數(shù)控車主軸編碼器安裝不良故障排除一例

湖南天雁機(jī)械股份有限公司 (421005) 周小偉

1.主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)

具備車螺紋和(或)恒線速切削功能的數(shù)控車床都裝備了主軸速度檢測(cè)。本例中的車床使用FANUC 系統(tǒng)，檢測(cè)元件使用FANUC 增量式光電脈沖編碼器。編碼器安裝方式為編碼器與傳動(dòng)箱直接聯(lián)接(見附圖)，傳動(dòng)箱傳動(dòng)軸上的同步帶輪通過同步帶與裝在主軸上的同步帶輪相連。編碼器、安裝底板與傳動(dòng)箱的聯(lián)接以及皮帶輪齒未畫出。

主軸編碼器安裝圖

2.故障現(xiàn)象

最先的故障現(xiàn)象為加工途中偶爾出現(xiàn)進(jìn)給不穩(wěn)定和時(shí)快時(shí)慢的現(xiàn)象，但沒有引起重視。其后又出現(xiàn)過傳動(dòng)編碼器帶輪的皮帶斷裂而撞壞刀具的現(xiàn)象，當(dāng)時(shí)只是認(rèn)為皮帶質(zhì)量問題而更換了事。最后是在換皮帶后不久出現(xiàn)進(jìn)給突然加快很多又撞壞刀具，但皮帶未斷裂的現(xiàn)象。

3.故障檢查、分析及處理

檢查中現(xiàn)場(chǎng)修理人員反映此設(shè)備的主軸編碼器不耐用，上一個(gè)只用了一年多就壞了，現(xiàn)在這個(gè)好像又壞了，高度懷疑編碼器安裝質(zhì)量有問題。筆者檢查發(fā)現(xiàn)，搖動(dòng)編碼器軸時(shí)有輕微晃動(dòng)。把編碼器再裝到傳動(dòng)箱上檢查發(fā)現(xiàn)帶輪軸竟然有明顯的串動(dòng)現(xiàn)象。估計(jì)傳動(dòng)箱內(nèi)的零件配合間隙有問題或軸承損壞(見圖1)。拆解圖1 部分零部件檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)傳動(dòng)箱中軸承完好，調(diào)整環(huán)高度不足造成串動(dòng)并發(fā)現(xiàn)帶輪局部有與安裝底板上一個(gè)用于把傳動(dòng)箱體固定在安裝底板上的螺釘相擦的痕跡。這樣，在主軸帶動(dòng)圖中帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于帶輪局部與安裝板上的螺釘相擦以及調(diào)整環(huán)高度不足引起的間隙和軸承游隙的存在，會(huì)造成帶輪軸串動(dòng)及徑向跳動(dòng)。由于帶輪軸與編碼器的軸通過平鍵聯(lián)接，那么就使得帶輪串動(dòng)時(shí)編碼器軸也會(huì)晃動(dòng)，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)速測(cè)量失準(zhǔn)。又因?yàn)槲覀兙幊虝r(shí)進(jìn)給指令用的是每轉(zhuǎn)進(jìn)給，所以就會(huì)引起進(jìn)給不穩(wěn)。那么，為何這樣的晃動(dòng)會(huì)造成檢測(cè)失準(zhǔn)呢?這是由光電脈沖編碼器的結(jié)構(gòu)和工作特點(diǎn)決定的，這里不再多說。為何又會(huì)出現(xiàn)調(diào)整環(huán)高度不足問題呢?經(jīng)查，調(diào)整環(huán)是上一次換編碼器時(shí)自配的，換了編碼器后并未嚴(yán)格檢查高度是否合適就投入運(yùn)行。更換一個(gè)較厚的調(diào)整環(huán)，消除帶輪串動(dòng)后設(shè)備就運(yùn)轉(zhuǎn)正常了，至今已正常運(yùn)行6個(gè)月。由此看來，由于此種編碼器安裝結(jié)構(gòu)不能自動(dòng)消除軸向間隙，在更換編碼器后必須配作調(diào)整環(huán)才能保證安裝良好。這也告訴我們，更換編碼器一定要搞清楚其安裝結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)原理，看是否需要做必要的調(diào)整來確保維修質(zhì)量，再就是設(shè)備一旦出現(xiàn)異常要及時(shí)查找原因，及時(shí)解決，以免造成更大、更多的損失。