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(qǐng)刷新或轉(zhuǎn)換瀏覽器嘗試，手機(jī)瀏覽可能無(wú)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(guò)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行或主軸被碰撞之后，當(dāng)執(zhí)行主軸定位功能M19時(shí)主軸定位角度偏移，導(dǎo)致在自動(dòng)換刀過(guò)程中機(jī)械手抓取主軸刀具時(shí)出現(xiàn)抓不緊刀具而掉刀的現(xiàn)象，此故障一般沒(méi)有報(bào)轚。在檢查修理過(guò)程中，剛開(kāi)始可以試著調(diào)整主軸定位角度，通過(guò)修改參數(shù)257來(lái)實(shí)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(shuō)明是由于長(zhǎng)時(shí)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(wú)磨損、定位鍵是否緊固。實(shí)踐過(guò)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(cuò)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(kāi)主軸下面小護(hù)罩,或打開(kāi)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(guò)增大或減小其值使主軸定位后換刀機(jī)械手轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)能夠正好抓住刀具，即機(jī)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(yàn)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(guò),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(jī)下方鋼輪亦無(wú)明顯磨損痕跡，連接主軸電機(jī)與主軸的齒形皮帶也未見(jiàn)磨損，傳動(dòng)正常。編程在MDA方式下執(zhí)行主軸轉(zhuǎn)動(dòng)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(gè)現(xiàn)象看，速度設(shè)定值和實(shí)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(shí)，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(shí)，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(gè)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(hào)參數(shù)修改為4000后再試驗(yàn)運(yùn)行S1000M03,主軸轉(zhuǎn)速顯示為999 r/min;試驗(yàn)運(yùn)行S1500M03,主軸轉(zhuǎn)速為1499 r/min,主軸轉(zhuǎn)速恢復(fù)正常。再試驗(yàn)M19定位功能，每次定位都很準(zhǔn)確沒(méi)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(kù)，刀庫(kù)刀具安裝到主軸上時(shí)聲音綿軟,無(wú)異常碰撞聲，使用一段時(shí)間以來(lái)主軸定位準(zhǔn)確未再發(fā)生這類故障。1.2換刀點(diǎn)高度變化故障換刀點(diǎn)高度,實(shí)際上是加工中心Z軸的一個(gè)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(shí)會(huì)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(shí)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(guò)程中銑削置過(guò)大而報(bào)廢。在這種情況下就需要調(diào)整主軸換刀點(diǎn)參數(shù)64 Z TOOL CHANGE OFFSET,即Z軸換刀偏置值。查33號(hào)參數(shù),Z RATIO為138 718,這個(gè)意思就是說(shuō)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(hào)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(gè)方法檢驗(yàn)參數(shù)調(diào)整的正確性:即在主軸上手動(dòng)安裝一把刀，執(zhí)行主軸定位，將Z軸手動(dòng)操作移動(dòng)到換刀點(diǎn)高度(參照Z(yǔ)軸坐標(biāo)系的值;或執(zhí)行自動(dòng)換刀，當(dāng)Z軸到達(dá)換刀點(diǎn)時(shí)馬上壓下急停，然后旋起急停開(kāi)關(guān)并復(fù)然后將換刀機(jī)械手旋轉(zhuǎn)到主軸附近靠近刀具，觀察機(jī)械手是否與刀具環(huán)形槽吻合（誤差應(yīng)<0.5rrmi),若吻合即說(shuō)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(shí)才可以執(zhí)行自動(dòng)換刀，否則會(huì)使機(jī)械手與刀具發(fā)生碰撞、擠壓導(dǎo)致機(jī)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(gè)擋位，由M功能控制主軸電機(jī)下方的變速箱來(lái)實(shí)現(xiàn)換擋。