數(shù)控銑床的導(dǎo)軌和參數(shù)故障維修處理措施研究

胡高宇

（吉林省地質(zhì)技術(shù)裝備研究所，吉林長春 130103）

0 引言

在工業(yè)自動加工中，數(shù)控銑床得到廣泛使用。在實際生產(chǎn)中，導(dǎo)軌和參數(shù)成為影響加工效率和質(zhì)量的重要因素，一旦發(fā)生故障將無法滿足生產(chǎn)需求。因此，應(yīng)加強數(shù)控銑床導(dǎo)軌和參數(shù)故障維修研究，以便采取有效措施迅速排除故障，促使機床加工技術(shù)效能得到進(jìn)一步提高。

1 數(shù)控銑床的導(dǎo)軌和參數(shù)故障分析

1.1 導(dǎo)軌故障

1.1.1 接刀不平故障

在數(shù)控銑床中，導(dǎo)軌發(fā)揮導(dǎo)向和支承作用，保證運動部件在受到切削力、工件自重、牽引力等外力持續(xù)作用后依然能夠沿著預(yù)定方向運動。發(fā)生接刀不平故障，主要由于導(dǎo)軌偏離正常軌道引起，在預(yù)定運行位置發(fā)生偏移的情況下，造成接刀位置不平整，將給機械加工質(zhì)量帶來影響[1]。其次，接刀不平也可能由零部件異常引發(fā)。在導(dǎo)軌與工作臺之間，如果連接位置零部件發(fā)生松動，將引發(fā)故障。此外，機床結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，造成整體水平度不符合要求，將導(dǎo)致導(dǎo)軌發(fā)生偏移。

1.1.2 研損故障

數(shù)控銑床導(dǎo)軌由運動件和承導(dǎo)件兩大部分構(gòu)成，長期應(yīng)用將導(dǎo)致表面發(fā)生研損。分析原因可以發(fā)現(xiàn)，使用期間銑床與地面發(fā)生摩擦，容易導(dǎo)致導(dǎo)軌損壞。其次，導(dǎo)軌運行期間需要對由軸承系統(tǒng)和轉(zhuǎn)動系統(tǒng)構(gòu)成的動力系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，裝置潤滑度過低，移動時承受摩擦力過大，將造成導(dǎo)軌表面發(fā)生磨損。再者，零件承載壓力過大，導(dǎo)軌縫隙中存在異物，也將加速導(dǎo)軌表面研損。此外，機床配備的導(dǎo)軌質(zhì)量較差，也容易發(fā)生研損故障。

1.1.3 其他故障

實際在數(shù)控銑床運行過程中，導(dǎo)軌可能發(fā)生各種故障。如導(dǎo)軌出現(xiàn)無法移動故障，可能與動力裝置有關(guān)，如發(fā)生地基故障或主軸故障，都可能造成導(dǎo)軌在啟動后無反應(yīng)。而導(dǎo)軌出現(xiàn)向水平或垂直方向運動減弱問題，可能是受到鑲條與導(dǎo)軌表面距離的限制。在距離縮小的情況下，導(dǎo)軌運動將受到阻礙。在機床未報警情況下，導(dǎo)軌工作臺異常抖動，說明導(dǎo)軌發(fā)生振動故障，可能與滾珠絲杠中滾珠直徑變化有關(guān)。

1.2 參數(shù)故障

1.2.1 誤差補償參數(shù)故障

在數(shù)控銑床運行過程中，如果出現(xiàn)自檢無法順利完成，顯示器出現(xiàn)機床能夠進(jìn)行初始化操作的字符指令，說明機床可能發(fā)生誤差補償參數(shù)故障。常見數(shù)控銑床發(fā)生X、Y、Z 三軸誤差補償參數(shù)故障，意味著參數(shù)已經(jīng)全部丟失，參數(shù)設(shè)置菜單將無法顯示。對故障發(fā)生原因展開分析，可以發(fā)現(xiàn)在機床后備電池失效或工作過程突然斷電時，將造成機床運行參數(shù)丟失。因為機床后備電池需要起到完整記憶運行參數(shù)的作用，電量過低、新電池不符合標(biāo)準(zhǔn)等都將造成電池失效，難以進(jìn)行運行參數(shù)存儲[2]。突然發(fā)生斷電，將造成機床參數(shù)難以正常傳輸，繼而導(dǎo)致機床數(shù)據(jù)參數(shù)丟失，引發(fā)參數(shù)故障。

1.2.2 軸定位參數(shù)故障

軸定位參數(shù)故障為出現(xiàn)頻率較高的故障，將對零件加工精準(zhǔn)度產(chǎn)生影響，造成零件加工質(zhì)量低。在數(shù)控銑床位置檢測元件精準(zhǔn)度不高的情況下，將導(dǎo)致伺服軸定位出現(xiàn)參數(shù)誤差。故障發(fā)生后，機床依然可以工作，但由于參數(shù)間不匹配無法保證機床運行正常。實際在數(shù)控銑床運行操作中，提出了嚴(yán)格的要求。如果人員不按照規(guī)范進(jìn)行各步操作，就容易導(dǎo)致機床參數(shù)發(fā)生變化，甚至造成原有參數(shù)被刪除，最終導(dǎo)致設(shè)備參數(shù)精準(zhǔn)性受到影響，引發(fā)機床參數(shù)故障。

