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數控銑床的故障診斷與維修

2016-11-14 來源（yuán）：齊齊哈爾二機床(集團)有限責任公司作者：羅蕊

摘要：介紹XK778數控銑床工（gōng）作台爬行、過衝或機械抖動故障的診斷過程，找出解決辦法，最終（zhōng）排除故障。

關鍵詞：數控機床；工作台爬（pá）行（háng）；過衝；機械抖動；故障（zhàng）診斷

0.引（yǐn）言

隨著科學技術的迅速發展，數控機床在金屬加工機床總量的比重逐年上升，數控機床有高效、高精度及加工靈活可變和應用範圍廣的特點，成為了國民經濟和國防建設發展的重要裝備。

1.數控機床的工作原理

數控機床是一種裝（zhuāng）有程序控製係統（tǒng）的自動化機床。其根據（jù）被加工零件（jiàn）的圖樣（yàng）與（yǔ）工（gōng）藝方案，用規定的（de）代碼和（hé）程序格式（shì），將刀具的移動軌跡（jì）、加工過程、工藝參數、切削用量等編寫（xiě）成數控係統能識別的加工程序。將編寫好的加（jiā）工程序輸入數控裝置後，數（shù）控裝置對輸入程序進行譯碼、運算處理．對機床各相應部位(如各坐標軸的伺（sì）服驅動（dòng）裝置及輔助控製裝置)發出相對應的控製信號（hào），控製機床完（wán）成零件的加工。數（shù）控機床（chuáng）能極好（hǎo）地解決複（fù）雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題。

2.數控機床的（de）特點

(1)機床品種（zhǒng）多樣化，對加工對象的適應性強。

(2)jJII精度（dù）高，具有（yǒu）穩定的加工質量。

(3)可進行多坐標（biāo）的（de）聯動，能加工形（xíng）狀複雜的（de）零件（jiàn）。

(4)當加工零件改（gǎi）變時，隻需要更改（gǎi）數控程序，節省生產準備時間。

(5)機床本身的精度高、剛性大，可選擇有利的（de）加工用量（liàng），生產率（lǜ）高(一般為普通機床的3～5倍)。

(6)機床結構複雜，自動化程度高，可以減（jiǎn）輕（qīng）勞動強度。

(7)有利於現（xiàn）代化的生產管理。

(8)可靠性高等等。

3.數控銑床故障診斷（duàn）

數控機床的品種多樣和結構複雜，對El常的故障診斷（duàn）與維修提出（chū）了很高的要求，要求（qiú）能及（jí）時（shí）、快速、準確地判斷（duàn）故障原因並加以維修，恢複正常的工作生產（chǎn）。數控機（jī）床的維修（xiū）不同於傳統的（de）機床維修，出現故（gù）障時要查（chá）看報警信息和各種指示燈的狀（zhuàng）態（tài）。並對各項信息分析，初步確定哪一單元（yuán）出現何種故障（zhàng），然（rán）後進行維修處理，一般常用直接法、交（jiāo）換法、原理分析法、手動幹擾法、斷路法等對（duì）故（gù）障現（xiàn）象進行（háng）判斷（duàn）維修。齊齊哈爾二機床(集團)有限責任公司XK778數控銑床主機采用FANUC一0i數字控製係統，配合數字伺服係統．可實現三軸聯動，進給（gěi）電機均采用FANUC數（shù）字交流伺服電機（jī），內置編碼器，進給（gěi）係統采用滾珠絲杠，進給導軌采用高精度直線導軌。其（qí）使用中出現如下問題：

(1)數控銑床使用過程（chéng）中，X軸（zhóu）有進給（gěi）爬行和過衝現象，並且（qiě）隨（suí）著（zhe）工作台（tái）上的負載增加，爬行和過衝現象（xiàng）更加嚴重。

