畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）宏程序在數(shù)控加工中編程與應(yīng)用

1、煙臺(tái)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 數(shù)控技術(shù) 系 數(shù)控維護(hù) 專業(yè) 08 級(jí)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目: 宏程序在數(shù)控加工中編程與應(yīng)用 姓名林 偉 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師（簽名） 二零一零 年 十 月 十五 日 煙臺(tái)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文)誠(chéng) 信 承 諾 書(shū)本人慎重承諾：我所撰寫(xiě)的設(shè)計(jì)（論文）軸類零件的程序設(shè)計(jì)與數(shù)控加工是在老師的指導(dǎo)下自主完成，沒(méi)有剽竊或抄襲他人的論文或成果。如有剽竊、抄襲，本人愿意為由此引起的后果承擔(dān)相應(yīng)責(zé)任。畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的研究成果歸屬學(xué)校所有。 學(xué)生(簽名)： 2010年10月15日目 錄摘要 4一、 數(shù)控系統(tǒng)與數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)5數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 5二、 數(shù)控機(jī)床主軸結(jié)構(gòu)6高速加工

2、對(duì)機(jī)床主軸的要求 6 主軸的結(jié)構(gòu)7三、 數(shù)控機(jī)床主軸的故障分析與維修9四、 數(shù)控機(jī)床運(yùn)行中主軸的異常及案例 13主軸發(fā)熱現(xiàn)象 13主軸出現(xiàn)異常噪音或振動(dòng) 13切削時(shí)主軸出現(xiàn)停轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)現(xiàn)象 13結(jié)論15謝語(yǔ) 15參考文獻(xiàn)16數(shù)控機(jī)床主軸部件及其維護(hù)林 偉摘要隨著電子技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。數(shù)控機(jī)床的主軸技術(shù)也是相當(dāng)?shù)闹匾?，但往往也?huì)出現(xiàn)故障,外此給操作人員帶來(lái)便,為了發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的使用效率,本文中介紹了數(shù)控機(jī)床主軸部件及其對(duì)它的故障分析和解決的方法,結(jié)合原理圖來(lái)加以說(shuō)明。關(guān)鍵詞： 數(shù)控技術(shù)，主軸部件，故障診斷。一 、 數(shù)控系統(tǒng)與數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

3、數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，他對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行業(yè)的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用。從目前世界上數(shù)控技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)看，主要有如下幾個(gè)方面： 1. 高精度、高速度的發(fā)展趨勢(shì) 盡管十多年前就出現(xiàn)高精度高速度的趨勢(shì)，但是科學(xué)技術(shù)的發(fā)展是沒(méi)有止境的，高精度、高速度的內(nèi)涵也在不斷變化，目前正在向著精度和速度的極限發(fā)展。 效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。為此日本先端技術(shù)研究會(huì)將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國(guó)際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)將其確

4、定為21世紀(jì)的中心研究方向之一。在轎車(chē)工業(yè)領(lǐng)域，年產(chǎn)30萬(wàn)輛的生產(chǎn)節(jié)拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車(chē)裝備必須解決的重點(diǎn)問(wèn)題之一；在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對(duì)這些筋、壁進(jìn)行加工。近來(lái)采用大型整體鋁合金坯料掏空的方法來(lái)制造機(jī)翼、機(jī)身等大型零件來(lái)替代多個(gè)零件通過(guò)眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝，使構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和可靠性得到提高。這些都對(duì)加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。 2. 軸聯(lián)動(dòng)加工和復(fù)合加工機(jī)床快速發(fā)展 采用5軸聯(lián)動(dòng)對(duì)三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削，不僅光潔度高，而且

5、效率也大幅度提高。一般認(rèn)為，1臺(tái)5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的效率可以等于2臺(tái)3軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件時(shí)，5軸聯(lián)動(dòng)加工可比3軸聯(lián)動(dòng)加工發(fā)揮更高的效益。但過(guò)去因5軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)、主機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，其價(jià)格要比3軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床高出數(shù)倍，加之編程技術(shù)難度較大，制約了5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的發(fā)展。當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實(shí)現(xiàn)5軸聯(lián)動(dòng)加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價(jià)格差距縮小。因此促進(jìn)了復(fù)合主軸頭類型5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床和復(fù)合加工機(jī)床（含5面加工機(jī)床）的發(fā)展。 3. 智能化、開(kāi)放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢(shì) 21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智

