數(shù)控加工中心常見故障分析

李戰(zhàn)義

本文主要介紹兩種常見故障。

一、VFL1000A加工中心使用FANUC0iMB系統(tǒng),主軸經(jīng)常出現(xiàn)沒有高速的現(xiàn)象

1.故障分析

該加工中心主軸及齒輪箱位于機(jī)床的立柱前方,主軸使用交流主軸電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),通過高精度、低噪聲齒輪箱進(jìn)行高低兩擋齒輪變速后,由齒形同步帶傳至主軸,獲得高主軸轉(zhuǎn)矩。

機(jī)床的高低擋轉(zhuǎn)換由氣缸活塞桿帶動(dòng)撥叉,撥動(dòng)高低擋齒輪變換轉(zhuǎn)速。一只兩位四通電磁閥控制氣缸活塞桿上下動(dòng)作,撥叉到位信號(hào)由兩只行程開關(guān)檢測(cè),并反饋到數(shù)控系統(tǒng)輸入端,進(jìn)行PLC控制。只有檢測(cè)到撥叉低速擋到位信號(hào)時(shí),才能向高速擋轉(zhuǎn)換;只有檢測(cè)到撥叉高速擋到位信號(hào),才能向低速擋轉(zhuǎn)換。

主軸一直有低速,但經(jīng)常無高速,說明主軸電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)放大器正常。故障可能原因有:數(shù)控系統(tǒng)高速信號(hào)沒有輸出;高低速轉(zhuǎn)換電磁閥不動(dòng)作或損壞;壓縮空氣系統(tǒng)壓力低;高低擋轉(zhuǎn)換氣缸控制壓縮空氣流量小。

2.維修方法和步驟

按照先簡(jiǎn)單后復(fù)雜、先電氣后機(jī)械、先弱電后強(qiáng)電的原則檢查。

(1)MDI模式輸入M3 S3000,按程序執(zhí)行開關(guān),然后按數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)/診斷鍵,按診斷軟鍵,檢查主軸高速擋指令Y51.0,顯示1,正常,說明輸出信號(hào)正確。

(2)檢查主軸高低速轉(zhuǎn)換電磁閥,高擋側(cè)電磁閥通電使用,正常。

(3)檢查壓縮空氣系統(tǒng)壓力正常。

(4)調(diào)整主軸高低擋氣缸端部的流量閥,主軸高速出現(xiàn)。

由于長(zhǎng)時(shí)間使用,壓縮空氣系統(tǒng)的油水及其沉淀物將流量閥阻塞,實(shí)際作用于氣缸活塞的氣體流量小,氣缸作用力小,撥叉不能到位,無法實(shí)現(xiàn)低速到高速的轉(zhuǎn)換。

二、VMC65型加工中心加工工件尺寸偏差較大,X軸運(yùn)行噪聲高

1.故障分析

故障發(fā)生的加工中心采用滑動(dòng)導(dǎo)軌,滑動(dòng)導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)可分金屬對(duì)金屬和金屬對(duì)塑料兩種。而故障設(shè)備使用的是金屬對(duì)塑料類型,即導(dǎo)軌貼塑。

如果只有X軸加工偏差大,運(yùn)行噪聲高,故障可能原因有:X軸機(jī)械傳動(dòng)間隙大;X軸傳動(dòng)鏈中軸承等機(jī)械部件損壞;潤(rùn)滑不良;導(dǎo)軌貼塑嚴(yán)重磨損。

2. 維修方法和步驟

拆開X軸兩端導(dǎo)軌鈑金,發(fā)現(xiàn)導(dǎo)軌潤(rùn)滑不良,磨損較大。拆下導(dǎo)軌上表面工作臺(tái),檢查導(dǎo)軌貼塑磨損情況。

拆開伺服電動(dòng)機(jī)與滾珠絲杠的連接螺栓,拆下伺服電動(dòng)機(jī),拆下滾珠絲杠兩端固定螺母,拆除軸承壓蓋,取出導(dǎo)軌斜鐵,在工作臺(tái)前后兩側(cè)各固定兩根吊鉤,使用吊繩將工作臺(tái)升起取出。

