立式加工中心主軸和4軸典型故障處理
海天精工 加工中心 鉆攻中心前言：海天精工 備注：為保證文章的完整度，本文核心內(nèi)容都PDF格式顯示，如未有顯示請刷新或轉(zhuǎn)換瀏覽器嘗試，手機瀏覽可能無法正常使用！1主軸故障1.1主軸定位故障該故障主要表現(xiàn)為加工中心在經(jīng)過長時間運行或主軸被碰撞之后，當(dāng)執(zhí)行主軸定位功能M19時主軸定位角度偏移，導(dǎo)致在自動換刀過程中機械手抓取主軸刀具時出現(xiàn)抓不緊刀具而掉刀的現(xiàn)象，此故障一般沒有報轚。在檢查修理過程中，剛開始可以試著調(diào)整主軸定位角度，通過修改參數(shù)257來實現(xiàn)。參數(shù)257 SPINDL ORIENT OFSET的意思是主軸定位偏置值。如果修改之后主軸定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定且換刀正常，那么說明是由于長時間加工出現(xiàn)的偶爾偏移。如果換幾次刀以后主軸定位角度又發(fā)生偏移，則需要檢查主軸位置編碼器是否損壞、連接主軸和編碼器的皮帶是否打滑、編碼器輪有無磨損、定位鍵是否緊固。實踐過程中遇到的情況是編碼器齒形皮帶已經(jīng)磨損接近平面，編碼器輪(錯合金材糊上牙型齒磨損成為光面，這種情況下就需要更換新的編碼器輪和皮帶了。打開主軸下面小護(hù)罩,或打開主軸側(cè)面護(hù)罩即可進(jìn)行更換，換完之后需要再次調(diào)整參數(shù)257,通過增大或減小其值使主軸定位后換刀機械手轉(zhuǎn)過來能夠正好抓住刀具，即機械手的圓弧部位定位塊正好嵌入到刀具的凹處，且兩邊的間距相等，數(shù)值約3 mm,如果不等則需要再次調(diào)整參數(shù)使之正好相等為好。以前曾遇到這樣一次故障，主軸定位角度偏移影響換刀，檢查之后磨損情況如上所述，于是維修人員就更換了編碼器輪和皮帶，操作人員調(diào)整了 257參數(shù)，然后試驗主軸定位，結(jié)果第一次定位準(zhǔn)確，第二次就偏了,第三次又準(zhǔn)確，但第四次就又偏了，連續(xù)多次均是這樣。這種現(xiàn)象以前還未曾出現(xiàn)過,查找原因:編碼器和編碼器輪安裝緊固，皮帶松緊度也合適，皮帶另一端主電機下方鋼輪亦無明顯磨損痕跡，連接主軸電機與主軸的齒形皮帶也未見磨損，傳動正常。編程在MDA方式下執(zhí)行主軸轉(zhuǎn)動程序S1000M03,面板上反饋主軸轉(zhuǎn)速為1027 r/min;執(zhí)行S1500M03,反饋轉(zhuǎn)速為1038 r/min;執(zhí)行S2000M03,反饋轉(zhuǎn)速為2050 t/min。從這個現(xiàn)象看，速度設(shè)定值和實際轉(zhuǎn)速相差太大，正常范圍_般相差1 i/min,即設(shè)定速度為1000 i/min時，反饋轉(zhuǎn)速多為999 r/min或1001 r/min。現(xiàn)在設(shè)定速度為1500 r/min時，反饋轉(zhuǎn)速多為1499 r/min,因此懷疑是否有人誤操作修改了參數(shù)。查看與編碼器相關(guān)的5個參數(shù)79, 182, 186, 187,239,其中79SPINDLE STEPS/REV為3900,即主軸每轉(zhuǎn)步數(shù)為3900,查原始數(shù)據(jù)應(yīng)為4000,于是將79號參數(shù)修改為4000后再試驗運行S1000M03,主軸轉(zhuǎn)速顯示為999 r/min;試驗運行S1500M03,主軸轉(zhuǎn)速為1499 r/min,主軸轉(zhuǎn)速恢復(fù)正常。