6、能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過(guò)程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動(dòng)生成；為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動(dòng)識(shí)別負(fù)自動(dòng)選定模型、自整定等；簡(jiǎn)化編程、簡(jiǎn)化操作方面的智能化，如智能化的自動(dòng)編程、智能化的人機(jī)界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問(wèn)題。 目前許多國(guó)家對(duì)開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究，數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來(lái)之路。所謂開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)上，面向機(jī)床廠家和最終用戶，通

7、過(guò)改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對(duì)象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實(shí)現(xiàn)不同品種、不同檔次的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個(gè)性的名牌產(chǎn)品。目前開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運(yùn)行平臺(tái)、數(shù)控系統(tǒng)功能庫(kù)以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開(kāi)發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國(guó)際著名機(jī)床博覽會(huì)的一個(gè)新亮點(diǎn)。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對(duì)信息集成的需求，也是實(shí)現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國(guó)內(nèi)外一些著名數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機(jī)，反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)

8、展的趨勢(shì)。二、 數(shù)控機(jī)床主軸結(jié)構(gòu) 高速加工對(duì)機(jī)床主軸的要求 高速加工對(duì)機(jī)床主軸系統(tǒng)不僅要求轉(zhuǎn)速高，輸出的扭矩和功率要大，還要求具有較高的主軸回轉(zhuǎn)精度和在高速運(yùn)轉(zhuǎn)中保持具有良好的剛度、抗震性及熱穩(wěn)定性。目前，國(guó)際上工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家生產(chǎn)的高速加工中心主軸最高轉(zhuǎn)速高達(dá)20000100000r/min，國(guó)內(nèi)中小型加工中心、數(shù)控銑床的主軸最高轉(zhuǎn)速也達(dá)40006000r/min 。實(shí)際應(yīng)用中主要有兩類高速主軸：一類是具有零傳動(dòng)的高速電主軸，這類主軸因采用電機(jī)和機(jī)床主軸一體化的結(jié)構(gòu)，并經(jīng)過(guò)精確的動(dòng)平衡校正，因此具有良好的回轉(zhuǎn)精度和穩(wěn)定性，但對(duì)輸出的扭矩和功率有所限制；另一類是以變頻主軸電機(jī)與機(jī)械變速機(jī)構(gòu)相結(jié)合的

9、主軸，這類主軸輸出的扭矩和功率要大得多，但相對(duì)來(lái)說(shuō)回轉(zhuǎn)精度和平穩(wěn)性要差一點(diǎn)，因此對(duì)于這類主軸來(lái)說(shuō)，如何正確地設(shè)計(jì)機(jī)床主軸及其組件對(duì)機(jī)床加工精度的影響是至關(guān)重要的。 主軸的結(jié)構(gòu) 1. 主軸軸承 主要有三種形式：前支撐采用雙列短圓柱滾子軸承和60角接觸雙列向心推力球軸承組合。后支撐采用成對(duì)向心推力球軸承。此配置可提高主軸的綜合剛度，并可以滿足強(qiáng)力切削的要求。前軸承采用高精度雙列向心推力球軸承，向心推力球軸承具有良好的高速性，但它的承載能力小，只適于高速、輕載、精密的數(shù)控機(jī)床的主軸。 雙列和單列圓錐滾子軸承，這種軸承徑向和軸向的剛度都很高，能承受重載荷，尤其是可承受較強(qiáng)的動(dòng)載荷。安裝、調(diào)整性能好，但

10、主軸轉(zhuǎn)速受到限制，主軸的精度也受到影響，所以只能用在中等精度、低速、重載的數(shù)控主軸上。2. 主軸拉桿自動(dòng)裝刀系統(tǒng) 在加工中心和高速數(shù)控銑床中刀具安裝勢(shì)必采用自動(dòng)裝刀機(jī)構(gòu)。由預(yù)緊彈簧控制軸向拉力，再由氣壓、液壓或機(jī)械螺桿等執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)松刀和夾刀動(dòng)作的拉桿機(jī)構(gòu) ( 如圖 5) 。執(zhí)行機(jī)構(gòu)有與主軸一同旋轉(zhuǎn)的隨動(dòng)單元，也有不隨主軸旋轉(zhuǎn)的分離型結(jié)構(gòu)，前者結(jié)構(gòu)比較緊湊，復(fù)雜程度高，后者結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，但占用空間較大。另外，為了提高刀具重復(fù)安裝精度，減少刀具錐柄和主軸錐孔非正常接合，在自動(dòng)裝刀系統(tǒng)中必須設(shè)置主軸準(zhǔn)停機(jī)構(gòu)和用以清潔刀具錐柄、主軸錐面的吹氣或噴液的機(jī)構(gòu)。圖 5 kx714 主軸結(jié)構(gòu)1. 壓縮空

