数控机床常见的机械故障诊断与维修实例

数控机床常见的机械故障诊断与维修实例季明红;聂晓根【摘要】文中结合实训中的实际案例，分析7FANUCO、Oi系统数控机床常见的机械故障及产生原因、处理方法，并给出了一些行之有效的维修方案.【期刊名称】《机械工程师》【年(卷)，期】2012(000)012【总页数】2页(P76-77)【关键词】数控机床;FANUC系统;机械故障;诊断;维修【作者】季明红;聂晓根【作者单位】福州大学福州350002;龙岩技师学院福建龙岩364000;福州大学福州350002【正文语种】中文【中图分类】TG6591引言本文从数控机床常见机械结构入手，深入浅出地阐明数控机床的机械故障诊断理论，以实训车间里使用的数控机床为例，具体详细地描述了故障的分析与处理过程，这些案例具有一定的普遍性。2主运动系统的主轴2.1主轴过载数控机床主轴伺月服系统过载报警是主轴的一种自我保护机制，当机床强力切削、主轴频繁正、反转（比如攻螺纹等）引起电流增加等均可能引起过载报警。采取措施:严格按照机床的操作规程，正确操作机床。故障现象：XH714型立式加工中心，在加工中经常出现过载报警。分析与处理过程：故障表现为Z轴电动机电流过大，电动机发热，停机一段时间后报警消失，接着再工作一阵，故障反复。首先拆下Z轴电动机与机械脱开，再运行时该故障未出现，由此确认为机床负荷异常引起的电动机故障，主要由于机械丝杠或运动部位过紧造成。处理方法：调整Z轴的丝杠防松螺母，但效果不明显，再调整Z轴镶条螺栓，机床负载显著减轻，故障消除。2.2主轴噪声及振动数控机床的主运动系统一般采用传动轴、齿轮和轴承等零部件，齿轮磨损，轴承损坏后会产生摩擦、振动噪声。产生噪声的原因可能是：①驱动装置再生回路故障；②主轴机械部分故障；③主轴驱动装置参数问题。故障现象：立式加工中心镗孔精度下降，圆柱度超差，主轴发热，噪声大。分析与处理过程：先检查主轴参数的设定，比如电动机型号、放大器型号等，确定无误，再检查主轴驱动系统的主轴驱动单元、主轴电动机和控制位置及速度旋转编码器等部分，确认无误后，重点检查机械部分，发现主轴轴承损坏，更换轴承后，噪声消失、故障排除。3进给运动系统3.1导轨导轨故障现象有：导轨刮伤；导轨移动部件运动不良。主要表现为：托板未运动到预定位置、定位精度不合格、反向间隙增大、爬行等。排除方法：定期调整水平度，调整松动部位，修复导轨精度，调整压板与导轨的间隙，改善托板与导轨的摩擦等故障现象：XH714加工中心在加工工件时，从直线到圆弧时接刀处出现明显的加工痕迹。分析及处理过程：用千分表分别对机床X、Y轴的反向间隙进行测量，发现X轴为0.008mm，而Y轴有0.08mm。由此确定该现象是由Y轴间隙过大弓|起的。分别对电动机连接的同步带、带轮等检查，将Y轴分别移动至正、负极限处，将千分表压在Y轴侧面，用手左右推拉Y向工作台，发现有0.06mm的移动值。可以判断是丫轴导轨镶条引起的间隙。松开镶条止退螺钉，调整镶条、螺母，Y轴移动灵活，间隙测试值还有0.01mm。锁紧止退螺钉，在系统参数里将〃反向间隙补偿”值设为10，重新启动系统运行程序，故障现象消失。3.2丝杠目前，数控机床大都采用滚珠丝杠传动，常见的故障有加工的工件表面粗糙度值高、加工精度不稳定、丝杠副噪声、轴向间隙过大等。