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大型五軸數(shù)控龍門銑床的故障排查與保養(yǎng)指南
2024-03-26
我國制造業(yè)蓬勃發(fā)展，大型五軸數(shù)控龍門銑床必將在機械加工領(lǐng)域占據(jù)重要地位。這類設(shè)備技術(shù)含量高、加工多元化、操控繁復(fù)。然而，在使用中，機械磨損、運行條件惡劣、操作規(guī)劃相對疏忽等問題，都可能導(dǎo)致設(shè)備故障，進而對公司的生產(chǎn)運營造成嚴重影響。因此，維護工作顯得尤為重要。與普通機床相比，大型五軸數(shù)控龍門銑床的維護難度更大，這要求維修人員具備高超的技能和經(jīng)驗，并深入了解設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作條件，以及采用先進可靠的技術(shù)手段及時進行維護。
故障探秘
主軸疑云
一般來說，主軸驅(qū)動系統(tǒng)應(yīng)具備寬廣的功率范圍、短時的加減速、廣泛的調(diào)速范圍、高過載水平、低電機溫度和低噪音。主軸的典型故障包括傳動系統(tǒng)故障、液壓系統(tǒng)故障和流量測試儀故障。鑒于多數(shù)電機采用直流或變頻調(diào)速，其主軸箱架構(gòu)相對于傳統(tǒng)龍門銑床更為簡化。操作中容易發(fā)生故障的地方是刀具的智能調(diào)速和主軸中的自動擰緊裝置。
進給伺服系統(tǒng)隱患
進給伺服系統(tǒng)可視為大型五軸數(shù)控龍門銑床的關(guān)鍵組成部分，與普通銑床有著不同之處。它具有較高的定位精度、快速響應(yīng)指定信號、相對較優(yōu)的平穩(wěn)性，確保進給伺服系統(tǒng)正常運作。故障主要集中在伺服控制單元、位置反饋和伺服電機。常規(guī)檢測包括觀察是否有伺服激活信號，根據(jù)PLC程序檢測激活條件是否滿足，以及查看屏幕軸數(shù)值是否變動，伺服軸是否移動，伺服單元是否有命令電壓。
故障案例一瞥
一臺國產(chǎn)17米數(shù)控銑床的Y軸伺服系統(tǒng)出現(xiàn)過載。經(jīng)檢查，未發(fā)現(xiàn)機械負載問題，但發(fā)現(xiàn)機床油泄漏到電機上，導(dǎo)致電機損壞。更換Y軸伺服電機后，伺服系統(tǒng)恢復(fù)正常。這種交流三相異步電機故障是常見的，接地會增加瞬時電流，導(dǎo)致斷路器跳閘。常見的還有輔助電路斷路器故障。智能換刀配置故障通常表現(xiàn)為定位偏差加大、刀庫運動受損、機械手運動偏差增大、握力下降，嚴重時可能導(dǎo)致刀具卡住，從而使設(shè)備停止運行。
故障診斷
數(shù)控系統(tǒng)自我診斷
大多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)都配備了完善的自診斷系統(tǒng)。無論是國產(chǎn)還是進口系統(tǒng)，都能在數(shù)控系統(tǒng)運行或電氣初始化過程中對每個接口或系統(tǒng)本身進行相應(yīng)的自診斷。因此，維修人員需熟悉各類自診斷信息，這是確保修復(fù)工作準確有效的基礎(chǔ)。維修工作者可以根據(jù)指令信息，詳細分析故障范圍，并利用故障分量進行準確定位。對于進口數(shù)控系統(tǒng)故障，通常只能進行到板級、芯片級的修復(fù)，更高級別的修復(fù)則需要數(shù)控系統(tǒng)制造商的售后團隊介入。數(shù)控設(shè)施的故障可分為軟件故障和由外部硬件故障引起的硬件故障。
PLC程序邏輯查找
目前，PLC管控儀附著在數(shù)控系統(tǒng)之上，因此，在判斷故障時，維修人員可以通過采用梯形圖進行邏輯分析。圖形編程器（CRT）清晰明了地展示數(shù)控系統(tǒng)的輸入/輸出（I/O）控制，有助于維修人員通過對PLC程序的邏輯分析，迅速發(fā)現(xiàn)存在故障的具體元件。通過梯形圖，可以準確定位數(shù)控機床（CNC）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和銑床的故障，然后確定故障發(fā)生的位置，如液壓、電氣、氣動或機械部分。
與操作人員積極溝通
操作人員對大型五軸數(shù)控龍門銑床的運作狀態(tài)有深入了解，是發(fā)現(xiàn)故障的第一手人員。因此，維修工作者在故障發(fā)生時不能直接進行修復(fù)工作。他們需要積極與操作人員溝通，確定機器的操作狀態(tài)、可能產(chǎn)生的后果、故障類型的頻率以及操作是否符合規(guī)范。操作人員提供的信息將為維修人員迅速分析故障原因和修復(fù)提供可靠的參考數(shù)據(jù)。