經（jīng）反複觀察分析（xī）原（yuán）因可能是：機械傳動間隙過大（dà）或間（jiān）隙不均勻：電氣位置反（fǎn）饋特（tè）性存在問題。

運用原理分析方法對（duì）控製係統進（jìn）行分（fèn）析，以找出該機床故障原因（yīn）。該數控銑床是閉環控製係（xì）統，與半閉環控製（zhì）係統故障現象不同，半閉環控製（zhì）係（xì）統具有（yǒu）一定的周期性，和位置的相關性不大，所以（yǐ）在修理中，采用將閉（bì）環控製係統改成半閉環控製係統的（de）方法，來找出是（shì）何種原因引起故障。

在最大行程內測（cè）量該機床X軸重複定（dìng）位精度和定位精（jīng）度。該機床技術參數（shù）的重複定位精度為0．005mm，X、Y、Z軸定位精度均為0．01mm。經測（cè）量發現該（gāi）機床X軸重複定位精度和（hé）定（dìng）位（wèi）精度存在較大誤差，由此判斷該機床x軸進給（gěi）傳動係統出現（xiàn）問題。首先調整進給係統消隙機構，沒有消除故障。進（jìn）一步分析進給傳動係統，拆卸下伺服電動機，發（fā）現撓性聯軸（zhóu）節與伺服電（diàn）動機傳動軸配合不良，導致遇（yù）負載時存在打滑現象，致使X軸爬行、進給不穩。根據電動機傳動軸尺寸重新加工撓性聯軸（zhóu）節內外錐環，安裝後運轉機床。故障排除。

機床在起動加速段或（huò）低速送給出現爬行故障的原因是進給傳動鏈的潤滑狀（zhuàng）態不良、伺（sì）服係統增益（yì）低及外加負載過（guò）大等。尤其要注意（yì）的是。伺服電動機或滾珠絲杠聯接（jiē）用的（de）聯軸節連接鬆動或聯軸節本（běn）身的缺陷（xiàn），如裂紋等，會造（zào）成滾（gǔn）珠（zhū）絲杠轉動與伺服電動機的轉動不同步，從而使進給運（yùn）動忽快忽慢，產生爬行現象。

(2)該數控銑（xǐ）床運行時，機床工作台X軸位移方（fāng）向出現明顯的機械抖動，但報警信（xìn）息和各種指示燈的狀態都正常。

首先，觀察X軸、y軸和（hé）Z軸位移脈衝數（shù）字量的變化速率。觀察後發現顯示器上X軸位移脈衝數字量（liàng）的速率相對均勻，由此排除係統軟件參（cān）數與硬件控（kòng）製電路（lù）故障的原因。進一步檢查，並采用交換法，判斷故障所在部位，交換伺服控製單元後發現故障並沒有轉移，因此故障的（de）部位應在X軸（zhóu）伺服電動機（jī）與絲杠傳（chuán）動鏈一側。卸下電動機與滾珠絲杠間的撓性聯軸節，單獨通電（diàn）檢查伺服電動機。發現該伺服電動機運（yùn）轉時無振動現象，因此故障部位應在機（jī）械傳動部分。原因（yīn）可能是：滑枕楔鐵鬆（sōng）動．滾珠絲杠螺母內的（de）反相器處有髒物與鐵屑，滾珠絲杠軸承損壞或滾珠絲杠，螺母存在“軸向竄（cuàn）動”等（děng）。

取下撓性聯軸節，用扳手轉動滾珠絲杠，進行手感（gǎn）檢查。檢查發現，能清晰感覺到抖動，並且絲杠的全行程範圍都有這種異常抖動現象。所以（yǐ），確定是滾珠絲杠出現問題．卸下（xià）滾珠絲杠進行檢查，發現滾珠絲杠軸承損壞，更換新的同型號規格的軸承後，機床工作台抖動現（xiàn）象消失，故障排除。

4.結語（yǔ）

數控機床種類繁多，但是數控係統（tǒng）結構是一致的。因此（cǐ）對不同類型數控機床故障的診斷思（sī）路（lù）和維（wéi）修方法（fǎ）是相同的。采（cǎi）用類技巧（qiǎo），應用上述數控（kòng）銑床的故障（zhàng）診（zhěn）斷與維修技巧對其他類型數控機床進行維修，可達到快、好、省的維修效果。

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