、舒适运行的必要条件。数控磨床在运转过程中，难免会出现故障，经过长时间研究总结发现，影响生产的常见故障具有易发典型性，如果能对这些易发故障进行及时的高效解决，就能大幅度提高生产效率，保证工程进度。 关键词：数控磨床 打磨工艺 常见故障
2、中图分类号： TG519 文献标识码： A 文章编号： 绪论：沪昆铁路客运专线是国家中长期铁路网规划中的快速客运通道之一，其轨道结构采用 CRTS型无砟轨道结构系统。我单位承建沪昆客专杭州至长沙铁路客运专线（江西段）工程站前施工 HKJX3 标DK430+172.34DK532+719.846 段约 114.479KM，共有型轨道板 34800块，全部采用数控磨床 24 小时对型板承轨台进行精打磨加工，因此熟悉数控磨床的打磨工艺和确保机械的正常运转直接关系到工程进度。当数控磨床发生故障时，我们能借鉴以往的工作经验理论与实际相结合，才能及时准确地进行故障处理，提高效率节省资源。 一打磨原理 数控
3、磨床对型板的打磨原理是引用西门子数控操作软件操控磨床，利用专用测量软件，通过探针、激光等高科技传感测量技术，以铁设院的设计要求对毛坯板承轨台的几何关键点进行测量，生成相对于磨床给定测量原点的三维坐标，数控磨床通过博格软件将每块轨道板的设计数据转换成相对磨床的机械坐标，将实际测量数据与设计要求数据对比分析生成毛坯板的磨削量，通过对每块型板的 20 个承轨台定量磨削，毛坯板才能成为具有设计几何角度的轨道板，如图 1：打磨后的效果图。 图 2 为专用数控磨床外观及建立的坐标系图 二打磨工艺流程： 打磨工艺流程如下： 在生产计划系统输入轨道板打磨计划在毛坯板存放区选择时间和质量都合格的轨道板翻板机将轨
4、道板翻转为正面向上通过滚轮运输线将轨道板运至自动切割机处切割毛坯板上外漏的预应力钢筋头进入等待打磨工位准备打磨进入打磨室进行打磨流程作业测量系统检测质量合格后雕刻相应的轨道编号安装扣件按比例抽查轨道板进行绝缘检测外运至成品板存板区存放。 2.1 打磨生产计划安排 轨道板打磨前首先要进行打磨生产计划安排，由生产计划系统微机（AV 机）管理员完成，AV 机与数控磨床的数据传输硬件结构组建，管理员依据现场计划工期、各作业面进度、铺板方向顺序进行计划安排，将铁设院提供的打磨数据进行处理并导入数据库中，通过 AV 机系统分析后按打磨计划传入数控磨床的控制电脑里进行打磨，生产计划系统软件的数据流向详见图
5、3：: 2.2 翻转毛坯板 毛坯板翻转主要由翻转机完成，将相应合格的毛坯板由龙门吊运至翻板机，人工以观察毛坯板上的测量锥孔位置方法，依据要打磨板的左右线位置旋转摆正毛坯板前进方向，并由两个工人配合龙门吊安全稳当地将毛坯板放到翻转机上。启动翻转机液压装置，将毛坯板夹紧后上升固定架至翻转机最高安全位，翻转 180使轨道板正面向上。下降固定架使毛坯板安全落至滚轮运输线上，放松翻转机锁紧夹爪。 2.3 切割外漏预应力钢筋 通过滚轮运输线将翻转后的毛坯板运至预应力钢筋切割工位，人工启动自动切割机后随时观察及时调整，确保将毛坯板两侧的外漏预应力钢筋头切割至与毛坯板侧面齐平。对于个别切割后仍突出的钢筋头人工
