數(shù)控機床主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其故障診斷方法探析

摘 要：數(shù)控機床主軸系統(tǒng)具有復(fù)雜性的特點，因此導(dǎo)致數(shù)控機床主軸系統(tǒng)故障的原因也是非常復(fù)雜的。鑒于此，要想有效的診斷數(shù)控機床主軸系統(tǒng)的故障，相關(guān)維修人員首先便需要明確的掌握數(shù)控機床主軸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，與此同時，也需要加強相關(guān)維修技術(shù)的學(xué)習(xí)，只有這樣才能有效的解決數(shù)控機床主軸系統(tǒng)的故障。本文首先分析了數(shù)控機床主軸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點，繼而結(jié)合具體案例分析了解決數(shù)控機床主軸系統(tǒng)故障的方法，以期為相關(guān)維修人員的工作提供方法借鑒。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床;主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu);故障診斷方法

通過深入的研究數(shù)控機床主軸系統(tǒng)，我們可以發(fā)現(xiàn)在工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用的數(shù)控機床主軸系統(tǒng)和傳統(tǒng)的機床主軸系統(tǒng)存在著明顯的區(qū)別。在我國社會迅速發(fā)展的大背景下，數(shù)控機床從業(yè)人員必須努力的提升自身的綜合素質(zhì)，才能更好的適應(yīng)全新的工作形勢。為此，數(shù)控機床從業(yè)人員需要努力的研究和分析數(shù)控機床主軸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，并努力的學(xué)習(xí)與數(shù)控機床主軸系統(tǒng)相關(guān)的維修技術(shù)，從而更輕松的完成數(shù)控機床主軸系統(tǒng)的維修工作。筆者在文章中結(jié)合了具體案例對數(shù)控機床主軸系統(tǒng)經(jīng)常會出現(xiàn)的故障以及與之對應(yīng)的檢修方法進行了細(xì)致分析。

1、數(shù)控機床主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特點

近年來，數(shù)控車床被廣泛的應(yīng)用到了制造型工廠的零部件制造之中，通過數(shù)控車床的合理使用能夠完成種類繁多零部件的批量生產(chǎn)。經(jīng)過大量的調(diào)查研究，筆者發(fā)現(xiàn)現(xiàn)階段在制造型工廠中使用最為普遍的數(shù)控車床主要有數(shù)控車床、數(shù)控銑床以及加工中心三類。為盡可能的提高數(shù)控機床的智能化水平，并進行高精度、高效率的零部件加工，數(shù)控車床的主軸控制系統(tǒng)也采取了極具特色的結(jié)構(gòu)。

通過深入的研究和分析數(shù)控機床主軸系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)，我們可以發(fā)現(xiàn)其主要具有以下幾個特點：首先數(shù)控機床主軸系統(tǒng)的主軸為空心。其次，主軸前端主要是結(jié)合了短圓錐法蘭盤結(jié)構(gòu)和卡盤體。再次，主軸的后端可以用來安裝回轉(zhuǎn)油缸。最后，齒輪轉(zhuǎn)動、同步帶轉(zhuǎn)動等都屬于其傳動的形式。

通過深入的研究和分析數(shù)控機床主軸系統(tǒng)的電氣結(jié)構(gòu)，我們可以發(fā)現(xiàn)其主要具有以下幾個特點：首先，驅(qū)動器主要是進行主軸電動機和數(shù)控裝置的連接。其次，光電脈沖編碼器主要用于主軸轉(zhuǎn)速的檢測。最后，回轉(zhuǎn)油缸液壓控制回路主要是用于卡盤卡爪的控制。

2、數(shù)控機床主軸系統(tǒng)故障特點及其診斷方法

2.1數(shù)控機床主軸系統(tǒng)故障特點

根據(jù)系統(tǒng)故障的特點進行劃分，主軸系統(tǒng)故障主要由機械故障和電氣故障兩方面組成。在大量的調(diào)查研究中，筆者發(fā)現(xiàn)對于機械部分而言，最常見的故障部位便是那些經(jīng)常進行旋轉(zhuǎn)運動和直線運動的部件。因此，檢修人員在檢查故障時應(yīng)當(dāng)從這些部件著手檢查。主軸系統(tǒng)的電氣部分主要包括主軸電動機、準(zhǔn)停裝置、數(shù)控裝置、主軸轉(zhuǎn)速檢測裝置等。在這些部位當(dāng)中準(zhǔn)停裝置、數(shù)控裝置的故障率較高，為此，檢修人員在檢修過程中應(yīng)當(dāng)重點檢修這些部位。

