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數(shù)控銑床的故障診斷與維修
2021-07-27 17:11:42
1.數(shù)控機(jī)床的工作原理
數(shù)控機(jī)床是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床。其根據(jù)被加工零件的圖樣與工藝方案，用規(guī)定的代碼和程序格式，將刀具的移動(dòng)軌跡、加工過(guò)程、工藝參數(shù)、切削用量等編寫(xiě)成數(shù)控系統(tǒng)能識(shí)別的加工程序。將編寫(xiě)好的加工程序輸入數(shù)控裝置后，數(shù)控裝置對(duì)輸入程序進(jìn)行譯碼、運(yùn)算處理．對(duì)機(jī)床各相應(yīng)部位(如各坐標(biāo)軸的伺服驅(qū)動(dòng)裝置及輔助控制裝置)發(fā)出相對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)，控制機(jī)床完成零件的加工。數(shù)控機(jī)床能解決復(fù)雜、小批量、多品種的零件加工問(wèn)題。
2.數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)
(1)機(jī)床品種多樣化，對(duì)加工對(duì)象的適應(yīng)性強(qiáng)。
(2)具有穩(wěn)定的加工質(zhì)量。
(3)可進(jìn)行多坐標(biāo)的聯(lián)動(dòng)，能加工形狀復(fù)雜的零件。
(4)當(dāng)加工零件改變時(shí)，只需要更改數(shù)控程序，節(jié)省生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間。
(5)機(jī)床本身、剛性大，可選擇有利的加工用量(一般為普通機(jī)床的3～5倍)。
(6)機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜，自動(dòng)化程度高，可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。
(7)有利于現(xiàn)代化的生產(chǎn)管理。
3.數(shù)控銑床故障診斷
數(shù)控機(jī)床的品種多樣和結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)El常的故障診斷與維修提出了很高的要求，要求能及時(shí)、準(zhǔn)確地判斷故障原因并加以維修，恢復(fù)正常的工作生產(chǎn)。數(shù)控機(jī)床的維修不同于傳統(tǒng)的機(jī)床維修，出現(xiàn)故障時(shí)要查看報(bào)警信息和各種指示燈的狀態(tài)。并對(duì)各項(xiàng)信息分析，初步確定哪一單元出現(xiàn)何種故障，然后進(jìn)行維修處理，一般常用直接法、交換法、原理分析法、手動(dòng)干擾法、斷路法等對(duì)故障現(xiàn)象進(jìn)行判斷維修。齊齊哈爾二機(jī)床(集團(tuán))有限責(zé)任公司XK778數(shù)控銑床主機(jī)采用FANUC一0i數(shù)字控制系統(tǒng)，配合數(shù)字伺服系統(tǒng)．可實(shí)現(xiàn)三軸聯(lián)動(dòng)，進(jìn)給電機(jī)均采用FANUC數(shù)字交流伺服電機(jī)，內(nèi)置編碼器，進(jìn)給系統(tǒng)采用滾珠絲杠，進(jìn)給導(dǎo)軌采用直線導(dǎo)軌。其使用中出現(xiàn)如下問(wèn)題：
(1)數(shù)控銑床使用過(guò)程中，X軸有進(jìn)給爬行和過(guò)沖現(xiàn)象，并且隨著工作臺(tái)上的負(fù)載增加，爬行和過(guò)沖現(xiàn)象嚴(yán)重。
經(jīng)反復(fù)觀察分析原因可能是：機(jī)械傳動(dòng)間隙過(guò)大或間隙不均勻：電氣位置反饋特性存在問(wèn)題。
運(yùn)用原理分析方法對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，在找出該機(jī)床故障原因。該數(shù)控銑床是閉環(huán)控制系統(tǒng)，與半閉環(huán)控制系統(tǒng)故障現(xiàn)象不同，半閉環(huán)控制系統(tǒng)具有周期性，和位置的相關(guān)性不大，所以在修理中，采用將閉環(huán)控制系統(tǒng)改成半閉環(huán)控制系統(tǒng)的方法，來(lái)找出是何種原因引起故障。
