柯雙紅

摘要:數(shù)控機床是一個典型的集機械、電子、液壓、光學、測量技術(shù)于一體的技術(shù)密集型自動加工設(shè)備。本文探討了數(shù)控機床的常見故障和防范措施,并對如何合理地使用數(shù)控機床,以減少其機械故障,提出了幾點看法,供大家參考。

關(guān)鍵詞:數(shù)控機床;故障;防范措施

1 前言

隨著大量數(shù)控設(shè)備的引進與普及,對設(shè)備的維護和維修提出了相當高的要求。數(shù)控機床維修的關(guān)鍵是對故障的精確診斷,即故障源的查找和故障的定位。

2 常見機械故障

2.1 主軸部件故障

由于使用調(diào)速電機,數(shù)控機床主軸箱結(jié)構(gòu)比較簡單,容易出現(xiàn)故障的部位是主軸內(nèi)部的刀具自動夾緊機構(gòu)、自動調(diào)速裝置等。為保證在工作中或停電時刀夾不會白行松脫,刀具自動夾緊機構(gòu)采用彈簧夾緊,并配行程開關(guān)發(fā)出夾緊或放松信號。若刀具夾緊后不能松開,則考慮調(diào)整松刀液壓缸壓力和行程開關(guān)裝置或調(diào)整碟形彈簧上的螺母,減小彈簧壓合量。此外,主軸發(fā)熱和主軸箱噪聲問題,也不容忽視,此時主要考慮清洗主軸箱,調(diào)整潤滑油量,保證主軸箱清潔度和更換主軸軸承,修理或更換主軸箱齒輪等。

2.2 進給傳動鏈故障

在數(shù)控機床進給傳動系統(tǒng)中,普遍采用滾珠絲杠副、靜壓絲杠螺母副、滾動導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌和塑料導(dǎo)軌。所以進給傳動鏈有故障,主要反映是運動質(zhì)量下降。如:機械部件未運動到規(guī)定位置、運行中斷、定位精度下降、反向間隙增大、爬行、軸承噪聲變大(撞車后)等。

對于此類故障可以通過以下措施預(yù)防:(1)提高傳動精度。調(diào)節(jié)各運動副預(yù)緊力,調(diào)整松動環(huán)節(jié),消除傳動間隙,縮短傳動鏈和在傳動鏈中設(shè)置減速齒輪,也可提高傳動精度。(2)提高傳動剛度。調(diào)節(jié)絲杠螺母副、支承部件的預(yù)緊力及合理選擇絲杠本身尺寸,是提高傳動剛度的有效措施。剛度不足還會導(dǎo)致工作臺或拖板產(chǎn)生爬行和振動以及造成反向死區(qū),影響傳動準確性。(3)提高運動精度。在滿足部件強度和剛度的前提下,盡可能減小運動部件的質(zhì)量,減小旋轉(zhuǎn)零件的直徑和質(zhì)量,以減小運動部件的慣性,提高運動精度。(4)導(dǎo)軌。滾動導(dǎo)軌對贓物比較敏感,必須要有良好的防護裝置,而且滾動導(dǎo)軌的預(yù)緊力選擇要恰當,過大會使牽引力顯著增加。靜壓導(dǎo)軌應(yīng)有一套過濾效果良好的供油系統(tǒng)。

2.3 自動換刀裝置故障

自動換刀裝置故障主要表現(xiàn)在:刀庫運動故障、定位誤差過大、機械手夾持刀柄不穩(wěn)定、機械手運動誤差較大等。故障嚴重時會造成換刀動作卡住,機床被迫停止工作。

(1)刀庫運動故障

若連接電機軸與蝸桿軸的聯(lián)軸器松動或機械聯(lián)接過緊等機械原因,會造成刀庫不能轉(zhuǎn)動,此時必須緊固聯(lián)軸器上的螺釘。

若刀庫轉(zhuǎn)動不到位,則屬于電機轉(zhuǎn)動故障或傳動誤差造成。若現(xiàn)刀套不能夾緊刀具,則需調(diào)整刀套上的調(diào)節(jié)螺釘,壓緊彈簧,頂緊卡緊銷。當出現(xiàn)刀套上/下不到位時,應(yīng)檢查撥又位置或限位開關(guān)的安裝與調(diào)整情況。

