數(shù)控銑床爬行與振動故障

時(shí)間：2025-11-16 18:01:28 數(shù)控畢業(yè)論文

數(shù)控銑床爬行與振動故障

　　在機(jī)械加工過程中如果發(fā)生爬行故障將會嚴(yán)重影響加工件的質(zhì)量,由于加工件表面切削的不聯(lián)系性,而導(dǎo)致加工件無法達(dá)到工藝要求。

　　數(shù)控銑床爬行與振動故障【1】

　　摘要：數(shù)控銑床在調(diào)試和運(yùn)行過程中出現(xiàn)的爬行現(xiàn)象是一種經(jīng)常性的故障,對數(shù)控銑床的使用安全和效率有較大影響,經(jīng)過大量的研究發(fā)現(xiàn),引發(fā)這種故障的主要原因有液壓、機(jī)械、電氣、潤滑等很多方面,因此通過適當(dāng)調(diào)整這些狀態(tài),可以控制故障的發(fā)生和發(fā)展,減少故障所造成的損失。

　　關(guān)鍵詞：數(shù)控鏜床爬行故障震動故障摩擦系數(shù) 自激震動靜壓區(qū) 毛細(xì)管節(jié)流器

　　1、爬行故障和震動故障的概念

　　爬行故障:爬行故障是機(jī)床在低速運(yùn)動時(shí)候,所產(chǎn)生的一種較為復(fù)雜的自激震動現(xiàn)象。

　　主要發(fā)生鏜銑床、龍門刨床、軋輥磨床等大型設(shè)備上。

　　也是大型機(jī)床設(shè)備很常見的故障。

　　另外爬行故障對機(jī)床的檢驗(yàn)工作也會帶來不良的影響。

　　產(chǎn)生爬行現(xiàn)象是原理是:爬行就是機(jī)床的刀架在步進(jìn)正常工作時(shí),發(fā)生走走停�，F(xiàn)象,也就是速度產(chǎn)生不均勻現(xiàn)象。

　　振動故障:振動故障是機(jī)床在高速運(yùn)動時(shí)會產(chǎn)生的一種不符合工藝的無規(guī)律震動現(xiàn)象。

　　多發(fā)生在鏜床等大型加工設(shè)備上。

　　它是由于設(shè)置的機(jī)床位置(比如在樓上等)外在原因和其復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)齒輪較多而造成的。

　　2、爬行故障產(chǎn)生的原因

　　(1)動摩擦系數(shù)對臨界速度的影響。

　　動摩擦系數(shù)增大的緣由有二。

　　其一:導(dǎo)軌潤滑油中混入了切割液。

　　因?yàn)橛捅玫奈凸芡ǔ６际窃谇邢饕汉蜐櫥椭g。

　　所以油泵在工作的時(shí)侯,有時(shí)候就會把切削液連同潤滑油一起吸入。

　　這樣就導(dǎo)致切削液和潤滑油混合在一起,使?jié)櫥偷倪\(yùn)動粘度大大降低。

　　也就使靜壓導(dǎo)軌靜壓區(qū)的壓力變小。

　　這樣動摩擦系數(shù)f增大了,靜摩擦系數(shù)和動摩擦系數(shù)之差也就隨之減小,由此臨界速度V也減小了,X軸便產(chǎn)生了爬行。

　　其二:有部分的靜壓分配閥內(nèi)的毛細(xì)管的節(jié)流器有堵塞現(xiàn)象。

　　部分毛細(xì)管節(jié)流器被堵塞后,各個(gè)靜壓區(qū)的壓力值相差就會變大。

　　(2)進(jìn)給系統(tǒng)對臨界速度的影響。

　　進(jìn)給系統(tǒng)對臨界速度有剛性的影響,其原因有三。

　　其一:各部位的聯(lián)接其緊固件的松動。

　　其二:傳動齒輪的齒條之間的間隙過大;其三:齒輪與軸之間以及軸與軸之間的承配合的間隙過大。

　　(3)其他原因的影響產(chǎn)生的爬行:1)導(dǎo)軌和絲杠缺少潤滑油的潤滑;2)鋼導(dǎo)軌的斜鐵太緊;3)機(jī)床的負(fù)荷過大;4)摩擦伺服電機(jī)功率小;5)絲杠的聯(lián)軸器松動。