在行程內(nèi)測(cè)量該機(jī)床X軸重復(fù)定位精度和定位精度。該機(jī)床技術(shù)參數(shù)的重復(fù)定位精度為0．005mm，X、Y、Z軸定位精度均為0．01mm。經(jīng)測(cè)量發(fā)現(xiàn)該機(jī)床X軸重復(fù)定位精度和定位精度存在較大誤差，由此判斷該機(jī)床x軸進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題。首先調(diào)整進(jìn)給系統(tǒng)消隙機(jī)構(gòu)，沒(méi)有故障。進(jìn)一步分析進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)，拆卸下伺服電動(dòng)機(jī)，發(fā)現(xiàn)撓性聯(lián)軸節(jié)與伺服電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軸配合不良，導(dǎo)致遇負(fù)載時(shí)存在打滑現(xiàn)象，致使X軸爬行、進(jìn)給不穩(wěn)。根據(jù)電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軸尺寸重新加工撓性聯(lián)軸節(jié)內(nèi)外錐環(huán)，安裝后運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)床。故障排除。
機(jī)床在起動(dòng)加速段或低速送給出現(xiàn)爬行故障的原因是進(jìn)給傳動(dòng)鏈的潤(rùn)滑狀態(tài)不良、伺服系統(tǒng)增益低及外加負(fù)載過(guò)大等。尤其要注意的是。伺服電動(dòng)機(jī)或滾珠絲杠聯(lián)接用的聯(lián)軸節(jié)連接松動(dòng)或聯(lián)軸節(jié)本身的缺陷，如裂紋等，會(huì)造成滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)與伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)不同步，從而使進(jìn)給運(yùn)動(dòng)忽快忽慢，產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。
(2)該數(shù)控銑床運(yùn)行時(shí)，機(jī)床工作臺(tái)X軸位移方向出現(xiàn)明顯的機(jī)械抖動(dòng)，但報(bào)警信息和各種指示燈的狀態(tài)都正常。
首先，觀察X軸、y軸和Z軸位移脈沖數(shù)字量的變化速率。觀察后發(fā)現(xiàn)顯示器上X軸位移脈沖數(shù)字量的速率相對(duì)均勻，由此排除系統(tǒng)軟件參數(shù)與硬件控制電路故障的原因。進(jìn)一步檢查，并采用交換法，判斷故障所在部位，交換伺服控制單元后發(fā)現(xiàn)故障并沒(méi)有轉(zhuǎn)移，因此故障的部位應(yīng)在X軸伺服電動(dòng)機(jī)與絲杠傳動(dòng)鏈一側(cè)。卸下電動(dòng)機(jī)與滾珠絲杠間的撓性聯(lián)軸節(jié)，單獨(dú)通電檢查伺服電動(dòng)機(jī)。發(fā)現(xiàn)該伺服電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)無(wú)振動(dòng)現(xiàn)象，因此故障部位應(yīng)在機(jī)械傳動(dòng)部分。原因可能是：滑枕楔鐵松動(dòng)．滾珠絲杠螺母內(nèi)的反相器處有臟物與鐵屑，滾珠絲杠軸承損壞或滾珠絲杠，螺母存在“軸向竄動(dòng)”等。
取下?lián)闲月?lián)軸節(jié)，用扳手轉(zhuǎn)動(dòng)滾珠絲杠，進(jìn)行手感檢查。檢查發(fā)現(xiàn)，能清晰感覺(jué)到抖動(dòng)，并且絲杠的全行程范圍都有這種異常抖動(dòng)現(xiàn)象。所以，確定是滾珠絲杠出現(xiàn)問(wèn)題．卸下滾珠絲杠進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)滾珠絲杠軸承損壞，更換新的同型號(hào)規(guī)格的軸承后，機(jī)床工作臺(tái)抖動(dòng)現(xiàn)象消失，故障排除。
4.結(jié)語(yǔ)
數(shù)控機(jī)床種類繁多，但是數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是一致的。因此對(duì)不同類型數(shù)控機(jī)床故障的診斷思路和維修方法是相同的。采用類技巧，應(yīng)用上述數(shù)控銑床的故障診斷與維修技巧對(duì)其他類型數(shù)控機(jī)床進(jìn)行維修，可達(dá)到快、好、省的維修效果。