再試驗M19定位功能，每次定位都很準(zhǔn)確沒有偏移，調(diào)好參數(shù)257后試著執(zhí)行換刀，每次主軸刀具很順利地交換到刀庫，刀庫刀具安裝到主軸上時聲音綿軟,無異常碰撞聲，使用一段時間以來主軸定位準(zhǔn)確未再發(fā)生這類故障。1.2換刀點高度變化故障換刀點高度,實際上是加工中心Z軸的一個坐標(biāo)值。當(dāng)加工中心遇到意外碰撞或修改某些參數(shù)后，有時會導(dǎo)致加工中心主軸出現(xiàn)下移或上移的現(xiàn)象，表現(xiàn)為換刀困難或加工的產(chǎn)品尺寸發(fā)生變化。實際生產(chǎn)中曾遇到主軸下移約3 mm,導(dǎo)致某件產(chǎn)品在加工過程中銑削置過大而報廢。在這種情況下就需要調(diào)整主軸換刀點參數(shù)64 Z TOOL CHANGE OFFSET,即Z軸換刀偏置值。查33號參數(shù),Z RATIO為138 718,這個意思就是說1 mm的調(diào)整置為(1/25.4 xl38 718=5461.3,3 mm 就需要調(diào)整 3x (1/25.4 xl38718=16 384,即將64號參數(shù)中的值減去16 384,原先為155〇〇〇,修改后為138 616。完成后先不能急著換刀，可用下面這個方法檢驗參數(shù)調(diào)整的正確性:即在主軸上手動安裝一把刀，執(zhí)行主軸定位，將Z軸手動操作移動到換刀點高度(參照Z軸坐標(biāo)系的值;或執(zhí)行自動換刀，當(dāng)Z軸到達(dá)換刀點時馬上壓下急停，然后旋起急停開關(guān)并復(fù)然后將換刀機械手旋轉(zhuǎn)到主軸附近靠近刀具，觀察機械手是否與刀具環(huán)形槽吻合（誤差應(yīng)<0.5rrmi),若吻合即說明參數(shù)調(diào)整正確,如有偏差還需要繼續(xù)用上述方法調(diào)整參數(shù)，直到完全吻合時才可以執(zhí)行自動換刀，否則會使機械手與刀具發(fā)生碰撞、擠壓導(dǎo)致機械手或刀具損壞。1.3主軸變速箱油壓故障該加工中心主軸速度分為高速擋和低速擋2個擋位，由M功能控制主軸電機下方的變速箱來實現(xiàn)換擋。變速箱內(nèi)加有一部分潤滑油，里面的油經(jīng)過循環(huán)起冷卻主軸并潤滑變速箱的作用。多年來變速箱出現(xiàn)過2次故障，報警都為179 Low Pres-sure Transmission Oil,意思是變速箱油壓低。第一次故障時，打開主軸外側(cè)護(hù)罩檢查油壓管路、油泵、油位,查管路無破裂，油泵電機也能夠轉(zhuǎn)動，油位正常，但報警無法消除，說明壓力偏小或沒有壓力。進(jìn)一步檢查，電機雖然轉(zhuǎn)動但油泵未工作，拆下泵體將油泵和電機分解開來，仔細(xì)查看發(fā)現(xiàn)是聯(lián)軸器磨損嚴(yán)重造成打滑，這個聯(lián)軸器材質(zhì)為硬質(zhì)塑料直徑為20 mm不易加工，于是更換_套新的油泵備件，故障排除。第二次故障報警時檢查管路正常無漏油，油泵和電機均能轉(zhuǎn)動，打開油栗看也未發(fā)現(xiàn)什么異常，但報警就是無法消除,檢查壓力繼電器也正常，聯(lián)軸器未見損壞。油泵是個齒輪泵，懷疑是齒輪泵內(nèi)部故障，更換_套新油泵后報警消除，設(shè)備恢復(fù)正常。1.4主軸頭下滑故障 52 主軸頭下滑故障，即在加工中心壓下急停開關(guān)或斷電后主軸整體自動往下滑動100-200 mm,給設(shè)備及人身帶來_定的安全隱患。檢查過程中，控制主軸頭移動的Z軸電機抱閘正常,Z軸絲杠、導(dǎo)軌潤滑良好未見異常。在排除了不是上述原因后，初歩判斷是給主軸起配重作用的液壓平衡油缸或氮氣缸出現(xiàn)問題。這種現(xiàn)象以前也出現(xiàn)過，主要原因是主軸后面與液壓平衡油缸連通的氮氣缸長時間使用慢慢漏氣導(dǎo)致氮氣壓力下降造成的。