　　3、如何排除爬行故障

　　數(shù)控機(jī)床是新型的高科技工業(yè)設(shè)備,還有許多的不足之處有待于改善和進(jìn)步。

　　現(xiàn)有的很多機(jī)床中就有很多非常明顯的不正�，F(xiàn)象。

　　可以被我們發(fā)現(xiàn),而系統(tǒng)卻沒有報(bào)警。

　　而且有時(shí)候出現(xiàn)報(bào)警的信息也不是很準(zhǔn)確的表明我們所看到不正�，F(xiàn)象。

　　機(jī)床出現(xiàn)爬行與振動故障大多數(shù)不會出現(xiàn)機(jī)床報(bào)警。

　　我們可以這樣判斷,當(dāng)機(jī)床在低速運(yùn)行的時(shí)侯,如果機(jī)床的工作臺是蠕動著向前運(yùn)動的,就是出現(xiàn)了爬行故障。

　　當(dāng)爬行故障出現(xiàn)時(shí)候,我們要先仔細(xì)看一下導(dǎo)軌面的潤滑的情況,斷定不是這里出現(xiàn)了問題。

　　機(jī)床爬行問題是屬于速度的問題。

　　那么既然是速度的問題我們就要去找速度這一環(huán)節(jié)。

　　機(jī)床的速度調(diào)節(jié)過程是用速度調(diào)節(jié)器來完成的。

　　而速度調(diào)節(jié)器的時(shí)間常數(shù),也就是速度調(diào)節(jié)器的積分時(shí)間常數(shù)通常是以毫秒設(shè)置的。

　　所以機(jī)床整個(gè)伺服運(yùn)動是一個(gè)過渡的過程,也是一個(gè)調(diào)節(jié)的過程。

　　根據(jù)其出現(xiàn)故障的部位和出現(xiàn)故障的原因,來確定其處理故障的方式和方法。

　　4、震動故障的判斷與處理

　　(1)給定信號。

　　1)給定信號是由位置偏差計(jì)數(shù)器輸出來再經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換給速度調(diào)節(jié)器而送出來來的模擬信號VCMD,判定此信號是否有振動的成分,可以通過伺服板上的插腳(FANUC6系統(tǒng)的伺服板是X18腳)來看,看看此插腳是不是有所振動。

　　如果它本身就有一個(gè)周期的振動信號。

　　那么機(jī)床的振動是沒有問題的,也就是說速度調(diào)節(jié)器這部分沒有問題,而是前級出現(xiàn)了問題。

　　再去 D/A轉(zhuǎn)換器和偏差計(jì)數(shù)器那里查找問題。

　　如果我們的測量結(jié)果沒有振動的周期性波形。

　　那么問題就一定出在其他兩個(gè)部分。

　　2)如果這兩部分都沒有問題,我們再去觀察測速發(fā)電機(jī)的波形。

　　由于機(jī)床正在振動,機(jī)床的速度也同樣在激烈的振蕩中。

　　此時(shí)測速發(fā)電機(jī)反饋回的波形同樣也肯定是動蕩的。

　　觀察一下,測速發(fā)電機(jī)所反饋的波形中是不是出現(xiàn)有規(guī)律的大起大伏,還是十分混亂的現(xiàn)象。

　　如果是后者,我們就要考慮電機(jī)本身或者測速發(fā)電機(jī)本身是否有故障。

　　3)如何判斷電機(jī)或者測速電機(jī)的故障:由于振動頻率和電機(jī)的轉(zhuǎn)速是成比率的,電機(jī)的故障就會引起震動故障,首先要檢查電機(jī)的碳刷和整流子表面是否正常,有無凸凹不光滑狀況、有無被磨掉的碳粉。

　　(2)反饋信號:反饋信號和給定信號對于固定的調(diào)節(jié)器來說是完全相同的。

　　所以,如果出現(xiàn)了反饋信號的波動,就必然會引起速度調(diào)節(jié)器的反方向調(diào)節(jié),這樣也引起機(jī)床的振動。

　　速度調(diào)節(jié)器反方向調(diào)節(jié)情況出現(xiàn)時(shí),我們就要把電機(jī)后蓋拆下,看到測速發(fā)電機(jī)的整流子,用尖尖的勾子,細(xì)心地把每個(gè)槽子掛一掛,然后再用高號的砂紙打光勾起來的毛刺,把整流片的表面再用無水乙醇擦拭一下,重新裝好炭刷就可以了。

　　用尖勾子勾換向片間槽口時(shí),要特別注意不能碰到繞組。

　　因?yàn)槔@組的繞線非常細(xì),一旦碰破就很難修復(fù)。

　　另外不能用含水乙醇去擦試,會使繞組的絕緣電阻下降。

　　(3)速度調(diào)節(jié)器本身的故障:除了我們上面兩種情況引起振動的原因外,還有可能是系統(tǒng)本身,也就是速度調(diào)節(jié)器本身的參數(shù)引起的振蕩。

