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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)控機床的工作原理
數(shù)控機床是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機床。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，將刀具的移動軌跡、加工過程、工藝參數(shù)、切削用量等編寫成數(shù)控系統(tǒng)能識別的加工程序。將編寫好的加工程序輸入數(shù)控裝置后，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(如各坐標軸的伺服驅動裝置及輔助控制裝置)發(fā)出相對應的控制信號，控制機床完成零件的加工。數(shù)控機床能解決復雜、小批量、多品種的零件加工問題。
2.數(shù)控機床的特點
(1)機床品種多樣化，對加工對象的適應性強。
(2)具有穩(wěn)定的加工質量。
(3)可進行多坐標的聯(lián)動，能加工形狀復雜的零件。
(4)當加工零件改變時，只需要更改數(shù)控程序，節(jié)省生產準備時間。
(5)機床本身、剛性大，可選擇有利的加工用量(一般為普通機床的3～5倍)。
(6)機床結構復雜，自動化程度高，可以減輕勞動強度。
(7)有利于現(xiàn)代化的生產管理。
3.數(shù)控銑床故障診斷
數(shù)控機床的品種多樣和結構復雜，對El常的故障診斷與維修提出了很高的要求，要求能及時、準確地判斷故障原因并加以維修，恢復正常的工作生產。數(shù)控機床的維修不同于傳統(tǒng)的機床維修，出現(xiàn)故障時要查看報警信息和各種指示燈的狀態(tài)。并對各項信息分析，初步確定哪一單元出現(xiàn)何種故障，然后進行維修處理，一般常用直接法、交換法、原理分析法、手動干擾法、斷路法等對故障現(xiàn)象進行判斷維修。齊齊哈爾二機床(集團)有限責任公司XK778數(shù)控銑床主機采用FANUC一0i數(shù)字控制系統(tǒng)，配合數(shù)字伺服系統(tǒng)．可實現(xiàn)三軸聯(lián)動，進給電機均采用FANUC數(shù)字交流伺服電機，內置編碼器，進給系統(tǒng)采用滾珠絲杠，進給導軌采用直線導軌。其使用中出現(xiàn)如下問題：
(1)數(shù)控銑床使用過程中，X軸有進給爬行和過沖現(xiàn)象，并且隨著工作臺上的負載增加，爬行和過沖現(xiàn)象嚴重。
經(jīng)反復觀察分析原因可能是：機械傳動間隙過大或間隙不均勻：電氣位置反饋特性存在問題。
運用原理分析方法對控制系統(tǒng)進行分析，在找出該機床故障原因。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，來找出是何種原因引起故障。
在行程內測量該機床X軸重復定位精度和定位精度。該機床技術參數(shù)的重復定位精度為0．005mm，X、Y、Z軸定位精度均為0．01mm。經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)該機床X軸重復定位精度和定位精度存在較大誤差，由此判斷該機床x軸進給傳動系統(tǒng)出現(xiàn)問題。首先調整進給系統(tǒng)消隙機構，沒有故障。進一步分析進給傳動系統(tǒng)，拆卸下伺服電動機，發(fā)現(xiàn)撓性聯(lián)軸節(jié)與伺服電動機傳動軸配合不良，導致遇負載時存在打滑現(xiàn)象，致使X軸爬行、進給不穩(wěn)。根據(jù)電動機傳動軸尺寸重新加工撓性聯(lián)軸節(jié)內外錐環(huán)，安裝后運轉機床。故障排除。
機床在起動加速段或低速送給出現(xiàn)爬行故障的原因是進給傳動鏈的潤滑狀態(tài)不良、伺服系統(tǒng)增益低及外加負載過大等。尤其要注意的是。伺服電動機或滾珠絲杠聯(lián)接用的聯(lián)軸節(jié)連接松動或聯(lián)軸節(jié)本身的缺陷，如裂紋等，會造成滾珠絲杠轉動與伺服電動機的轉動不同步，從而使進給運動忽快忽慢，產生爬行現(xiàn)象。
(2)該數(shù)控銑床運行時，機床工作臺X軸位移方向出現(xiàn)明顯的機械抖動，但報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)故障并沒有轉移，因此故障的部位應在X軸伺服電動機與絲杠傳動鏈一側。卸下電動機與滾珠絲杠間的撓性聯(lián)軸節(jié)，單獨通電檢查伺服電動機。發(fā)現(xiàn)該伺服電動機運轉時無振動現(xiàn)象，因此故障部位應在機械傳動部分。原因可能是：滑枕楔鐵松動．滾珠絲杠螺母內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”等。
取下?lián)闲月?lián)軸節(jié)，用扳手轉動滾珠絲杠，進行手感檢查。檢查發(fā)現(xiàn)，能清晰感覺到抖動，并且絲杠的全行程范圍都有這種異常抖動現(xiàn)象。所以，確定是滾珠絲杠出現(xiàn)問題．卸下滾珠絲杠進行檢查，發(fā)現(xiàn)滾珠絲杠軸承損壞，更換新的同型號規(guī)格的軸承后，機床工作臺抖動現(xiàn)象消失，故障排除。
4.結語
數(shù)控機床種類繁多，但是數(shù)控系統(tǒng)結構是一致的。因此對不同類型數(shù)控機床故障的診斷思路和維修方法是相同的。采用類技巧，應用上述數(shù)控銑床的故障診斷與維修技巧對其他類型數(shù)控機床進行維修，可達到快、好、省的維修效果。