6、用手动切割机进行安全切除以确保外观质量。完成后通过滚轮运输线将毛坯板运至等待打磨工位，准备打磨。 2.4 打磨轨道板 轨道板打磨是操作人员通过电脑控制数控磨床自动完成的，工艺如下： 2.4.1 毛坯板进入打磨室定位 正常状态下打磨室的进板门和出板门为打开状态，操作人员通过滚轮运输线的行程开关控制使毛坯板从等待打磨工位进入打磨室，毛坯板由滚轮运输线驱动、液压油缸上的导向轮引导前进碰触减速开关后，毛坯板慢速前行同时毛坯板定位止档气缸升起，当毛坯板碰触定位止档装置上的终端开关后驱动系统停止，毛坯板到位止档气缸下落。 2.4.2 顶板调平锁定毛坯板 当毛坯板进入打磨室停置好后，数控磨床操作界面进入机器
7、准备状态，然后操作手点击一下继续按钮，则数控磨床液压调平固定系统工作。首先由毛坯板下方的调平油缸、顶升油缸和支撑油缸共同工作将毛坯板通过重力感应调平顶起，使毛坯板处于无应力状态，然后由两侧的定位油缸和夹紧油缸共同工作，将调平顶起的毛坯板固定夹紧。完成后点击程序按钮，待油缸系统的压力指数稳定后，查看其是否在调平误差范围内，确保毛坯板调平。顶板同时操作手需在数据界面里的模具号程序内，输入该毛坯板的模具号及浇筑日期。 2.4.3 测量毛坯板 毛坯板顶板调平后磨床的操作界面会显示 “测量程序开始” ，此时操作手在确保磨床都处于正常状态时，启动操作盘上的“Cycle Start(循环开始)”按钮，测量系
8、统开始工作，磨床 1、2 通道上的激光同时对该毛坯板的 20 个承轨面进行扫描，并将数据反馈回执行电脑，电脑将反馈数据和设计要求数据对比处理，生成打磨程序。 2.4.4 打磨轨道板 测量完成后操作界面跳转至“打磨程序开始” ，操作界面右上方会显示此毛坯板需要磨削掉的打磨量，打磨量等于粗磨量乘以粗磨次数。粗磨量由 NC 程序内的最大打磨量控制，粗磨量小于等于最大打磨量，例如测量程序测量出毛坯板的打磨量为 4mm，NC 设最大打磨量为 3，则系统生成的打磨程序为粗磨量为 2mm 粗磨次数为 2 次。操作员在确保打磨量小于毛坯板预留打磨余量 5mm 时，启动操作盘上的“Cycle Start(循环开
9、始)”按钮，开始打磨，打磨时先按承轨台一半宽度进行打磨，到达板尽头后，磨头旋转 180进行另一半打磨。如图 4. 2.4.5 质量检测 打磨程序完成后，系统会自动生成成品板检测程序，操作界面跳转至“开始质量检测程序” ， 启动操作盘上的“Cycle Start(循环开始)”按钮，磨床通过激光测量系统对打磨后的承轨台进行质量检测，检测数据通过软件分析生成质量报表可在质量界面里查询。质量数据合格进行下一步操作后会自动反馈至 AV 机保存。对于打磨质量检测不合格的有两种原因，一实际打磨质量不合格则操作人员将根据实际情况调整参数进行再次打磨，直至合格；二测量过程中由于测量误差造成的不合格现象，则操作人
10、员使用专用量具检测验证质量合格后，在人工放行界面里注明原因后手动放行，进行下一步操作。 2.4.6 雕刻轨道板编号 上一步质量检测程序结束后系统自动跳转至“开始刻字” ， 启动操作盘上的“Cycle Start(循环开始)”按钮后，系统将通过自带的雕刻轴自动雕刻打磨编号；后由于我单位发现该步骤可分离执行，经过研究将系统自带的雕刻系统屏蔽，在打磨室外重新设置一专用轨道板雕刻机，这样在外置雕刻机无故障情况下都由其完成轨道板编号雕刻任务，每块板的打磨时间平均缩短 2 分钟，我单位打磨任务共 34800 块轨道板，通过改善可直接缩短工期 48 天。 2.4.7 成品板清洗运出打磨室 因刻字程序屏蔽，在