11、氣管 2. 活塞 3. 雙溝鎖緊螺母 4. 碟形彈簧 5. 拉桿6. 主軸7. 主軸套筒 8. 主軸內(nèi)冷卻環(huán) 9. 刀具拉釘 10. 擋油法蘭 3. 主軸準(zhǔn)停裝置在換刀時(shí)，刀柄上的鍵槽要對(duì)準(zhǔn)主軸的端面鍵。這就是準(zhǔn)確定位功能。由于主軸在固定的圓周位置上換刀，使得刀柄與主軸相對(duì)位置的一致性，同時(shí)也減少了被加工孔的尺寸的分散度。主軸準(zhǔn)停是當(dāng)主軸要停車(chē)換刀時(shí)，發(fā)出降速信號(hào)，主軸箱自動(dòng)改變傳動(dòng)路線，使主軸轉(zhuǎn)換到最低速運(yùn)轉(zhuǎn)。經(jīng)數(shù)秒延時(shí)后，接通無(wú)觸電開(kāi)關(guān)，當(dāng)凸輪上的感應(yīng)片對(duì)準(zhǔn)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)時(shí)，發(fā)出準(zhǔn)停信號(hào)，立即切斷主電機(jī)電源，脫開(kāi)與主軸相連的傳動(dòng)鏈系，以排除傳動(dòng)系統(tǒng)中大部分旋轉(zhuǎn)零件的慣性對(duì)主軸準(zhǔn)停的影響。使主軸作

12、低速慣性空轉(zhuǎn)，再經(jīng)過(guò)短暫延時(shí)，接通壓力油，使活塞帶著定位滾子向上運(yùn)動(dòng)，并壓緊凸輪塊的外表面。當(dāng)凸輪的v形缺口對(duì)準(zhǔn)滾子時(shí)，滾子進(jìn)槽，使主軸準(zhǔn)確停止，同時(shí)限位開(kāi)關(guān)發(fā)出已準(zhǔn)停信號(hào)。如果在規(guī)定時(shí)間內(nèi)沒(méi)發(fā)出已完成準(zhǔn)停信號(hào)，這時(shí)要重新發(fā)出定位信號(hào)，并重復(fù)上述動(dòng)作。然后活塞退回到釋放位置，行程開(kāi)關(guān)發(fā)出相應(yīng)信號(hào)。三、 數(shù)控機(jī)床主軸的故障分析與維修 開(kāi)機(jī)后，不論輸入指令，主軸僅僅出現(xiàn)底速旋轉(zhuǎn)，實(shí)際轉(zhuǎn)速無(wú)法達(dá)到指定值。分析與處理過(guò)程：在數(shù)控機(jī)床上，主軸轉(zhuǎn)速的控制，一般是數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)不同的s代碼，輸出不同的主軸轉(zhuǎn)速模擬量值，通過(guò)主軸驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)主軸變速的。在本機(jī)床上，檢查主軸驅(qū)動(dòng)器無(wú)報(bào)警，而主軸出現(xiàn)底速旋轉(zhuǎn)，可以基本

13、確認(rèn)主軸驅(qū)動(dòng)器無(wú)故障。根據(jù)故障現(xiàn)象，為了確定故障部位，利用萬(wàn)用表測(cè)量系統(tǒng)的主軸模擬量輸出，發(fā)現(xiàn)在不同的s*指令下，其值改變，由此確認(rèn)數(shù)控系統(tǒng)工作正常。分析主軸驅(qū)動(dòng)器的控制特點(diǎn)，主軸的旋轉(zhuǎn)除需要模擬量輸入外，作為最基本的輸入信號(hào)還需要給定旋轉(zhuǎn)方向。在確認(rèn)主軸驅(qū)動(dòng)器模擬量輸入正確的前提下，進(jìn)一步檢查主軸轉(zhuǎn)向信號(hào)，發(fā)現(xiàn)其輸入模擬量的極性與主軸轉(zhuǎn)向的輸入信號(hào)不一致；交換模擬量的極性后重新開(kāi)機(jī)，故障排除，主軸可以正常旋轉(zhuǎn)。 主軸在高速旋轉(zhuǎn)時(shí),出現(xiàn)異常振動(dòng)的故障維修。分析與處理過(guò)程:數(shù)控機(jī)床的振動(dòng)與機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)整以及機(jī)械系統(tǒng)的固有頻率、主軸系統(tǒng)的固有頻率等因數(shù)有關(guān)，其原因通常比較復(fù)雜。但在本機(jī)