　　一個(gè)閉環(huán)的系統(tǒng)也統(tǒng)一可能由于參數(shù)的設(shè)定不好,而引起系統(tǒng)振蕩。

　　最佳的消除此振蕩的方法就是盡量減少它的放大倍數(shù)。

　　在FANUC的系統(tǒng)里去調(diào)節(jié)RV1。

　　5、結(jié)語

　　掌握了數(shù)控鏜床的爬行與震動故障的規(guī)律,我們就可以及時(shí)消除故障,同時(shí)也可以控制和減少這類故障的發(fā)生,提高設(shè)備的使用效率,降低機(jī)械加工,提高經(jīng)濟(jì)效益。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]李壯,李詩若.數(shù)控機(jī)床爬行與振動故障研究.科技傳播.

　　[2]李偉軍.全自動液壓伺服壓力機(jī)控制系統(tǒng)的研究.廣州機(jī)械科學(xué)出版,2004.

　　數(shù)控銑床拉刀故障的診斷與維修【2】

　　摘要：拉刀故障是數(shù)控銑床的常見故障之一，主軸松、拉刀動作涉及電氣、機(jī)械及液壓回路，回路中任何一個(gè)環(huán)節(jié)的失效都會引起機(jī)床拉刀動作故障。

　　本文從企業(yè)維修案例著手，介紹了XKA714B/F數(shù)控銑床主軸結(jié)構(gòu)和控制原理，分析了常見的故障點(diǎn)，并采用流程圖的形式介紹了故障診斷方法，最后對故障維修方式進(jìn)行了探討。

　　關(guān)鍵詞：數(shù)控銑床;拉刀故障;診斷與維修;流程圖

　　在企業(yè)生產(chǎn)過程中，XKA714B/F立式數(shù)控銑床主軸會出現(xiàn)如下故障現(xiàn)象：操作工人在進(jìn)行手動換刀操作時(shí)，刀具可以拿下，但裝上刀后，按“主軸拉刀”按鈕，拉刀動作明顯比平常慢，重復(fù)一次松、拉刀過程，拉刀時(shí)間變得更長，再重復(fù)幾次后，拉刀動作幾乎沒有了。

　　機(jī)床狀態(tài)提示：處于松刀狀態(tài)。

　　拉刀故障是數(shù)控銑床的常見故障之一。

　　主軸松、拉刀動作涉及電氣、機(jī)械及液壓回路，回路中任何一個(gè)環(huán)節(jié)的失效都會引起機(jī)床拉刀動作故障。

　　要分析和排除松、拉刀這一故障，首先要知道主軸部件的機(jī)械結(jié)構(gòu)組成及松、拉刀動作的原理及過程，然后熟悉常見的故障點(diǎn)，掌握故障診斷思路及流程，最后維修排除故障。

　　主軸結(jié)構(gòu)和控制原理

　　數(shù)控銑床一般可分為立式銑床、臥式銑床和立臥兩用數(shù)控銑床三種。

　　本維修案例使用的是XKA714B/F立式數(shù)控銑床，它由床身、立柱、主軸箱、工作臺、液壓系統(tǒng)、伺服裝置、數(shù)控系統(tǒng)等組成。

　　床身用于支撐和連接機(jī)床各部件，主軸箱用于安裝主軸，主軸內(nèi)裝有拉刀機(jī)構(gòu)，拉刀機(jī)構(gòu)采用液壓裝置及碟形彈簧來完成拉刀、松刀動作。

　　主軸下端的錐孔用于安裝銑刀。

　　當(dāng)主軸箱內(nèi)的主軸電機(jī)驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，銑刀能夠切削工件。

　　主軸箱還可沿立柱上的導(dǎo)軌在Z向移動，使刀具上升或下降。

　　工作臺用于安裝工件或夾具，可沿滑鞍上的導(dǎo)軌在X向移動，滑鞍可沿床身上的導(dǎo)軌在Y向移動，從而實(shí)現(xiàn)工件在X和Y向的移動。

　　無論是X、Y向，還是Z向的移動都是靠伺服電機(jī)驅(qū)動滾珠絲杠來實(shí)現(xiàn)。

　　伺服裝置用于驅(qū)動伺服電機(jī)，主傳動系統(tǒng)由5.5kW的變頻電機(jī)驅(qū)動，電機(jī)安裝在主軸箱的頂面，經(jīng)過齒輪傳動，可以實(shí)現(xiàn)無級變速。