11、系统开始刻字程序内，启动操作盘上的“Cycle Start(循环开始)”按钮，系统将执行打磨后成品板清洗动作，同时固定毛坯板的油缸放松下降，使成品板安全下落后导向气缸伸出，打磨室前后进板门和出板门同时打开，操作人员通过滚轮运输线控制开关运出成品板运进毛坯板，准备下一块轨道板打磨。打磨流程将返回 2.4.1 进行循环打磨。 2.5 轨道板编号雕刻 刻字机操作手在电脑上利用软件制作该轨道板相应编号，用 U 盘将编号导入刻字机系统，通过运输线控制系统将轨道板停至雕刻位置，先启动雕刻机的清水冲洗泵，再通过手柄启动刻字程序人工监测完成雕刻编号任务。 2.6 扣件安装 刻字结束后，成品板行至扣件安装工位，
12、由 4 个经过培训的扣件安装工人按要求安装扣件。 2.7 绝缘检测 扣件安装完成后成品板进入绝缘检测区，由质量检测部门的专职检测员按比例要求抽查，通过电桥测量仪进行绝缘检测并记录检测结果。 2.8 成品板外运 绝缘检测结束后，工人外运通过横移小车将成品板从滚轮运输线上运出存至临时台座上，通过工人配合行车将成品板吊至外运汽车上拉出存放。 三常见故障分析处理 3.1 打磨曲线板时，C 摆定位误差比较大，导致曲线板打磨不合格 现象：C 摆刹车定位误差在打磨承轨台时超过 0.03mm，打磨结果在质量检测后质量数据显示红色不合格项，具体主要出现在对应通道的小钳口质量中。上述现象基本可以肯定故障出现在 C
13、 摆刹车上，需要及时维修处理。 处理方法：打开对应通道的 C 摆刹车装置，检查 C 摆刹车制动装置上的顶杆是否在 C 摆刹车松开的情况下松动，如有松动则需紧固。如果顶杆正常则需按照以下方法排查调整： a 刹车盘与上下刹车片之间不能有铁屑毛刺，如用手摸上去有划痕毛刺则需用 120 的水沙纸打磨光滑。 b刹车盘与下刹车片之间的间隙控制在 0.05mm 之内，要保证间隙均匀。 c刹车盘与上刹车片之间的间隙控制在 0.02mm 之内，即上刹车片是浮在刹车盘上的，上刹车片上的 M8 连接螺钉不要紧固。 d检查斜楔块和油缸的同心。 e斜楔块顶出时不能顶到链条上。 f油缸顶端的螺母在制动时，不能碰到 C 摆
14、支座。 g上下斜楔块的间隙要控制在 0.51mm 之间，要间隙均匀。 要求在加工时注意保证上下斜楔块角度的一致性。 h.刹车盘的端面跳动控制在 0.05mm 之内，若出现超差，可通过调节胀紧套上螺钉的扭力。万一胀紧套的调节余量有限，可在刹车盘和大链轮之间垫塞尺来调节。 3.2 某通道气缸未在顶端 现象：磨床在正常执行完毛坯板测量程序或是成品板质检程序时，对应的下一步程序不自动继续，诊断故障栏显示某通道气缸收回未到顶端。出现此情况则基本可以肯定是由于某通道的气缸在上升至顶端后没有感应到上方定位的感应信号或是由于当时气压压力不足 7Mpa 以致气缸没有完全升至顶端。 处理方法：首先查看当时气压是否