保養(yǎng)
主軸部件
維護大型五軸數(shù)控龍門銑床的關(guān)鍵在于主軸部件，特別是涉及刀具智能化調(diào)速和主軸自動擰緊。為避免停電或運作中的自動松動，采用彈簧夾緊刀具的自動夾緊機構(gòu)，并在銑床上設(shè)置行程開關(guān)。定期檢查螺旋彈簧螺母、行程開關(guān)和刀筒的壓力，以確保夾緊后刀片不會自動松開。同時，關(guān)注主軸箱的噪音和主軸的加熱情況，定期清潔主軸箱并添加適量潤滑劑，以確保主軸的良好潤滑。
進給傳動鏈
進給傳動系統(tǒng)通常采用多種導(dǎo)軌和螺母副。當進給鏈出現(xiàn)故障時，運動質(zhì)量可能會顯著下降，表現(xiàn)為機械零件運動不暢、操作中斷、定位精度下降等。為提升傳動精度，科學(xué)調(diào)節(jié)齒輪的預(yù)緊力，對松動零部件進行適當調(diào)控。增強傳動剛度，通過適度調(diào)節(jié)支撐構(gòu)件和螺母副的預(yù)緊力，選擇合適的螺釘，以減少傳動鏈的相關(guān)度。此外，注意傳動鏈的反向死區(qū)，以確保傳輸準確性。
自動換刀裝置
對于自動換刀裝置，正確的儲存、組裝和使用方法至關(guān)重要。制造商應(yīng)提供詳細的操作說明，包括存儲環(huán)境、安裝步驟、使用方法以及常見故障排除。定期檢查彈簧的儲存、組裝和修復(fù)，確保刀具夾緊正常。維護聯(lián)軸器，及時擰緊螺釘以防止刀庫無法?常旋轉(zhuǎn)。在刀具庫運動不規(guī)范時，通過調(diào)整電機傳動誤差或旋轉(zhuǎn)誤差，確保刀具能夠準確到達指定位置?？茖W(xué)調(diào)整工具套筒上的螺釘，擰緊彈簧以確保刀具能夠正常展開夾緊工作。如果刀套未完全就位，檢查叉子的位置并對限位開關(guān)進行調(diào)整。通過這些維護步驟，可有效提升自動換刀裝置的穩(wěn)定性和壽命。
結(jié)語
大型五軸數(shù)控龍門銑床內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，修復(fù)技術(shù)要求較高，對操作和維修人員提出了相當?shù)奶魬?zhàn)。操作人員應(yīng)精準掌握操作流程，隨時觀察設(shè)備的運行狀況。維修人員需要熟練掌握維修技術(shù)和豐富的專業(yè)知識，以便及時排除故障，同時要做好日常維護工作，降低故障發(fā)生率。技術(shù)研究單位應(yīng)加強技術(shù)研究，積極引進國際先進技術(shù)，提升大型五軸數(shù)控龍門銑床的運行平穩(wěn)性、加工精準度和加工速率。在制造業(yè)風起云涌的今天，我們對這些先進設(shè)備的保養(yǎng)和維修勢在必行。只有通過科學(xué)而細致的護理，我們才能確保這些巨大的數(shù)控龍門銑床能夠在高強度運作中始終如一地發(fā)揮出色性能。
無論是主軸部件、進給傳動鏈還是自動換刀裝置，都需要我們細心呵護。主軸箱結(jié)構(gòu)的簡單性使得其護理相對直接，但也需要定期清潔和潤滑，確保主軸在高速旋轉(zhuǎn)中保持順暢。進給傳動鏈的護理要注重傳動精度和剛度，通過科學(xué)調(diào)節(jié)，我們能使其運動更加穩(wěn)定、精確。而自動換刀裝置則需要我們關(guān)注彈簧的夾緊力，確保刀具在工作中牢固可靠。
在故障排除方面，數(shù)控系統(tǒng)的自我診斷功能和PLC程序邏輯查找成為了不可或缺的工具。維修人員需要善于利用數(shù)控系統(tǒng)提供的自診斷信息，通過合理的邏輯分析迅速定位故障。而PLC程序邏輯查找則是一項高效的手段，通過梯形圖的邏輯分析，維修人員可以快速發(fā)現(xiàn)故障元件。
臨末，與操作人員的積極溝通顯得尤為重要。操作人員對設(shè)備的了解是深入而直觀的，他們的反饋能夠為維修人員提供寶貴的信息。通過合作和溝通，我們能夠更快、更準確地定位故障，提高維修效率。
在未來，我們需要不斷提升技術(shù)水平，加強設(shè)備的研發(fā)和改進，以適應(yīng)制造業(yè)的不斷發(fā)展。同時，操作和維修人員也需要不斷學(xué)習新知識，提高維護和修復(fù)的技能水平。只有通過共同的努力，我們才能確保大型五軸數(shù)控龍門銑床在制造業(yè)中持續(xù)穩(wěn)定地發(fā)揮重要作用。
來源：《商情》23年11期
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