14、床上，由于故障前交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)工作正常，可以在高速下旋轉(zhuǎn)：而主軸在超過(guò)3000r/min時(shí)，在任意轉(zhuǎn)速下振動(dòng)均存在，可以排除機(jī)械共振的原因。檢查機(jī)床機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的安裝與連接，未發(fā)現(xiàn)異常，而在脫開(kāi)主軸電動(dòng)機(jī)與主軸機(jī)床的連接后，從控制面板上觀察主軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩顯示，發(fā)現(xiàn)其值有較大的變化，因此初步判定故障在主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電器部分。通過(guò)對(duì)主軸驅(qū)動(dòng)部分的電器原理圖的分析(如圖1-1所示),再仔細(xì)檢查機(jī)床的主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)連接，最終發(fā)現(xiàn)該機(jī)床的主軸驅(qū)動(dòng)器的接地線連接不良，將接地線重新連接后，機(jī)床恢復(fù)正常。圖1-1 主軸驅(qū)動(dòng)部分的電器原理圖 在自動(dòng)加工時(shí)，發(fā)現(xiàn)機(jī)床不執(zhí)行螺紋加工程序。分析與處理過(guò)程：數(shù)控車(chē)床加工

15、螺紋，其實(shí)質(zhì)是主軸的轉(zhuǎn)角與z軸進(jìn)給之間進(jìn)行的插補(bǔ)。主軸的角度位移是通過(guò)主軸編碼器進(jìn)行測(cè)量的。在本機(jī)床上，由于主軸能正常旋轉(zhuǎn)與變速，分析故障原因主要有以下幾種：(1)主軸編碼器與主軸驅(qū)動(dòng)器之間的連接不良。(2)主軸編碼器故障。(3)主軸驅(qū)動(dòng)器與數(shù)控之間的位置反饋信號(hào)電纜連接不良。經(jīng)檢查主軸編碼器與主軸驅(qū)動(dòng)器之間的連接正常，故可以排除第一項(xiàng)；且通過(guò)crt的顯示，可以正常顯示主軸轉(zhuǎn)速，因此說(shuō)明主軸編碼器的a、*a、b、*b信號(hào)正常；在利用示波器檢查z、*z信號(hào)，可以確認(rèn)編碼器零脈沖輸出信號(hào)正確。根據(jù)檢查，可以確定主軸位置檢測(cè)系統(tǒng)工作正常。根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的說(shuō)明書(shū)，進(jìn)一步分析螺紋加工功能與信號(hào)的要求，可以

16、知道螺紋加工時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)行的是主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)行動(dòng)作，因此它與主軸到達(dá)的信號(hào)有關(guān)。在本系統(tǒng)中，主軸的每轉(zhuǎn)進(jìn)給動(dòng)作與參數(shù)prm24.4的設(shè)定有關(guān)，當(dāng)該位設(shè)定為“0”時(shí)，z軸進(jìn)給時(shí)不檢測(cè)“主軸速度到達(dá)”信號(hào)；設(shè)定為“1”時(shí)，z軸進(jìn)給時(shí)需要檢測(cè)“主軸速度到達(dá)”信號(hào)。在本機(jī)床上，檢查發(fā)現(xiàn)該位設(shè)定為“1”，因此只有“主軸速度到達(dá)”信號(hào)為“1”時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)進(jìn)給。通過(guò)系統(tǒng)的診斷功能，檢查發(fā)現(xiàn)當(dāng)實(shí)際主軸轉(zhuǎn)速顯示值與系統(tǒng)的指令值一致時(shí)，“主軸速度到達(dá)”信號(hào)仍然為“0”。進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)，該信號(hào)連接線斷開(kāi)；重新連接后，螺紋加工動(dòng)作恢復(fù)正常。 s指令無(wú)效，主軸轉(zhuǎn)速僅為12r/min，無(wú)任何報(bào)警。分析與處理過(guò)程：測(cè)量主軸驅(qū)動(dòng)器