15、正常，在确认正常后再将操作程序切换至手动方式，手动单击屏幕上某通道对应的气缸上升按钮后，维修技术员通过竹梯爬到磨床的横梁上方，查看会发现有问题通道气缸上方的红色感应信号灯未亮，此时用内六角扳手松开固定感应信号灯的螺丝并上下慢慢移动直到听见气缸噗嗤一声收回锁紧同时感应信号的红色指示灯亮起为止，然后操作手再手动下降气缸，动作完成后再上升气缸，维修技术员寻找气缸上能感应到上升锁紧位置的最低点，按照以上方法多试几次，发现没有问题后用内六角螺丝固定紧固，问题解决。 3.3 X 轴回零时 10654 报警 现象：在正常打磨时突然停电，在供电以后 X 轴回零时只要在操作键盘上按回零键磨床就开始报警，同时屏幕
16、上方显示红色错误警示，通道 1 等待同步耦合 1 的同步启动，报警编码为 10654， 。此故障可能是因为突然停电导致 X 轴在一通道和二通道方向出现了扭曲现象。 处理办法：在报警声中继续 X 轴回零，此时回零结果 X 轴回零值非0.00，举例：此时 X 轴回零值为 6.444，将此数据记录后，在程序中查找机床数据中的轴 MD，然后通过侧边下拉菜单中的搜索键查找 34090 文件，找到后通过侧边菜单中的+-键选择二测量即 X2，此时将二测量状态下34090【0】对应的数值-1.239 修改，修改方法为将刚刚记录的首次回零的非零报警值取反数（-6.444）补入其中，例如此时二测量状态下的3409
17、0【0】的数值应修改为：-1.239+（-6.444）=-7.683，修改完成后在侧边的下拉菜单中按下设 MD 有效按键，完成后退出返回回零界面再次回零则上述故障消除，X 轴回零值为 0.00。 3.4 A、C 轴发生主动编码器报警 现象：C 轴在旋转过程中突然停止并且有报警提示主动编码器出错，此时数控磨床任何动作不能进行。 处理办法：此原因是因为对应轴的读数头与磁栅之间进入了水或其他杂物，此时只能进行热启动（NCK 复位） ，NCK 完成后旋转 C 轴清理磁栅与读数头之间的杂物，完成后对所有轴进行回零即可。 3.5 自动顶板时油缸动作异常 现象：操作界面上平板上升按钮上的绿色显示灯常亮，平板
18、上升动作一直在执行中，打磨室内的定位油缸和夹紧油缸不动作，出现此故障则可以基本肯定某个油缸上的压力开关损坏 处理办法：需要检查顶升油缸、定位油缸、调平油缸、支撑油缸上的压力开关是否损坏，判断是否损坏最简单的办法就是观察压力开关上的显示数值在平板上升时是否有变化或是与其他对应油缸上的压力数值一致，不变化或是不一致的则可以肯定损坏，需要更换。 3.6 C 轴在 0和 180定位时打磨平面出现高度错位 现象：打磨完成后同一个承轨台以中心线分隔，两边有明显的高低挫台 处理办法：当同一通道上所有承轨台均出现挫台时，则说明数控设置文件（NC.INI）中预设值 Schw_C1_180_Z_Korr = (-
19、0.4) /Schw_C2_180_Z_Korr = (-0.4) 出现了误差,需要更改，举例如下： 如果在 180定位时的一半承轨台高出 0.2，则参数（-0.4）-0.2将对应 C1 或 C2 通道的 Schw_C_180_Z_Korr 参数改为-0.6，反之改为（-0.4）+0.2=-0.2。 3.8 打磨框架优化过程失败 现象：轨道板进入打磨室，正常执行完毛坯板检测程序后，操作屏幕上方显示红色错误代码，并没有打磨量生成，诊断故障显示框架优化过程失败。 处理办法： 上述故障可能是由于该打磨数据要求的曲线弧度太大，此毛坯板预留的打磨量在 5mm 之内不能达到打磨数据要求的弧度，因此有两种办法解决：1、更换直线打磨数据；2、更换毛坯板。