檢查工作臺(tái)導(dǎo)軌貼塑面,發(fā)現(xiàn)貼塑部分幾乎全部磨損。

導(dǎo)軌貼塑材料有以聚四氟乙烯為基,添加不同的填充材料構(gòu)成高分子復(fù)合材料和以環(huán)氧樹脂為基,加入二硫化鉬、膠體石墨、二氧化鈦等制成的抗磨涂層材料。聚四氟乙烯的干摩擦系數(shù)最小,但不耐磨,需添加青銅粉、石墨、二硫化鉬、鉛粉等增加耐磨性。這種高分子材料有良好的抗磨、減磨、吸振、消聲的性能。

導(dǎo)軌貼塑化學(xué)穩(wěn)定性高、摩擦系數(shù)低、靜動(dòng)摩擦系數(shù)差值小、耐磨損、耐腐蝕、強(qiáng)度大、吸振性好,短時(shí)簡(jiǎn)單加工可在無潤(rùn)滑條件下工作。缺點(diǎn)是耐熱性差、必須注意散熱、熱膨脹系數(shù)大、在外力作用下易產(chǎn)生塑性流動(dòng)、剛性差、吸濕性大、尺寸穩(wěn)定性差。

國(guó)產(chǎn)導(dǎo)軌抗磨軟帶是以聚四氟乙烯為基,添加合金粉和氧化物等所組成的高分子材料。

修復(fù)裝配及調(diào)整。

軟帶粘貼在機(jī)床導(dǎo)軌副的短導(dǎo)軌面上。粘貼軟帶的導(dǎo)軌面應(yīng)除銹去油垢。配對(duì)導(dǎo)軌的寬度應(yīng)大于軟帶導(dǎo)軌,剪裁軟帶的寬度應(yīng)比導(dǎo)軌平面小1mm,長(zhǎng)度適當(dāng)加長(zhǎng)利于粘貼。粘結(jié)時(shí),將膠粘劑A、B兩組按重量1:1混合均勻,用油灰刀分別涂在塑料軟帶和導(dǎo)軌粘貼面上,從一端向另一端緩慢擠壓,用0.05～0.1MPa的壓力加壓固化。溫度為15℃以上,加壓固化時(shí)間為24h,低于15℃應(yīng)延長(zhǎng)加壓固化時(shí)間。

導(dǎo)軌貼塑加壓固化后,安裝工作臺(tái)前,一要先修復(fù)X軸潤(rùn)滑故障,避免潤(rùn)滑不良造成再次損壞。二要將X軸長(zhǎng)導(dǎo)軌面視磨損情況進(jìn)行磨削修復(fù)。

裝配工作臺(tái)及滾珠絲杠、軸承后,要按規(guī)定預(yù)緊力進(jìn)行絲杠、軸承預(yù)緊,調(diào)整導(dǎo)軌斜鐵間隙。用油槍潤(rùn)滑導(dǎo)軌面。

徹底恢復(fù)機(jī)械部件,開機(jī),編制程序,使工作臺(tái)慢速往復(fù)運(yùn)行10min,再調(diào)整導(dǎo)軌斜鐵間隙,工作臺(tái)中速運(yùn)行5min停機(jī),測(cè)量X軸絲杠反向間隙,補(bǔ)入機(jī)床參數(shù)。

將百分表座固定在主軸端部,手動(dòng)分別在X軸和Y軸方向移動(dòng),測(cè)量工作臺(tái)平面度,如超差,編制程序使用銑刀輕微銑一遍工作臺(tái)面,保證Z軸和工作臺(tái)的垂直度。

本例故障提示了數(shù)控設(shè)備日常維護(hù)保養(yǎng)的重要性,規(guī)范的管理,良好的保養(yǎng)習(xí)慣,能夠減少故障發(fā)生。

(作者單位:山東省濟(jì)寧市技術(shù) 學(xué)院)