17、的速度指令vcdm信號(hào)，發(fā)現(xiàn)在04500r/min的任何s指令下，vcmd總是為0，進(jìn)一步測(cè)量cnc的s模擬輸出，其值亦為“0”，表明cnc的主軸速度控制指令未輸出。由于cnc無(wú)報(bào)警顯示，故主軸速度控制指令未輸出可能的原因是主軸未滿足轉(zhuǎn)速輸出的條件。對(duì)照系統(tǒng)的接口信號(hào)，通過(guò)對(duì)plc程序梯形圖的分析發(fā)現(xiàn)：plc程序中主軸的高/低速換檔的標(biāo)志位、機(jī)床的高/低速檔檢測(cè)開(kāi)關(guān)輸入信號(hào)均為“0”，這與實(shí)際情況不符。通過(guò)手動(dòng)控制電磁閥，使機(jī)床換到低速檔后，機(jī)床的低速檔檢測(cè)開(kāi)關(guān)輸入信號(hào)正確，plc中主軸低速換檔的標(biāo)志位隨之變?yōu)檎_的狀態(tài)，滿足了主軸條件。在此條件下再次啟動(dòng)主軸，機(jī)床恢復(fù)正常。為了進(jìn)一步判斷機(jī)床

18、故障的原因，通過(guò)mdi方式，執(zhí)行m42（換高速檔指令）后，發(fā)現(xiàn)m42指令不能完成。檢查高速檔電磁閥已經(jīng)得電，但高速檔到位信號(hào)為“0”，由此判定故障原因在機(jī)床的機(jī)械或液壓部分。檢查主軸箱內(nèi)部，發(fā)現(xiàn)機(jī)床的換檔機(jī)構(gòu)的撥叉松動(dòng)，在地速檔時(shí)，由于撥叉向下動(dòng)作，可以通過(guò)自重落下，因此機(jī)床可以正常工作；換高速檔時(shí)，撥叉向上運(yùn)動(dòng)，撥出后不能插入齒輪。經(jīng)重新安裝后，機(jī)床恢復(fù)正常。 工停車(chē)時(shí)發(fā)出巨大的響聲,同時(shí)車(chē)間總電源跳閘車(chē)間。分析與處理過(guò)程：通過(guò)對(duì)供電系統(tǒng)進(jìn)行檢修發(fā)現(xiàn):(1)原自動(dòng)空氣斷路器已損壞,其中一相觸頭接觸面太??；(2)車(chē)間供電變壓器容量小,處于超負(fù)荷運(yùn)行。修好后的三相電壓僅為340v(要求電壓調(diào)至3

19、60380v)。機(jī)床調(diào)速系統(tǒng)的可控硅整流部分為三相半波反并聯(lián)控制,檢查發(fā)現(xiàn)一只可控硅燒壞。查看驅(qū)動(dòng)部分,b相正組觸發(fā)脈沖只有4.6v,而正常時(shí)的觸發(fā)脈沖為15v。發(fā)現(xiàn)觸發(fā)電路中的放大復(fù)合管t3性能不好造成。換上新管子后一切正常。燒可控硅的原因分析:機(jī)床在停車(chē)降速情況下燒可控硅或燒保險(xiǎn)是由于缺相造成逆變失敗。在逆變狀態(tài)與在整流狀態(tài)下都是觸發(fā)電位較高的可控硅scr1,同時(shí)使前一相可控硅scr3承受反相電壓而關(guān)斷,在整流狀態(tài)下,在scr3的關(guān)斷其間以反相阻斷狀態(tài)為主,即使后一個(gè)可控硅不觸發(fā),而scr3到一定時(shí)刻也會(huì)因過(guò)零而自動(dòng)關(guān)斷。但若在停車(chē)降速的情況下(即逆變狀態(tài)),可控硅在關(guān)斷時(shí)有很長(zhǎng)一段時(shí)間處