變速箱內(nèi)加有一部分潤(rùn)滑油，里面的油經(jīng)過(guò)循環(huán)起冷卻主軸并潤(rùn)滑變速箱的作用。多年來(lái)變速箱出現(xiàn)過(guò)2次故障，報(bào)警都為179 Low Pres-sure Transmission Oil,意思是變速箱油壓低。第一次故障時(shí)，打開(kāi)主軸外側(cè)護(hù)罩檢查油壓管路、油泵、油位,查管路無(wú)破裂，油泵電機(jī)也能夠轉(zhuǎn)動(dòng)，油位正常，但報(bào)警無(wú)法消除，說(shuō)明壓力偏小或沒(méi)有壓力。進(jìn)一步檢查，電機(jī)雖然轉(zhuǎn)動(dòng)但油泵未工作，拆下泵體將油泵和電機(jī)分解開(kāi)來(lái)，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(gè)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(bào)警時(shí)檢查管路正常無(wú)漏油，油泵和電機(jī)均能轉(zhuǎn)動(dòng)，打開(kāi)油栗看也未發(fā)現(xiàn)什么異常，但報(bào)警就是無(wú)法消除,檢查壓力繼電器也正常，聯(lián)軸器未見(jiàn)損壞。油泵是個(gè)齒輪泵，懷疑是齒輪泵內(nèi)部故障，更換_套新油泵后報(bào)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(kāi)關(guān)或斷電后主軸整體自動(dòng)往下滑動(dòng)100-200 mm,給設(shè)備及人身帶來(lái)_定的安全隱患。檢查過(guò)程中，控制主軸頭移動(dòng)的Z軸電機(jī)抱閘正常,Z軸絲杠、導(dǎo)軌潤(rùn)滑良好未見(jiàn)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?dú)飧壮霈F(xiàn)問(wèn)題。這種現(xiàn)象以前也出現(xiàn)過(guò)，主要原因是主軸后面與液壓平衡油缸連通的氮?dú)飧组L(zhǎng)時(shí)間使用慢慢漏氣導(dǎo)致氮?dú)鈮毫ο陆翟斐傻摹０闯Ｒ?guī)處理辦法就是先往氮?dú)飧變?nèi)充氮?dú)猓蛊鋲毫_(dá)到廠家規(guī)定的75.9 kg/cm2(1100 Psj)。于是找到壓力較高的氮?dú)馄客庸ぶ行暮蟛康獨(dú)飧變?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?dú)馊匀挥邢陆惮F(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(méi)有出現(xiàn)過(guò)的,原來(lái)氮?dú)鈮毫Σ荒鼙３志褪且驗(yàn)檫@兒漏油所致。于是_方面聯(lián)系經(jīng)銷商購(gòu)買新的平衡油缸方面每天給氮?dú)飧變?nèi)充氮?dú)饩S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(tái)開(kāi)到加工中心中央，緩慢下降主軸,使主軸輕輕接觸住工作臺(tái)上的結(jié)實(shí)支撐物上支，防止主軸下滑受到碰撞，然后關(guān)機(jī)進(jìn)行修理。更換好后往液壓平衡油缸內(nèi)加油時(shí)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?dú)飧祝缓笥迷O(shè)備專用充氣管往氮?dú)飧變?nèi)充氣使壓力達(dá)到75.9 kg/cm2 (1100Pd ,之后開(kāi)機(jī)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(kāi)關(guān)主軸頭不再下滑，說(shuō)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(guò)程中，操作人員反映說(shuō)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(jī)檢查，在主軸上安裝試棒，用百分表打主軸端部跳動(dòng)為0.02 mm;打300 mm處跳動(dòng)約0.04 mm;當(dāng)用手來(lái)回板動(dòng)試棒時(shí)跳動(dòng)達(dá)到0.08 mm,這個(gè)數(shù)據(jù)說(shuō)明刀具夾緊存在問(wèn)題。刀具夾緊、松開(kāi)功能由松拉刀氣缸和蝶形彈簧配合執(zhí)行，松刀時(shí)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(kāi)，拉刀時(shí)氣缸抬起蝶形彈簧帶動(dòng)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(huì)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(huì)影響到拉緊刀具，造成主軸刀具松動(dòng)，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(gòu)買和原蝶形彈簧性能接近、尺寸完全相同的備件，安裝時(shí)要注意彈簧的正反，嚴(yán)格按照原來(lái)的規(guī)律組裝否則會(huì)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(dòng)0. 01 mm, 300 mm處跳動(dòng)約為0.02 mm,即便用手板動(dòng)試棒跳動(dòng)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(shí)現(xiàn)分度及旋轉(zhuǎn)功能，由電磁閥控制氣缸實(shí)現(xiàn)抱閘的松開(kāi)與夾緊，2001年出廠加工中心驅(qū)動(dòng)電機(jī)為直流電機(jī),2006年驅(qū)動(dòng)電機(jī)改為交流伺服電機(jī)。