　　控制器用于輸入零件加工程序和控制機(jī)床工作狀態(tài)，控制電源用于向伺服裝置和控制器供電。

　　(一)XKA714B/F立式數(shù)控銑床主軸部件的機(jī)械結(jié)構(gòu)

　　主軸部件主要由刀具自動夾緊裝置、自動吹凈等裝置組成。

　　為了適應(yīng)主軸轉(zhuǎn)速高和工作性能要求，前、后支承都采用了向心推力軸承。

　　(1)前支承是三個(gè)向心推力球軸承，背靠背安裝，前面兩個(gè)支承大口朝向主軸前端，后一個(gè)軸承大口朝向主軸尾部。

　　前支承既承受徑向載荷，又承受兩個(gè)方向的軸向載荷。

　　(2)后支承是兩個(gè)向心推力球軸承，也是背靠背安裝，小口相對。

　　后支承只承受徑向載荷，故軸承外圈軸向不定位。

　　主軸軸承采用油脂潤滑方式，迷宮式密封。

　　刀具自動夾緊裝置數(shù)控銑床主軸組件由活塞、螺旋彈簧、拉桿、碟形彈簧和4個(gè)鋼球組成。

　　該機(jī)床采用錐柄刀具，刀柄的錐度為7∶24，它與主軸前端錐孔錐面定心。

　　夾緊時(shí)，油缸上腔接回油，下腔接壓力油，壓力油和螺旋彈簧使活塞桿向上移動，拉桿在碟形彈簧壓力作用下也向上移動，鋼球被迫進(jìn)入刀柄尾部拉釘?shù)沫h(huán)形槽內(nèi)，將刀具的刀柄拉緊。

　　放松時(shí)，即需要換刀松開刀柄時(shí)，油缸上腔通入壓力油，下腔接回油，使活塞桿向下移動，推動拉桿也向下移動，直到鋼球被推至主軸孔徑較大處，便松開刀柄，將刀具連同刀柄從主軸孔中取出。

　　刀具的刀柄是靠碟形彈簧產(chǎn)生的拉緊力進(jìn)行夾緊的，以防止在工作中突然停電時(shí)刀柄自行脫落。

　　在活塞桿上下移動的兩個(gè)極限位置上，安裝行程開關(guān)，用來發(fā)出刀柄夾緊和松開的信號。

　　在夾緊時(shí)，活塞桿下端的活塞桿端部與拉桿的上端面之間應(yīng)留有一定的間隙，約為4mm，以防止主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)引起端面摩擦。

　　自動吹凈裝置主軸換刀時(shí)，需自動清除主軸裝刀錐孔內(nèi)的切屑或灰塵，以便保護(hù)主軸錐孔和刀柄表面，確保刀具定位安裝精度。

　　因此，該機(jī)床采用壓縮空氣自動吹凈裝置。

　　當(dāng)?shù)侗鷱闹鬏S錐孔拔出后，壓縮空氣通過活塞桿上端噴嘴經(jīng)活塞和拉桿的中心孔，自動吹凈主軸錐孔。

　　(二)XKA714B/F立式數(shù)控銑床液壓系統(tǒng)控制原理

　　液壓站油箱位于機(jī)床的后側(cè)，油箱容積為40L。

　　當(dāng)油面低于油標(biāo)顯示位置時(shí)要及時(shí)添加;液壓油使用2000h后，要進(jìn)行更換。

　　液壓控制板裝在液壓站油箱上面，由一個(gè)1.1kW的電機(jī)驅(qū)動液壓泵完成液壓系統(tǒng)的供油和主軸箱的潤滑，液壓系統(tǒng)的調(diào)定壓力為3.5MPa。

　　液壓系統(tǒng)控制三個(gè)二位四通的電磁閥，電磁閥YV1控制主軸箱潤滑油路，電磁閥YV1、YV2控制主傳動系統(tǒng)中的液壓變速機(jī)構(gòu)(通電為高擋)，電磁閥YV1、YV3控制拉刀機(jī)構(gòu)。

　　松刀時(shí)，電磁閥YV1、YV3同時(shí)通電，閥芯切換油路，液壓油進(jìn)入油缸上腔，油缸下腔接回油，活塞桿向下動作，油缸頂部行程限位開關(guān)向PMC發(fā)出反饋信號，松刀完成。

　　拉刀時(shí)，電磁閥YV1吸合、YV3斷開閥芯切換油路，液壓油進(jìn)入油缸下腔，油缸上腔接回油，活塞桿向上動作，油缸頂部行程限位開關(guān)向PMC發(fā)出反饋信號，拉刀完成。