2 數(shù)控銑床導(dǎo)軌和參數(shù)故障的維修處理措施

2.1 導(dǎo)軌故障維修處理

2.1.1 故障維修要點

針對數(shù)控銑床導(dǎo)軌故障進(jìn)行維修，需要掌握核心要點，保證維修工作得以高效開展。通過對導(dǎo)軌可能發(fā)生的故障展開分析可以發(fā)現(xiàn)，故障主要與動力裝置、機床地基、導(dǎo)軌間隙等因素有關(guān)。結(jié)合實踐經(jīng)驗，還應(yīng)定期進(jìn)行機床檢修與維護(hù)，對重點部位進(jìn)行檢查，確定是否存在異常。在動力裝置檢修維護(hù)中，還應(yīng)保證導(dǎo)軌擁有較高潤滑性。針對各臺機床，可以采用潤滑泵對壓力區(qū)強制潤滑，以便使導(dǎo)軌間隙潤滑能力得到最大限度提升，減少各部分發(fā)生的摩擦，促使導(dǎo)軌能夠維持良好運行狀態(tài)。在對機床地基檢查時，還應(yīng)加強日常防護(hù)，如安裝刮板式防護(hù)裝置避免機床受到應(yīng)力破壞，減少強力摩擦、撞擊等問題的發(fā)生，繼而使機床保持穩(wěn)定運行[3]。在檢修維護(hù)工作中，還應(yīng)重視導(dǎo)軌間隙相關(guān)問題，對相關(guān)零部件進(jìn)行及時優(yōu)化調(diào)整。如針對鑲條間隙進(jìn)行檢查，還應(yīng)用手感覺導(dǎo)軌工作臺，判斷受力均勻可以判斷無間隙問題，如果感覺異常還應(yīng)嘗試?yán)眯毕蜩倵l對縱向位置進(jìn)行調(diào)整，最終保證工作臺受力均勻。

2.1.2 故障處理措施

實際在故障處理時，還要結(jié)合數(shù)控銑床實際運行情況采取有針對性的處理措施。針對不同故障現(xiàn)象，根據(jù)故障發(fā)生原因采取相應(yīng)措施，能夠保證各種故障得到及時排除。

發(fā)現(xiàn)機床出現(xiàn)接刀不平問題，需要確定接刀位置是否平整。檢修期間，需要先完成機床性能測試，保證水平度等指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)。在各項指標(biāo)達(dá)到要求后，需要檢查導(dǎo)軌運行痕跡，確認(rèn)導(dǎo)軌運行是否偏移，連接零部件是否松動。發(fā)生偏移需要對接刀位置進(jìn)行補刮，恢復(fù)平整狀態(tài)。針對松動零部件，應(yīng)進(jìn)行加固，保證彎度＜0.5 mm。

導(dǎo)軌表面磨損嚴(yán)重，需要確認(rèn)機床使用年限，接近年限應(yīng)對設(shè)備進(jìn)行撤換或調(diào)整導(dǎo)軌精度。對機床進(jìn)行定期檢查時，應(yīng)使用潤滑度較高潤滑油對動力系統(tǒng)進(jìn)行整體養(yǎng)護(hù)。針對機床內(nèi)部零部件，應(yīng)根據(jù)位置確定尺寸和大小是否正常，避免構(gòu)件因碰撞發(fā)生磨損。更換零部件時，需要按照正確順序安裝。機床運行環(huán)境惡劣，還應(yīng)定期進(jìn)行導(dǎo)軌清洗，完成縫隙擦拭，并通過檢測關(guān)鍵零部件保證零部件功能正常。導(dǎo)軌安裝使用前，應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量檢測，保證刮研質(zhì)量合格。

導(dǎo)軌發(fā)生運行受阻故障，需要對機床動力裝置進(jìn)行檢查，確認(rèn)導(dǎo)軌運行狀態(tài)。如果導(dǎo)軌無反應(yīng)，需要對關(guān)鍵部件是否發(fā)生損壞進(jìn)行確認(rèn)。如果導(dǎo)軌運行受阻，可以先施加潤滑油，提高裝置潤滑度，并對導(dǎo)軌表面進(jìn)行降溫，使表面潤滑油得到?jīng)_刷[4]。如果依然無法排除故障，需要對導(dǎo)軌表面與其他裝置距離進(jìn)行限制，完成鑲條位置調(diào)整，保證鑲條能夠在工作區(qū)域可靠工作。故障排除后，需要完成工作環(huán)境清潔，避免導(dǎo)軌運動中與工具、工件等發(fā)生撞擊，防止機床發(fā)生損傷。