20、于正向阻斷狀態(tài)。這樣若后一個(gè)可控硅不導(dǎo)通,由于電感l(wèi)的放電作用,使該可控硅再延續(xù)導(dǎo)通一個(gè)時(shí)期而進(jìn)入正半周,可控硅將繼續(xù)導(dǎo)通下去,同時(shí)也阻礙后面的可控硅導(dǎo)通。于是,可控硅輸出的正向電壓與電動(dòng)機(jī)電勢(shì)迭加,產(chǎn)生很大的電流,此時(shí)產(chǎn)生的逆變顛覆,輕則燒壞保險(xiǎn)絲,重則燒壞可控硅。 主軸驅(qū)動(dòng)單元損壞，開(kāi)機(jī)后，主軸報(bào)警，顯示器顯示“主軸沒(méi)準(zhǔn)備好”。分析與處理過(guò)程：打開(kāi)主軸伺服單元電箱，發(fā)現(xiàn)伺服單元無(wú)任何顯示。用萬(wàn)用表測(cè)主軸伺服驅(qū)動(dòng)bkh電源進(jìn)線供電正常，而伺服單元數(shù)碼管無(wú)顯示，說(shuō)明該單元損壞。檢查該單元供電線路，發(fā)現(xiàn)供電線路實(shí)際接線與電氣圖不符，如圖2-2所示。該單元通電啟動(dòng)時(shí)，km5先閉合，23s后，km6

21、閉合，將電阻r短接。電阻與扼流圈l得作用是在啟動(dòng)時(shí)防止浪涌電流對(duì)主軸單元的沖擊。實(shí)際接線中三只電阻卻接成了三相并聯(lián)形式，起不到保護(hù)作用，導(dǎo)致通電時(shí)主軸單元被損壞，同時(shí)三只電阻因長(zhǎng)期通電燒糊。按電氣圖重新接線，更換新主軸單元后，機(jī)床恢復(fù)正常3。 圖2-2四、數(shù)控機(jī)床運(yùn)行中主軸的異常現(xiàn)象及處理方法 主軸發(fā)熱現(xiàn)象機(jī)床運(yùn)行中主軸發(fā)熱主要由于其轉(zhuǎn)速較高且連續(xù)工作，故摩擦熱和切削熱是主要熱源。若不盡快散熱、強(qiáng)制冷卻，控制其溫升，會(huì)使主軸發(fā)生熱變形，影響加工精度。一般處理方法是：(1)先檢查前后軸承潤(rùn)滑脂是否耗盡或涂抹過(guò)量，應(yīng)按量注入潤(rùn)滑脂；(2)再檢查前后軸承是否有損傷或混入異物，如軸承有破損應(yīng)更換新軸承

22、；或者清除贓物，更換潤(rùn)滑脂。 主軸出現(xiàn)異常噪音或振動(dòng)在主軸等速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，常會(huì)出現(xiàn)異常噪音或振動(dòng)，這種情況可能來(lái)自于主軸電機(jī)或是機(jī)械系統(tǒng)。檢查時(shí)，可先使電機(jī)與主軸間的聯(lián)軸器斷開(kāi)使電機(jī)空載運(yùn)行，若仍有噪音，則原因出在主軸電機(jī)，否則為機(jī)械系統(tǒng)中主軸箱內(nèi)機(jī)械部件故障。(1)機(jī)械系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行檢查 檢查主軸軸承的潤(rùn)滑情況，是否缺少潤(rùn)滑脂，如果缺少應(yīng)按量補(bǔ)充； 主軸驅(qū)動(dòng)皮帶輪是否存在轉(zhuǎn)動(dòng)不平衡狀況；檢查動(dòng)平衡塊是否松動(dòng)或脫落，如需要，應(yīng)對(duì)平衡塊進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整；(2)對(duì)于交流主軸電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)的異常噪聲及振動(dòng)，維修時(shí)可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行處理：首先確定異常噪音或振動(dòng)是在什么狀態(tài)下發(fā)生的

23、，如在減速過(guò)程中發(fā)生，則是再生回路故障，應(yīng)重點(diǎn)檢查再生回路的晶體管模塊是否損壞，保險(xiǎn)是否熔斷；若在等速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生噪音或振動(dòng)，則先檢查反饋電壓是否正常，然后在突然切斷指令的情況下，觀察電機(jī)自由停車(chē)過(guò)程中是否有異常噪音或振動(dòng)。若有，則故障出現(xiàn)在機(jī)械部分，否則故障出現(xiàn)在印制線路板上。若反饋電壓不正常，則進(jìn)一步檢查振動(dòng)周期是否與速度有關(guān)。若有關(guān)，應(yīng)檢查主軸與主軸電機(jī)連接是否完好，電機(jī)軸承或主軸電機(jī)與主軸聯(lián)軸器是否正常，主軸箱內(nèi)驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合是否良好，以及安裝在交流主軸電機(jī)尾部的脈沖發(fā)生器是否工作正常。若無(wú)關(guān)，故障多數(shù)是由于速度控制回路調(diào)整不當(dāng)引起的，或連接器接觸不良，或電機(jī)內(nèi)部存在機(jī)械故障。切削時(shí)主軸出