　　需要變速時(shí)，電磁閥YV1通電，電磁閥YV2則按高低擋要求通或斷;變速完畢或裝刀完畢電磁閥YV1即斷。

　　液壓系統(tǒng)還負(fù)責(zé)潤滑主軸箱內(nèi)的齒輪及軸承。

　　主軸箱內(nèi)的潤滑油通過主軸箱背面的回油管流回油箱。

　　如發(fā)現(xiàn)主軸箱下柔性擋板防護(hù)罩處有漏油現(xiàn)象，應(yīng)立即停止使用并檢查主軸箱潤滑回油管路是否通暢，嚴(yán)禁在主軸潤滑回油系統(tǒng)不暢的情況下使用機(jī)床。

　　液壓油管均是通過拖鏈裝置到達(dá)主軸箱。

　　當(dāng)系統(tǒng)發(fā)出油路堵塞報(bào)警時(shí)，應(yīng)對液壓箱的濾油器及時(shí)清理。

　　(三)XKA714B/F立式數(shù)控銑床主軸松、拉刀電氣系統(tǒng)控制原理

　　只要控制電磁閥YV1、YV3就可以實(shí)現(xiàn)拉刀、松刀的動作，但是，電磁閥怎么跟PMC聯(lián)系呢?這需要通過PMC對電磁閥進(jìn)行控制。

　　一般而言，實(shí)現(xiàn)拉刀、松刀的動作需要用到的PMC輸入接口有松緊刀允許、緊刀、拉刀;輸出接口有刀具松/緊、液壓油路開關(guān)、松緊刀允許指示燈、松刀指示燈、緊刀指示燈，每個(gè)接口都用相應(yīng)的地址位來表示。

　　通過XKA714B/F立式數(shù)控銑床主面板輸入地址電氣圖可以查出，松緊刀允許按鈕的輸入地址位是X33.4，緊刀按鈕的輸入地址位是X34.0，松刀按鈕的輸入地址位是X34.1;通過XKA714B/F立式數(shù)控銑床PMC輸出地址電氣圖可以查出，刀具松/緊的輸出地址位是Y2.1，液壓油路開關(guān)的輸出地址位是Y2.2;通過XKA714B/F立式數(shù)控銑床主面板輸出地址電氣圖可以查出，松緊刀允許指示燈的輸出地址位是Y33.4，緊刀指示燈的輸出地址位是Y34.0，松刀指示燈的輸出地址位是Y34.1。

　　那么，松緊刀允許按鈕的地址位X33.4、緊刀按鈕的地址位X34.0、松刀按鈕的地址位X34.1和控制拉刀以及松刀的輸出地址位Y2.1.Y2.2有什么關(guān)系呢?當(dāng)同時(shí)按下“松緊刀允許”和“松刀”按鈕后，輸入信號經(jīng)地址位X33.4和X34.1傳遞給PMC，PMC通過輸出接口Y2.1來控制拉刀或松刀動作，具體控制過程查看XKA714B/F立式數(shù)控銑床松刀按鈕控制梯形圖，可以看出，當(dāng)觸點(diǎn)X33.4和X34.1接通時(shí)，松緊刀允許指示燈Y33.4和松刀指示燈Y34.1亮，線圈Y2.1工作，繼電器KA10和KA11指示燈亮，松刀完成。

　　也就是說通過Y2.1來控制電磁閥，由于電磁閥所需要的驅(qū)動電流比較大，而PMC的輸出接口驅(qū)動能力比較小，所以先由Y2.1控制繼電器KA10，然后再由繼電器KA10來控制電磁閥YV3的動作;同理，由Y2.2控制繼電器KA11，然后再由繼電器KA11來控制電磁閥YV1的動作。

　　(四)XKA714B/F立式數(shù)控銑床主軸松、拉刀動作控制過程

　　動作控制過程包括松刀動作控制過程和拉刀控制過程。

　　松刀控制過程從圖1可以看出，當(dāng)按下松刀按鈕后，輸入信號經(jīng)地址位X34.1傳遞給PMC，PMC通過輸出接口Y2.1和Y2.2來控制繼電器KA10和KA11吸合，使得電磁閥YV1和YV3得電，閥芯切換油路，液壓油進(jìn)入油缸上腔，油缸下腔接回油，使活塞桿向下移動，推動拉桿也向下移動，壓縮碟形彈簧，拉刀爪松開，油缸頂部行程限位開關(guān)向PMC發(fā)出反饋信號，松刀完成。