2.2故障診斷方法

通常情況下，數(shù)控機床主軸系統(tǒng)的機械故障非常容易發(fā)現(xiàn)，而電氣故障則很難進行診斷。因此，檢修人員在檢修過程中可以首先檢查數(shù)軸機床主軸系統(tǒng)是否存在機械故障，當(dāng)確定不存在機械故障之后，在檢查電氣部分的故障。在檢修過程中，檢修人員首先便應(yīng)當(dāng)明確機床的主軸部件結(jié)構(gòu)，并逐一檢查每個部件是否能夠正常運行。通常情況下，數(shù)控機床主軸故障是由機械動作失靈而導(dǎo)致。因此，先對數(shù)控機床主軸系統(tǒng)的機械部分進行檢查，在此之后再進行電氣部分的檢查往往可以更輕松地完成檢修工作。

3、故障診斷實例

（1）搭載SINUMERIK810T系統(tǒng)的數(shù)控機床，在起動主軸旋轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)了7006報警，即無法實現(xiàn)自動加工。在檢修過程中可以遵循以下思路進行故障的分析和處理：首先該故障表示主軸存在問題，然而在查看主軸之后筆者發(fā)現(xiàn)主軸已經(jīng)開始運行，而屏幕上檢查主軸的轉(zhuǎn)速卻顯示為零，因此出現(xiàn)報警。但通過細(xì)致的觀察主軸可以發(fā)現(xiàn)，其已經(jīng)在旋轉(zhuǎn)過程中而且轉(zhuǎn)速也并不存在問題。此時筆者便考慮主軸轉(zhuǎn)速反饋系統(tǒng)可能存在問題。眾所周知，主軸編碼器是在同步帶轉(zhuǎn)動的基礎(chǔ)上完成工作的，因此，筆者對主軸轉(zhuǎn)速反饋系統(tǒng)進行了檢查，在詳細(xì)檢查之后，筆者發(fā)現(xiàn)同步帶出現(xiàn)了斷裂的現(xiàn)象，也正因如此，主軸編碼器無法實現(xiàn)與主軸同步旋轉(zhuǎn)，這也是導(dǎo)致該故障的主要原因。要想解決這一故障只需對同步帶進行更換即可解決故障。在更換同步帶之后，故障果然消除。

（2）搭載SINUMERIK840D系統(tǒng)的數(shù)控銑床，機床在工作過程中出現(xiàn)了主軸轉(zhuǎn)速有時快速旋轉(zhuǎn)而有時卻旋轉(zhuǎn)很慢的現(xiàn)象。在檢修過程中檢修人員可以遵循以下思路進行故障的分析和處理：導(dǎo)致這一現(xiàn)象出現(xiàn)的原因可能有以下幾個方面：首先，可能是主軸驅(qū)動裝置長時間缺乏維護優(yōu)化。因此，主軸驅(qū)動裝置在工作過程中出現(xiàn)了無法正常運行的情況。而這臺機床經(jīng)常進行維護和優(yōu)化，因此這種情況基本可以排除。其次，有可能是其他干擾因素導(dǎo)致的主軸轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定的現(xiàn)象，但在觀察中發(fā)現(xiàn)機床的其他部分并未出現(xiàn)故障，因此這一情況基本也可以排除。再次，有可能是因為轉(zhuǎn)速反饋回路出現(xiàn)了故障。為此，在檢查過程中，筆者首先檢查了編碼器的連接電纜，在檢查過程中，筆者發(fā)現(xiàn)編碼器電纜插頭出現(xiàn)了松動的現(xiàn)象，因此，這可能便是導(dǎo)致主軸電動機無法穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的原因。為此，筆者將主軸編碼器電纜連接插頭進行了固定，在完成固定工作之后，主軸轉(zhuǎn)速便恢復(fù)了平穩(wěn)狀態(tài)，故障排除。

為了高效率、高水平的完成數(shù)控機床的檢修工作，檢修人員在檢修過程中應(yīng)當(dāng)時刻保持清醒的頭腦，并結(jié)合相應(yīng)的結(jié)構(gòu)有序的進行故障分析，只有這樣才能切實的解決各種故障。

結(jié)束語：

總之，數(shù)控機床當(dāng)中包含著許多新興的技術(shù)，因此，倘若數(shù)控機床出現(xiàn)了故障了情況，那么很難精準(zhǔn)的把握故障出現(xiàn)的原因以及故障出現(xiàn)的部位。因此，為了高效率、高質(zhì)量的完成數(shù)控機床主軸系統(tǒng)的檢修工作，檢修人員便需要熟悉的掌握數(shù)控機床主軸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，只有這樣才能在檢修過程中更高效、更精確的把握故障出現(xiàn)的部位以及故障出現(xiàn)的原因，也只有這樣才能采取有效的方法排除故障。本文首先分析了數(shù)控機床主軸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點，繼而結(jié)合具體案例分析了解決數(shù)控機床主軸系統(tǒng)故障的方法，希望本文的研究可以為相關(guān)維修人員的工作提供方法借鑒，從而有效的提升維修人員的維修水平。

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作者簡介：

霍志偉，（1983.08--）男，漢族，遼寧彰武人，本科，講師，研究方向：智能制造應(yīng)用、數(shù)控技術(shù)。