24、現(xiàn)停轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)現(xiàn)象數(shù)控機(jī)床在切削加工時(shí)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)或突然停轉(zhuǎn)現(xiàn)象，一般從以下方面處理：(1)首先觀察主軸伺服系統(tǒng)是否有報(bào)警顯示。若有，可按報(bào)警提示的內(nèi)容采取相應(yīng)措施，若無(wú)則應(yīng)檢查速度指令信號(hào)是否正常，若不正常，則為系統(tǒng)側(cè)輸出有問(wèn)題或數(shù)模轉(zhuǎn)換器存在故障。(2)印制線路板設(shè)定錯(cuò)誤，控制回路調(diào)整不當(dāng)也會(huì)造成此類異常。(3)主軸不轉(zhuǎn)還可能是由于主軸位置傳感器安裝有誤。造成傳感器無(wú)法發(fā)出檢測(cè)信號(hào)而引起的。此時(shí)應(yīng)調(diào)整傳感器的安裝位置，并檢查連接電纜是否存在接觸不良等故障。(4)若主軸電機(jī)不存在故障，則應(yīng)檢查主軸箱內(nèi)機(jī)械傳動(dòng)部件。此類故障多發(fā)生在主軸箱內(nèi)使用皮帶傳動(dòng)的機(jī)床上，檢查電機(jī)與主軸連接皮帶

25、是否過(guò)松，皮帶表面是否沾染油污，皮帶是否老化變形。如皮帶過(guò)松，可移動(dòng)電機(jī)座，張緊皮帶，然后將電機(jī)座重新鎖緊；對(duì)于受到污染或老化的皮帶，應(yīng)清洗油污或更換。案例1：一車(chē)削單元采用的是sinumerik 840c系統(tǒng)。機(jī)床在工作時(shí)突然停機(jī)。顯示主軸溫度報(bào)警。經(jīng)過(guò)對(duì)比檢查，故障出現(xiàn)在溫度儀表上，調(diào)整外圍線路后報(bào)警消失。隨即更換新儀表后恢復(fù)正常。案例2：操作不當(dāng)也是引起故障的重要原因。如某一臺(tái)采用840c系統(tǒng)的數(shù)控車(chē)床，第一天工作時(shí)完全正常，而第二天上班時(shí)卻無(wú)論如何也開(kāi)不了機(jī)，工作方式一轉(zhuǎn)到自動(dòng)方式下就報(bào)警“emptying selected mooe selector”。加工完工件后，主軸不停，機(jī)械手

26、就去抓取工件，后來(lái)仔細(xì)檢查各部位都無(wú)毛病，而是自動(dòng)工作條件下的一個(gè)模式開(kāi)關(guān)位置錯(cuò)了。所以，當(dāng)有些故障原因不明的報(bào)警出現(xiàn)的話，一定要檢查各工作方式下的開(kāi)關(guān)位置。還有些故障不產(chǎn)生故障報(bào)警信息，只是動(dòng)作不能完成，這時(shí)就要根據(jù)維修經(jīng)驗(yàn)、機(jī)床的工作原理和plc運(yùn)行狀況來(lái)分析判斷了。對(duì)于數(shù)控機(jī)床的修理，重要的是發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。特別是數(shù)控機(jī)床的外部故障。有時(shí)診斷過(guò)程比較復(fù)雜，但一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在，解決起來(lái)比較簡(jiǎn)單。對(duì)外部故障診斷應(yīng)遵從以下兩條原則。首先要熟練掌握機(jī)床的工作原理和動(dòng)作順序。其次，要會(huì)利用plc梯形圖。nc系統(tǒng)的狀態(tài)顯示功能或機(jī)外編程器監(jiān)測(cè)plc的運(yùn)行狀態(tài)，一般只要遵從以上原則，小心謹(jǐn)慎，一般的數(shù)控故障都會(huì)及時(shí)排除。