　　拉刀控制過程從圖2所示拉刀動作電氣控制流程圖可以看出，當(dāng)按下拉刀按鈕后，輸入信號經(jīng)地址位X34.0傳遞給PMC，PMC通過輸出接口Y2.1和Y2.2來控制繼電器KA10斷開和KA11吸合，使得電磁閥YV1得電吸合、YV3斷開，閥芯切換油路，液壓油進(jìn)入油缸下腔，油缸上腔接回油，壓力油和螺旋彈簧使活塞桿向上移動，拉桿在碟形彈簧壓力作用下也向上移動，拉刀爪拉緊，油缸頂部行程限位開關(guān)向PMC發(fā)出反饋信號，繼電器KA11斷電，電磁閥YV1斷電，液壓油轉(zhuǎn)向潤滑油路，拉刀完成。

　　XKA714B/F立式數(shù)控銑床拉刀常見故障點(diǎn)分析

　　數(shù)控銑床拉刀故障應(yīng)綜合考慮電氣故障、機(jī)械故障和液壓故障。

　　(一)電氣回路故障分析點(diǎn)

　　電氣回路故障分析點(diǎn)主要有：(1)松、拉刀按鈕開關(guān);(2)拉刀活塞桿行程限位開關(guān);(3)PMC控制器;(4)繼電器及線路;(5)電磁閥及線路等。

　　在這些故障分析點(diǎn)中，松、拉刀按鈕開關(guān)、繼電器由于頻繁使用，容易疲勞損壞;PMC控制器屬于技術(shù)成熟的數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品，在弱電環(huán)境下工作，一般不易損壞。

　　(二)機(jī)械及液壓回路故障分析點(diǎn)

　　機(jī)械及液壓回路故障分析點(diǎn)主要有：(1)主軸拉刀機(jī)構(gòu);(2)活塞油缸;(3)油管;(4)電磁閥;(5)單向閥;(6)溢流閥;(7)液壓泵;(8)壓力表;(9)碟形彈簧等。

　　在這些故障分析點(diǎn)中，主軸拉刀機(jī)構(gòu)中的活塞桿、拉刀爪、拉桿以及電磁閥、碟形彈簧等，由于頻繁動作，容易疲勞損壞;油管易老化漏油。

　　XKA714B/F立式數(shù)控銑床拉刀故障診斷與維修

　　主軸松、拉刀動作涉及電氣、機(jī)械及液壓回路，回路中任何一個(gè)環(huán)節(jié)的失效都會引起機(jī)床拉刀動作故障，因?yàn)榘粹o開關(guān)、繼電器、電磁閥的通斷狀態(tài)可以通過PMC診斷地址及發(fā)光二極管等狀態(tài)指示燈來快速判斷，直觀、快捷，故先從電氣回路開始檢查(液壓泵及壓力表也可直觀檢查)，然后再對機(jī)械及液壓回路進(jìn)行檢查。

　　從圖3所示XKA714B/F數(shù)控銑床拉刀故障綜合診斷流程圖可知，故障診斷與維修步驟如下：

　　第一步，維修準(zhǔn)備。

　　準(zhǔn)備好XKA714B/F立式數(shù)控銑床對應(yīng)的系統(tǒng)操作說明書、機(jī)床生產(chǎn)廠家提供的機(jī)械說明書、電氣說明書、維修手冊和維修記錄等，同時(shí)準(zhǔn)備好機(jī)床維修的常用必備工具。

　　第二步，現(xiàn)場勘察。

　　首先察看一下XKA714B/F數(shù)控銑床的具體故障現(xiàn)象。

　　然后查看報(bào)警信息，鎖定故障范圍，機(jī)床狀態(tài)提示：處于松刀狀態(tài)。

　　最后，查閱發(fā)生故障銑床的機(jī)械及電氣說明書，了解松/拉刀按鈕開關(guān)地址位、PMC刀具松緊輸出地址位、松緊刀電磁閥控制和液壓系統(tǒng)原理圖。

　　第三步，懸掛“維修中，請勿靠近”警示牌，在機(jī)床手動狀態(tài)下，主軸停轉(zhuǎn)，按下“緊刀”按鈕，檢查PMC輸入地址X34.0的狀態(tài)變化。

　　如果沒有變化，檢查“緊刀”按鈕開關(guān)及其至PMC的線路。

　　若開關(guān)損壞，則更換開關(guān);電路斷路，則維修電路。

　　第四步，如果第一步不存在問題，即PMC輸入地址X34.0的狀態(tài)有變化(由0變?yōu)?)，則檢查PMC輸出地址Y2.1、Y2.2的狀態(tài)變化。