按常規(guī)處理辦法就是先往氮氣缸內(nèi)充氮氣，使其壓力達(dá)到廠家規(guī)定的75.9 kg/cm2(1100 Psj)。于是找到壓力較高的氮氣瓶往加工中心后部氮氣缸內(nèi)充氣，但這次充氣后只使用了 2 d,就又出現(xiàn)了下滑情況,繼續(xù)充氮氣仍然有下降現(xiàn)象。進(jìn)一步檢查,發(fā)現(xiàn)液壓平衡油缸外面滲出很多油，這在以前是沒有出現(xiàn)過的,原來氮氣壓力不能保持就是因為這兒漏油所致。于是_方面聯(lián)系經(jīng)銷商購買新的平衡油缸方面每天給氮氣缸內(nèi)充氮氣維持生產(chǎn)。幾天后新液壓平衡油缸到貨，于是加緊拆裝進(jìn)行更換，拆卸和安裝并不復(fù)雜，需要注意的是拆之前要卸了主軸刀具，將工作臺開到加工中心中央，緩慢下降主軸,使主軸輕輕接觸住工作臺上的結(jié)實支撐物上支，防止主軸下滑受到碰撞，然后關(guān)機進(jìn)行修理。更換好后往液壓平衡油缸內(nèi)加油時可用平衡缸自有的活塞將液壓油DTE25*吸進(jìn)去5 L左右，連接好液壓缸與氮氣缸，然后用設(shè)備專用充氣管往氮氣缸內(nèi)充氣使壓力達(dá)到75.9 kg/cm2 (1100Pd ,之后開機試車,先執(zhí)行Z軸回零，取走支撐物，再執(zhí)行其它軸回零,然后壓下急停開關(guān)主軸頭不再下滑，說明更換起到了效果，解決了設(shè)備故障，保證了人身及設(shè)備安全。1.5主軸刀具夾緊故障在生產(chǎn)過程中，操作人員反映說加工中心加工質(zhì)量下降,表現(xiàn)為刀紋變粗,光潔度、平面度出現(xiàn)不同程度下降，使用新刀具亦是如此。停機檢查，在主軸上安裝試棒，用百分表打主軸端部跳動為0.02 mm;打300 mm處跳動約0.04 mm;當(dāng)用手來回板動試棒時跳動達(dá)到0.08 mm,這個數(shù)據(jù)說明刀具夾緊存在問題。刀具夾緊、松開功能由松拉刀氣缸和蝶形彈簧配合執(zhí)行，松刀時由氣缸壓下主軸內(nèi)的蝶形彈簧使拉桿上鋼珠縮回刀具松開，拉刀時氣缸抬起蝶形彈簧帶動拉桿拉緊刀具。拉桿上蝶形彈簧一般為96片左右于VF3 ,按規(guī)律正反組裝而成，這些蝶形彈簧使用多年后會疲勞斷裂或失去彈性，一旦斷裂數(shù)量多了或彈性下降就會影響到拉緊刀具，造成主軸刀具松動，輕則影響加工質(zhì)量重則損壞主軸錐孔，在這種情況下就必須要更換蝶形彈簧了。從主軸內(nèi)拆下拉桿，購買和原蝶形彈簧性能接近、尺寸完全相同的備件，安裝時要注意彈簧的正反，嚴(yán)格按照原來的規(guī)律組裝否則會影響到拉桿行程與拉緊力。更換好以后再用試棒打百分表，端部跳動0. 01 mm, 300 mm處跳動約為0.02 mm,即便用手板動試棒跳動仍為0.02 mm,試加工產(chǎn)品刀紋變細(xì)尺寸穩(wěn)定滿足了產(chǎn)品工藝要求。2 A軸故障A軸是加工中心第四軸，能實現(xiàn)分度及旋轉(zhuǎn)功能，由電磁閥控制氣缸實現(xiàn)抱閘的松開與夾緊，2001年出廠加工中心驅(qū)動電機為直流電機,2006年驅(qū)動電機改為交流伺服電機。2.1 4軸電機故障在加工過程中，加工中心報警：111 4 Servo overload 4 軸伺服過載。直流電機過載能力較差，且有4個碳刷長期使用會磨損，當(dāng)檢修不及時或長期3班倒超負(fù)荷生產(chǎn)，極易造成4軸電機的損壞。損壞情況包括內(nèi)部測M回路損壞、碳刷磨損、絕緣子異常或繞組損壞。碳刷磨損可以及時更換,繞組損壞可以重新繞制，但測量回路和絕緣子故障時因結(jié)構(gòu)復(fù)雜一般采用更換電機的方法，截止目前已更換過幾次這個直流電機了，所以要求平時做好備件儲備，以備急需。而交流電機性能相對穩(wěn)定，故障率很低，基本屬于免維護(hù)部件。