主軸驅動系統故障維修9例

作者:乐投体育国际米兰官方合作     |    时间:2020-03-31     |    浏览:92

故障現象:一臺專用數控銑床,在零件批量加工過程中發生故障,每次故障都發生在零件已加工完畢,Z軸后移還沒有到位時。加工程序中斷,乐投体育国际米兰官方合作主軸停轉,乐投体育国际米兰官方合作并顯示F97號報警“SPINDLESPEEDNOTOKSTATION2”,指示主軸有問題。

分析及處理過程:檢查主軸系統并無問題。因其他問題也可導致主軸停轉,于是用機外編程器監視PLC梯形圖的運行狀態,發現刀具液壓卡緊壓力檢測開關F21.1在出現故障時瞬間斷開,它的斷開表示銑刀卡緊力不夠,為安全起見,PLC使主軸停轉。經檢查發現液壓壓力不穩;調整液壓系統壓力使之穩定后,故障被排除。

分析及處理過程:該故障多是由于系統認為主軸無刀時人為在主軸中插入了刀具;或在系統認為主軸有刀的狀態下,人為取下了主軸刀具,再換操作方式后發生。而主軸傳感器SQl0、SQll、SQl2出現故障的可能性較小。只要將方式切換回零方式,復位起動后,將主軸中刀具取下或插上,保持實際狀態與系統內主軸刀具狀態一致即可。

分析及處理過程:此故障出得奇怪,一時難以確定。為確認故障,將工件拆下,讓機床空走程序,此故障出現的機率不等,有時長時間無故障,有時接連發生。為確定是否因干擾造成,將其他機床停下,將接地重新處理,故障依然存在。后又從與主軸控制相關的信號著手,檢查PMC輸入與梯形圖中相關寄存器的狀態。檢查中發現,當故障出現時PMC→CNC信號G120.6(主軸停止)為高,未向CNC發出主軸停指令(G120.6低,主軸停);再檢查與主軸轉向相關的G229.4、G229.5時,發現正常時G229.4高亮,主軸正轉,故障出現時G229.4熄滅。

當主軸維持正轉時,R728.4通過X04.5常閉R705.1,R728.4常開,X016.7常開,R728.0常閉,R728.5常閉,X016.1常開,X016.2常閉保持導通(高亮顯示)繼而保持G229.4導通,這些觸點中只要有一個斷開,正轉就會停止:繼續觀察中發現,是X016.1短暫的閃爍導致R728.4斷開,故懷疑X016.1有問題。X016.1為主軸刀具夾緊到位檢測信號,將對應行程開關SQl2拆下打開檢查,發現其彈簧片已快完全斷裂。換新后,再開機檢查,未再出現故障。

維修體會:此故障暴露了該機PMC控制設計上的一個小缺點,筆者認為如果在進給保持G121.5信號的控制上串聯X016.1作為聯鎖信號,就可以避免主軸停而進給繼續的情況,避免工件、刀具甚至機床損壞;同時,這樣可增加一條信息顯示作為故障指示,便于維修查找。對于X016.1損壞,PMC控制中給出了相應的報警但是該報警是延時后才發生,如果延時內X016.1觸點又閉合,該報警就不會出現;本例中,開關X016.1就是由于彈簧片快斷裂脫落,在振動影響下形成時通時斷的情況。

分析及處理過程:主軸伺服數碼管顯示“AL-42”,維修資料提示為主軸編碼器一轉信號未產生。檢查編碼器電纜正常;將主軸編碼器拆下,拆開發現其玻璃光柵上有一層油霧,用無水酒精清洗晾于,安裝后開機,故障消失;將主軸定向重新調整后,投入正常生產。

分析及處理過程:打開主軸伺服單元電箱,發現伺服單元無任何顯示。用萬用表測主軸伺服驅動BKH電源進線供電正常,而伺服單元數碼管無顯示,說明該單元損壞。檢查該單元供電線路,發現供電線路實際接線與電氣圖不符。該單元通電起動時,KM5先閉合,2~3s后,KM6閉合,將電阻R短接。電阻與扼流圈L的作用是在起動時防止浪涌電流對主軸單元的沖擊。

分析及處理過程:打開主軸電箱,聞到一股焦味,電箱底散落有黑色碎片,拆下主軸伺服單元,發現功率晶體管模塊炸裂,損壞嚴重,估計難以修復。經在用戶中了解證實該主軸單元損壞率較高,換同型號已無意義,更換新型號價格又偏高,遂決定用變頻器對主軸單元進行改造。

故障現象:一臺配套FAGOR8025MG系統,型號為XK5038-1的數控機床,隨著氣溫升高,操作工反映主軸換檔時間變長,液壓站油溫升高后,主軸無法換到高速檔(1000r/min以上)。從操作面板看,高速檔燈不亮,主軸手動鈕閃亮,提示點動主軸;按點動鈕,主軸轉動,高速檔燈依舊不亮,主軸手動鈕繼續提示點動。

分析及處理過程:高速檔燈不亮說明要么換檔機構不能換檔,要么PLC收不到高速檔在位感應器信號。考慮到聽不見齒輪換檔聲響,決定先檢查換檔機構。打開主軸箱蓋,見換檔齒輪落在低速檔,手動方式輸入1200r/min轉速聽見換檔電磁閥動作,而換檔齒輪不動,用手拔,拔不動,估計存在卡死現象。將換檔擺動缸拆下,再撥動換檔齒輪,上下靈活,無問題:再擰擺動缸軸端齒輪,無法擰動,打開檢查發現其矩形密封斷裂,形成泄漏,同時斷裂密封卡在葉片與缸體之間,將其卡死。此缸為進口件,一時找不到配件,后與橡膠廠聯系,用硅橡膠自制了一組密封換上,使用至今正常。

分析及處理過程:根據故障現象,估計Z軸過載,而伺服出故障的可能較小。通過CRT觀察Z軸負載,發現Z軸停止時為40%左右,移動時達80%以上。為區分是電氣故障還是機械故障,將Z軸電動機聯軸器拆下,讓機械脫開,再運行故障不再出現;停機用手擰Z軸絲桿,發現費勁,故確定為機械問題。將Z軸導軌鑲條略微調松后,Z軸負載明顯下降,停止時為20%左右,移動時為40%左右,故障排除。

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