　　若狀態(tài)沒有變化，根據(jù)梯形圖判斷哪些條件不滿足，針對不滿足條件，相應(yīng)調(diào)整機(jī)床操作方式。

　　第五步，如果第四步不存在問題，即PMC輸出地址Y2.1、Y2.2的狀態(tài)有變化(由0變?yōu)?)，繼電器KA10和KA11應(yīng)依次由通到斷。

　　若KA11和KA10其中有未斷開現(xiàn)象，則檢查PMC至KA10線圈的線路(因?yàn)樗傻秳幼髡�，故可以判斷KA11和YV1都是正常的)，如果線路短路則檢修線路。

　　第六步，如果第五步不存在問題，即KA11和KA10正常斷開，電磁閥YV3由吸合轉(zhuǎn)為斷開，線圈插頭指示燈由亮轉(zhuǎn)滅。

　　若電磁閥未由吸合轉(zhuǎn)為斷開，檢查KA10觸點(diǎn)及YV3線圈至 KA10觸點(diǎn)的控制線路，如果觸點(diǎn)損壞，則更換繼電器;如果線路短路，則檢修線路。

　　第七步，如果第六步不存在問題，即電磁閥YV3由吸合轉(zhuǎn)為斷開，說明YV1和YV3線圈正常，則檢查YV3閥芯是否正常動作、能否切換油路。

　　若YV3閥芯動作不正常，應(yīng)先檢查活塞缸下腔油管有無波動，在機(jī)床斷電情況下，拆開油管接頭，查看油管是否通油，如果不通油，則疏通或更換油管;然后用內(nèi)六角扳手插入閥芯孔，感知閥芯移動距離，如果距離小于正常移動距離，則說明閥芯被堵塞或復(fù)位彈簧彈力不足，可用新閥替換或拆閥進(jìn)行檢修。

　　第八步，如果第七步不存在問題，即YV3閥芯正常動作，可正常切換油路，則檢查油缸及活塞桿是否正常。

　　如果不正常，油缸進(jìn)出油口及活塞桿被堵塞，則拆開檢修。

　　第九步，如果以上各步檢查均正常，則診斷維修結(jié)束。

　　總之，針對這類故障，不管是主軸拉不緊刀，還是主軸松不下刀，只要掌握了控制回路的電氣、機(jī)械及液壓原理，依據(jù)故障現(xiàn)象，逐一分析控制回路的各個(gè)環(huán)節(jié)，由簡到繁，就不難找出故障點(diǎn)并排除故障。

　　數(shù)控機(jī)床是一種自動化程度高、機(jī)械結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的加工設(shè)備，要充分發(fā)揮機(jī)床的高效益，就必須正確操作使用和精心維護(hù)，這樣可防止設(shè)備產(chǎn)生非正常性磨損，保持其良好的技術(shù)性能狀態(tài)，延緩劣化進(jìn)程，保證生產(chǎn)安全運(yùn)行。

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　　數(shù)控銑床銑削故障的排除與調(diào)整【3】

　　摘要：隨著機(jī)械加工技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床已被廣泛應(yīng)于各個(gè)加工行業(yè)，其性能越來越全面，具有應(yīng)用廣泛、加工精度高、人為因素干擾少、加工能力強(qiáng)等特點(diǎn)。

　　同時(shí)，由于數(shù)控機(jī)床技術(shù)的先進(jìn)程度越來越高，相應(yīng)的對于數(shù)控機(jī)床的維修也越來越復(fù)雜，這就給數(shù)控機(jī)床的維修人員提出了更高的要求。

　　關(guān)鍵詞：數(shù)控銑床銑削排除調(diào)整

　　本文通過實(shí)際案例分析，了解一些常見故障的排除與調(diào)整。

　　案例如下：設(shè)備名稱FANUC0i―Mc數(shù)控系統(tǒng)，故障類型為銑削出現(xiàn)橢圓現(xiàn)象。

　　分析：對于數(shù)控銑床銑削后出現(xiàn)橢圓，通�？紤]以下3點(diǎn)原因：(1)X-Y軸伺服不匹配。

　　(2)反向間隙。

　　(3)X-Y軸不垂直。

　　1 X-Y軸伺服不匹配

　　伺服不匹配占故障比例為87%，因此首先考慮此問題。

　　應(yīng)用球桿儀進(jìn)行檢測可得圖1，圖中2和3為正反向360°得出的圖形， FANUC0i―Mc數(shù)控系統(tǒng)位置增益(伺服環(huán)增益)參數(shù)是#1828(0.01s-1)。

