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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(yīng)部位(如各坐標(biāo)軸的伺服驅(qū)動裝置及輔助控制裝置)發(fā)出相對應(yīng)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(fù)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(yīng)性強。
       (2)具有穩(wěn)定的加工質(zhì)量。
       (3)可進行多坐標(biāo)的聯(lián)動,能加工形狀復(fù)雜的零件。
       (4)當(dāng)加工零件改變時,只需要更改數(shù)控程序,節(jié)省生產(chǎn)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(jié)構(gòu)復(fù)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(chǎn)管理。 
3.數(shù)控銑床故障診斷  
       數(shù)控機床的品種多樣和結(jié)構(gòu)復(fù)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(fù)正常的工作生產(chǎn)。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(zé)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(nèi)置編碼器,進給系統(tǒng)采用滾珠絲杠,進給導(dǎo)軌采用直線導(dǎo)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(fù)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(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,來找出是何種原因引起故障。
       在行程內(nèi)測量該機床X軸重復(fù)定位精度和定位精度。該機床技術(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)測量發(fā)現(xiàn)該機床X軸重復(fù)定位精度和定位精度存在較大誤差,由此判斷該機床x軸進給傳動系統(tǒng)出現(xiàn)問題。首先調(diào)整進給系統(tǒng)消隙機構(gòu),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(dǎo)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(nèi)外錐環(huán),安裝后運轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動與伺服電動機的轉(zhuǎn)動不同步,從而使進給運動忽快忽慢,產(chǎn)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(zhuǎn)移,因此故障的部位應(yīng)在X軸伺服電動機與絲杠傳動鏈一側(cè)。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(zhuǎn)時無振動現(xiàn)象,因此故障部位應(yīng)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(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”等。
       取下?lián)闲月?lián)軸節(jié),用扳手轉(zhuǎn)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(jié)語
       數(shù)控機床種類繁多,但是數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(yīng)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。
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