2.2 4軸電纜故障在自動運行中出現(xiàn)報警：106 A Servo error too large A軸伺服誤差過大；185 4 Cable Fault 4軸電纜故障。報警后自動停車,在檢查過程中，發(fā)現(xiàn)4軸不能回零，加工中心也不能正常工作。打開4軸側(cè)面驅(qū)動電機箱體,發(fā)現(xiàn)內(nèi)部進(jìn)了好多冷卻液，電機外表也濕乎乎的。將電機拆下清理千凈并烘千后檢查，電機絕緣狀況良好，繞組電阻值正常，碳刷也在正常磨損范圍。再進(jìn)一步查電機電纜,發(fā)現(xiàn)該電纜插頭有碳化現(xiàn)象，而正因為插頭碳化，導(dǎo)致4軸電機工作電流過大而報警,更換新電纜后故障消除。另外4軸電纜線無金屬軟管防護(hù)，懸空置于加工中心加工室內(nèi)，長期加工時切削產(chǎn)生的碎屑和冷卻液很容易對電纜形成破壞，多次對破損地方包扎處理,也試過用金屬軟管防護(hù)延長其壽命，但幾年下來仍需要更換新電纜。2.3電磁氣閥故障電磁氣閥控制4軸抱閘，當(dāng)4軸要進(jìn)行旋轉(zhuǎn)或分度時，抱閘松開,旋轉(zhuǎn)或分度結(jié)束后抱閘夾緊。某次自動加工過程中出現(xiàn)報警：106 4 servo error too large A 軸伺服誤差過大；138 4motor over heat 軸電機過熱。例行檢查，發(fā)現(xiàn)4軸不能轉(zhuǎn)動，一給轉(zhuǎn)動指令就出現(xiàn)106報警，打開4軸側(cè)面箱體，電機略有溫度其余無異常。檢查氣閥，用小螺絲刀頂住閥芯，然后執(zhí)行4軸轉(zhuǎn)動,A軸可以正常旋轉(zhuǎn),松開手4軸停止且馬上就又有報警出現(xiàn)。于是判斷應(yīng)該是電磁氣閥損壞影響到抱閘的松開，進(jìn)一步測量是線圏燒壞。于是更換一個新電磁氣閥后故障消除，加工中心恢復(fù)正常。2.4 4軸回零磁性開關(guān)故障加工中心開機后回零時4軸可以轉(zhuǎn)動但找不到零點，報警：168A Zero Ret Margin Too Sma]] A 軸回零返回l(g度太小。正常執(zhí)行回零動作4軸轉(zhuǎn)動在一圈之內(nèi)，現(xiàn)在轉(zhuǎn)動超過720°仍然找不到零點，在診斷頁面中查看離散輸入信號home switch信號在720°轉(zhuǎn)動過程中沒有由1變?yōu)?,說明4軸回零開關(guān)損壞。聯(lián)系經(jīng)銷商采購回磁性開關(guān)，該開關(guān)嵌入安裝到4軸側(cè)面箱體內(nèi)，安裝時要注意其深度，防止安裝過深轉(zhuǎn)動時損壞開關(guān)。可以在診斷頁面觀察輸入信號的變化，裝好后試驗回零，一次成功。3結(jié)束語主軸和4軸是加工中心的兩個旋轉(zhuǎn)軸，這幾年來故障相對比X, 幾何軸要多，這就要求維修人員平日注意觀察設(shè)備狀況，熟悉設(shè)備運行規(guī)律，掌握設(shè)備結(jié)構(gòu)原理，并做好日常易損件的備件儲備，這樣遇到故障就能及時找到原因并加以排除，保證設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。海天精工是一家集銷售、應(yīng)用及服務(wù)于一體的公司。產(chǎn)品包括：CNC加工中心、鉆攻中心、龍門加工中心、雕銑機、石墨機、五軸加工中心、立式加工中心、臥式加工中心等。我們機床的生產(chǎn)工廠設(shè)在廣東省寧波市，目前其生產(chǎn)的加工中心70%出口，其中出口到歐洲占到50%。我們盡心、盡力、盡意的服務(wù)！聲明：本站文章均來自網(wǎng)絡(luò)，所有內(nèi)容不代表本站觀點，本站不承擔(dān)任何法律責(zé)任！