　　(1)產(chǎn)生原因。

　　如果軸間伺服環(huán)增益不匹配，會導(dǎo)致伺服不匹配誤差，此時(shí)兩根軸不同步，一根軸要早于另一根，造成橢圓圖形，如圖2所示。

　　(2)故障排除。

　　伺服不匹配將導(dǎo)致插補(bǔ)圓不圓。

　　一般情況下，進(jìn)給率越高造成插補(bǔ)圓的橢圓程度越大。

　　與前一個(gè)圖像相符，原機(jī)床參數(shù)#1825X軸(6000)，Y軸(3000)，故減少X數(shù)值，增大Y值，如圖3所示。

　　經(jīng)過反復(fù)調(diào)整參數(shù)檢測調(diào)整(最后參數(shù)是X2200，Y7000)后圖像如圖4所示。

　　此時(shí)數(shù)控機(jī)床銑削出現(xiàn)橢圓的故障消失。

　　2 反向間隙的排故與調(diào)整

　　此機(jī)床的反向間隙占29%，發(fā)那科數(shù)控系統(tǒng)調(diào)整反向間隙的參數(shù)是#1851，如圖5所示。

　　圖中由某軸線開始處有一個(gè)沿圖形中心外凸的臺階，臺階的大小通常不受機(jī)器進(jìn)給率的影響。

　　在圖中僅有Y軸上顯示有正值反向間隙。

　　檢測圖像是Y軸有反向間隙，調(diào)整參數(shù)為28.4 mm，調(diào)整后球桿儀檢測進(jìn)行間隙補(bǔ)償。

　　由于Y軸反向間隙存在正負(fù)兩個(gè)值，絲杠兩固定端應(yīng)存在串動或者絲桿副有問題，需要重新調(diào)整固定等。

　　現(xiàn)在圓度由原來的638.6 mm通過球桿儀檢測及數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)調(diào)整變?yōu)?2.8 mm。

　　3 X-Y軸不垂直

　　原因：數(shù)控機(jī)床在加工過程中，各軸的垂直度誤差都經(jīng)過測試，滿足機(jī)床的設(shè)計(jì)精度。

　　但經(jīng)過一段時(shí)間的使用后，垂直度誤差超過設(shè)計(jì)精度時(shí)，就需要進(jìn)行修正，垂直度超差的原因主要是各配合部分的移動。

　　X-Y軸經(jīng)過長時(shí)間的振動與受力，經(jīng)常會發(fā)生偏移，這時(shí)就會出現(xiàn)X、Y軸之間垂直度誤差的出現(xiàn)，誤差主要出現(xiàn)在一個(gè)方向，即XY平面內(nèi)。

　　原因：在使用數(shù)控機(jī)床的過程中，測試排除過每個(gè)軸的垂直誤差，達(dá)到機(jī)床的設(shè)計(jì)精度。

　　垂直誤差會在使用一段時(shí)間后偏差會超過設(shè)計(jì)精度，這時(shí)就要進(jìn)行修正，這種情況產(chǎn)生的原因是各配合部分發(fā)生移動。

　　X-Y軸長期受到震動和受力，所以很容易發(fā)生偏移，所以X、Y軸之間發(fā)生垂直度的誤差，并且誤差主要發(fā)生在XY平面內(nèi)這一個(gè)方向。

　　解決方法：將Y軸導(dǎo)軌重新進(jìn)行定位面配刮，配刮鑲條，這樣可以將定位面積擴(kuò)大，從而定位剛性也變強(qiáng)。

　　將X-Y軸修刮至符合標(biāo)注的呢機(jī)械垂直度，與此同時(shí)也進(jìn)行了定位面修正，然后重新定位絲杠副，避免絲杠副彈性變形的發(fā)生，增加潤滑度在導(dǎo)軌、絲杠和各運(yùn)動表面，避免各運(yùn)動部件發(fā)生爬行現(xiàn)象。

　　4 結(jié)語

　　本文案例對于數(shù)控機(jī)床銑削出現(xiàn)橢圓形的故障排除應(yīng)用了球桿儀，同時(shí)需要技術(shù)人員、機(jī)械以及電器的配合，通過對X-Y軸伺服不匹配、反向間隙、X-Y軸不垂直等可能因素進(jìn)行排除和調(diào)整，最終排除了故障，使機(jī)床的加工圓度達(dá)到加工要求。

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