故障原因及维修方法：导轨润滑不足引起溜板爬行：各油路加润滑油，排除润滑故障；滚珠丝杆局部毛刺或研伤：修理或更换丝杠；丝杆轴承损坏，运动不平稳：更换损坏的轴承；滑板配合压板过紧或过松:调整预紧力，检查轴向窜动值，使其误差不大于0.015mm;滚珠丝杆预紧力过紧或过松:重新调整或修研，用0.03mm塞尺不入为合格；制造误差大或轴向窜动:用控制系统自动补偿能消除间隙，用仪器测量并调整丝杆窜动等。案例1故障现象：XK714数控铣床加工过程中出现Y轴加工尺寸不稳定报警。分析与处理过程：经检查发现Y轴的丝杠锁紧螺母松动，旋紧后重新安装，试加工后，未出现报警，但加工尺寸仍不太稳定。重新检查Y轴丝杠，却没有发现问题，将其取下，用手转动螺母副，发现螺母副间隙过大，明显晃动。分析原因并检查丝杠润滑系统，发现润滑油管断裂，导致润滑不足，更换油管及丝杠，重新安装，故障排除。案例2故障现象：一台XH714(FANUC0i)加工中心，出现X轴在工作中噪音大的现象。分析及处理过程：检查发现轴承座的密封圈损坏，丝杠轴承锈蚀，但更换轴承后，发现X轴运动到原点附近出现过热报警，还有嗡嗡嗡的声音，查看参数设置没有问题，于是检查刚才的更换过程，原来更换轴承时，无意将远端轴承座调换了上下方向，致使轴承座与丝杠不同轴，从而使丝杠受力过大，产生报警。重新安装轴承座后，故障消失。3.3自动换刀装置中的刀库、机械手刀库不能转动或转动不到位故障原因：联接电动机轴与蜗杆轴的联轴器脱落，PLC无输出，接口板的继电器失效，机械连接过紧，电压太低等。液压式刀库压力不稳定，换向阀、节流阀不灵敏，装置调整不当或加工误差过大弓I起的电动机转动故障，传动机构误差。故障现象：XH714的数控机床，换刀过程中刀库正旋转时突然停电，刀库停在随机位置。分析及处理过程：刀库停在随机位置，会影响开机时刀库回零。故障发生后应尽快用螺钉旋具打开刀库伸缩电磁阀手动钮，让刀库伸出，用扳手拧开刀库齿轮箱方头轴，将刀库转到与主轴正对位置，同时手动取下当前刀爪上的刀具，再将刀库电磁阀手动钮关闭，让刀库退回。重新开机，正常回零，故障排除。换刀机械手故障故障原因：刀具夹不紧掉刀，可能是因为卡紧弹簧压力较小或弹簧锁紧螺母松动等;换刀时掉刀，原因是主轴箱没回到换刀点或机械手未完全抓刀就拔刀等；刀具夹紧后松不开，可能是刀具尾端的拉钉太短，不够将刀具顶松或顶杆磨损变形或松锁的弹簧压力过紧，弹簧卡头不能张开等主轴系统内原因。故障现象：一台FANUC0系统，型号为XH714的数控机床，换刀时，手爪未将主轴中刀具拔出，报警。分析及处理过程：手爪不能将主轴中刀具拔出的可能原因有：①刀库不能伸出；②主轴松刀时液压缸未工作；③松刀机构卡死。首先复位，消除报警。如未消除，则停电、再开机。用手摇将主轴摇下，用手动换刀松主轴刀具，不能拔刀，故怀疑松刀液压缸有问题。从主轴后面看，发现松刀时，松刀液压缸未动作，而气液转换缸油位指示无油，检查发现其供油管脱落。安装新的供油管，加油后，打开液压缸放气塞放气两次，换刀恢复正常。4结语数控机床故障产生的原因是多种多样的，本文仅分析了部分机械故障，另外还有电气故障。我们在维修数控机床时应先给机床断电，通过询问操作者故障发生的过程，了解故障发生的原因，由外向内、先机械后电气、先简单后复杂逐一进行排查。尽量避免随意拆卸，防止机床的精度和性能降低。维修后须记录故障产生的原因和维修过程。当然，不能在数控机床出现问题后才去解决问题，要平时做好机床的日常养护工作，了解机床结构和工作原理，这样才能做到〃对症下药”。［参考文献］［1］龚仲华.数控机床故障诊断与维修500例［M］.北京：机械工业出