2.2 參數(shù)故障維修處理

2.2.1 故障維修方法

數(shù)控銑床中包含多個數(shù)控系統(tǒng)及外圍設(shè)備，涉及設(shè)備型號、類型較多，參數(shù)存在差異。一旦發(fā)生參數(shù)故障，還要結(jié)合數(shù)控系統(tǒng)特點采取適合的維修方式，才能使設(shè)備參數(shù)恢復(fù)到正常水平。以FANUC 0 操作系統(tǒng)參數(shù)故障為例，在對機床參數(shù)進(jìn)行恢復(fù)時，可以將銑床當(dāng)前運行參數(shù)與出廠備份參數(shù)表進(jìn)行比照，不一致的情況下以出廠數(shù)值為準(zhǔn)，采取人工輸入方式進(jìn)行修正。采取該種方法，無需借助其他設(shè)備就能對機床參數(shù)進(jìn)行恢復(fù)，但如果需要恢復(fù)的參數(shù)較多，將耗費較長時間，給機床運行效率帶來影響。如果在拷貝參數(shù)過程中發(fā)生錯誤，也無法保證參數(shù)能夠得到有效恢復(fù)。借助外部設(shè)備對機床參數(shù)進(jìn)行恢復(fù)，可以利用數(shù)控系統(tǒng)輸入輸出功能完成參數(shù)修正。

實際數(shù)控系統(tǒng)擁有的功能單一，難以完成全部參數(shù)修正。實際在機床購置時，一些企業(yè)也并未購買配套輸入輸出設(shè)備，因此難以采取該種方法維修參數(shù)故障?，F(xiàn)階段，針對銑床參數(shù)故障可以采用計算機和分布式數(shù)控軟件，能夠在短時間內(nèi)修復(fù)參數(shù)故障。實際在故障處理時，需要根據(jù)故障具體完成對應(yīng)參數(shù)查找，然后進(jìn)行參數(shù)設(shè)置量調(diào)整，確保參數(shù)能夠恢復(fù)至初始數(shù)值。利用該方法能夠?qū)C床全部運行參數(shù)進(jìn)行修正，使用范圍較廣，因此可以在參數(shù)故障維修中得到有效運用。針對誤差補償參數(shù)故障，可以實現(xiàn)機床初始化處理，在系統(tǒng)中接入匹配參數(shù)存儲器，輸入正確數(shù)據(jù)，然后關(guān)閉系統(tǒng)重啟，由銑床自動完成自檢動作，將誤差補償參數(shù)故障排除。針對軸定位誤差故障，需要重新進(jìn)行銑床各項運行數(shù)據(jù)計算和設(shè)置，對定位誤差實施補償，確保誤差在合理范圍內(nèi)，使零件加工精度得到保證。

2.2.2 故障處理措施

結(jié)合故障維修方法，實際在參數(shù)故障處理時，要求人員能夠掌握利用分布式軟件進(jìn)行機床參數(shù)恢復(fù)的方法。根據(jù)參數(shù)故障發(fā)生原因可知，參數(shù)數(shù)據(jù)設(shè)置錯誤或發(fā)生丟失，主要由于人為失誤造成。正因為操縱控制人員未能保持嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度，未能定期進(jìn)行機床檢查和維護(hù)，才造成機床出現(xiàn)斷電、后備電池失效等問題?？紤]到機床操作需要達(dá)到較高要求，要加強人員技術(shù)培訓(xùn)和演練操作。人員嚴(yán)格按照要求上崗，可以使數(shù)控銑床保持通電處理。每隔一段時間，需要操縱機床空轉(zhuǎn)，對機床電池使用壽命保持監(jiān)測。在對機床進(jìn)行檢查時，還應(yīng)確認(rèn)控制系統(tǒng)后備電池是否發(fā)生松動。根據(jù)報警裝置，也能及時發(fā)現(xiàn)電池電量不足問題。如果機床長時間處于停止運行狀態(tài)，后備電池容易發(fā)生放電，導(dǎo)致電池失效，因此需要及時進(jìn)行電池電量檢查。在電池更換時，需要嚴(yán)格按照要求進(jìn)行操作，避免設(shè)備突然失電。在機床運行過程中，應(yīng)加強停電預(yù)警，提前完成相關(guān)數(shù)據(jù)保存。而機床參數(shù)劃分為數(shù)控參數(shù)和PMC 參數(shù)兩類，需要按照固定模式進(jìn)行處理。采用人工模式，需要由檢修人員完成設(shè)備參數(shù)比對，并對不一致參數(shù)進(jìn)行修正，盡管檢修效率較低，卻能降低設(shè)備維修成本。采用自動控制模式，需要利用機床配備的數(shù)據(jù)輸入輸出設(shè)備或分布式軟件進(jìn)行參數(shù)修正，能夠降低數(shù)據(jù)遺失的風(fēng)險，并且使機床的運行效率得到提高。

3 結(jié)束語

作為常用自動化生產(chǎn)設(shè)備，數(shù)控銑床需要得到經(jīng)常性的維護(hù)管理。針對常見的導(dǎo)軌和參數(shù)故障，還應(yīng)掌握故障處理要點和維修方法，以便高效開展故障維修工作，促使機床能夠迅速恢復(fù)高效、穩(wěn)定運行狀態(tài)，繼而促使數(shù)控加工產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量和效率得到提高。