2.1 4軸電機(jī)故障在加工過(guò)程中，加工中心報(bào)警：111 4 Servo overload 4 軸伺服過(guò)載。直流電機(jī)過(guò)載能力較差，且有4個(gè)碳刷長(zhǎng)期使用會(huì)磨損，當(dāng)檢修不及時(shí)或長(zhǎng)期3班倒超負(fù)荷生產(chǎn)，極易造成4軸電機(jī)的損壞。損壞情況包括內(nèi)部測(cè)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(shí)更換,繞組損壞可以重新繞制，但測(cè)量回路和絕緣子故障時(shí)因結(jié)構(gòu)復(fù)雜一般采用更換電機(jī)的方法，截止目前已更換過(guò)幾次這個(gè)直流電機(jī)了，所以要求平時(shí)做好備件儲(chǔ)備，以備急需。而交流電機(jī)性能相對(duì)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(dòng)運(yùn)行中出現(xiàn)報(bào)警：106 A Servo error too large A軸伺服誤差過(guò)大；185 4 Cable Fault 4軸電纜故障。報(bào)警后自動(dòng)停車,在檢查過(guò)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(kāi)4軸側(cè)面驅(qū)動(dòng)電機(jī)箱體,發(fā)現(xiàn)內(nèi)部進(jìn)了好多冷卻液，電機(jī)外表也濕乎乎的。將電機(jī)拆下清理千凈并烘千后檢查，電機(jī)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(jī)電纜,發(fā)現(xiàn)該電纜插頭有碳化現(xiàn)象，而正因?yàn)椴孱^碳化，導(dǎo)致4軸電機(jī)工作電流過(guò)大而報(bào)警,更換新電纜后故障消除。另外4軸電纜線無(wú)金屬軟管防護(hù)，懸空置于加工中心加工室內(nèi)，長(zhǎng)期加工時(shí)切削產(chǎn)生的碎屑和冷卻液很容易對(duì)電纜形成破壞，多次對(duì)破損地方包扎處理,也試過(guò)用金屬軟管防護(hù)延長(zhǎng)其壽命，但幾年下來(lái)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(shí)，抱閘松開(kāi),旋轉(zhuǎn)或分度結(jié)束后抱閘夾緊。某次自動(dòng)加工過(guò)程中出現(xiàn)報(bào)警：106 4 servo error too large A 軸伺服誤差過(guò)大；138 4motor over heat 軸電機(jī)過(guò)熱。例行檢查，發(fā)現(xiàn)4軸不能轉(zhuǎn)動(dòng)，一給轉(zhuǎn)動(dòng)指令就出現(xiàn)106報(bào)警，打開(kāi)4軸側(cè)面箱體，電機(jī)略有溫度其余無(wú)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(dòng),A軸可以正常旋轉(zhuǎn),松開(kāi)手4軸停止且馬上就又有報(bào)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(kāi)，進(jìn)一步測(cè)量是線圏燒壞。于是更換一個(gè)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(kāi)關(guān)故障加工中心開(kāi)機(jī)后回零時(shí)4軸可以轉(zhuǎn)動(dòng)但找不到零點(diǎn)，報(bào)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(dòng)作4軸轉(zhuǎn)動(dòng)在一圈之內(nèi)，現(xiàn)在轉(zhuǎn)動(dòng)超過(guò)720°仍然找不到零點(diǎn)，在診斷頁(yè)面中查看離散輸入信號(hào)home switch信號(hào)在720°轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中沒(méi)有由1變?yōu)?,說(shuō)明4軸回零開(kāi)關(guān)損壞。聯(lián)系經(jīng)銷商采購(gòu)回磁性開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)嵌入安裝到4軸側(cè)面箱體內(nèi)，安裝時(shí)要注意其深度，防止安裝過(guò)深轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)損壞開(kāi)關(guān)。可以在診斷頁(yè)面觀察輸入信號(hào)的變化，裝好后試驗(yàn)回零，一次成功。3結(jié)束語(yǔ)主軸和4軸是加工中心的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，這幾年來(lái)故障相對(duì)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(yùn)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(chǔ)備，這樣遇到故障就能及時(shí)找到原因并加以排除，保證設(shè)備的正常運(yùn)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(jī)、石墨機(jī)、五軸加工中心、立式加工中心、臥式加工中心等。我們機(jī)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(lái)自網(wǎng)絡(luò)，所有內(nèi)容不代表本站觀點(diǎn)，本站不承擔(dān)任何法律責(zé)任！