(2)換刀機械手故障

若刀具夾不緊、掉刀,則調(diào)整卡緊爪彈簧,使其壓力增大,或更換機械手卡緊銷。若刀具夾緊后松不開,應(yīng)調(diào)整松鎖彈簧后的螺母,使最大載荷不超過額定值。若刀具交換時掉刀,則屬于換刀時主軸箱沒有回到換刀點或換刀點漂移造成,應(yīng)重新操作主軸箱,使其回到換刀位置,重新設(shè)定換刀點。

2.4 各軸運動位置行程開關(guān)壓合故障

在數(shù)控機床上,為保證自動化丁作的可靠性,采用了大量檢測運動位置的行程開關(guān)。機床經(jīng)過長期運行,運動部件的運動特性發(fā)生變化,行程開關(guān)壓合裝置的可靠性及行程開關(guān)本身品質(zhì)特性的改變,對整機性能產(chǎn)生較大影響。一般要適時檢查和更換行程開關(guān),可消除因此類開關(guān)不良對機床的影響。

2.5 配套輔助裝置故障

液壓系統(tǒng)。液壓泵應(yīng)采用變量泵,以減少液壓系統(tǒng)的發(fā)熱。油箱內(nèi)安裝的過濾器,應(yīng)定期用汽油或超聲波振動清洗。常見故障主要是泵體磨損、裂紋和機械損傷,此時一般必須大修或更換零件。

氣壓系統(tǒng)。用于刀具或工件夾緊、安全防護門開關(guān)以及主軸錐孔吹屑的氣壓系統(tǒng)中,分水濾氣器應(yīng)定時放水,定期清洗,以保證氣動元件中運動零件的靈敏性。閥心動作失靈、空氣泄漏、氣動元件損傷及動作失靈等故障均由潤滑不良造成,故油霧器應(yīng)定期清洗。此外,還應(yīng)經(jīng)常檢查氣動系統(tǒng)的密封性。

潤滑系統(tǒng)。包括對機床導(dǎo)軌、傳動齒輪、滾珠絲杠、主軸箱等的潤滑。潤滑泵內(nèi)的過濾器需定期清洗、更換,一般每年應(yīng)更換一次。

冷卻系統(tǒng)。它對刀具和工件起冷卻和沖屑作用。冷卻液噴嘴應(yīng)定期清洗。

排屑裝置。排屑裝置是具有獨立功能的附件,主要保證自動切削加工順利進行和減少數(shù)控機床的發(fā)熱。因此排屑裝置應(yīng)能及時自動排屑,其安裝位置一般應(yīng)盡可能靠近刀具切削區(qū)域。

3 合理地使用數(shù)控機床

3.1 數(shù)控機床的工作場地選擇

3.1.1 避免陽光的直接照射和其它熱輻射、避免太潮濕或粉塵過多的場所.盡量在空調(diào)環(huán)境中使用,保持室溫20℃左右。由于我國處于溫帶氣候、受季風影響、溫度差異大,對于精度高、價格貴的數(shù)控機床,應(yīng)置于有空調(diào)的房間中使用。(2)要避免有腐蝕氣體的場所。因腐蝕氣體易使電子元件變質(zhì),或造成接觸不良,或造成元件短路,影響機床的正常運行。(3)要遠離振動大的設(shè)備(如沖床、鍛壓設(shè)備等)。對于高精度的機床還應(yīng)采用防振措施(如防振溝等)。(4)要遠離強電磁干擾源,使機床工作穩(wěn)定。

3.2 數(shù)控機床的電源

數(shù)控系統(tǒng)對電源要求較嚴,一般要求工作電壓為220V 10%。針對我國供電工況,對于有條件的企業(yè),可為數(shù)控機床采取專線供電或增設(shè)穩(wěn)壓裝置以減少供電品質(zhì)差的影響,為數(shù)控系統(tǒng)的正常運行提供有力保證。

3.3 數(shù)控機床配置合適的自動編程系統(tǒng)

手工編程對于外形不太復(fù)雜或編程量不大的零件程序,簡單易行。當工件比較復(fù)雜時f如凸輪或多維空間曲面等),手工編程周期長(數(shù)天或數(shù)周)、精度差、易出錯。因此,快速、準確地編制程序就成為提高數(shù)控機床使用率的重要環(huán)節(jié):為此.有條件的用戶最好配置必要的自動編程系統(tǒng),提高編程效率。

3.4 數(shù)控機床配置必要的附件和刀具

為了充分發(fā)揮數(shù)控機床的加工能力,必須配備必要的附件和刀具。切忌花了幾十萬元錢買來一臺數(shù)控機床,因缺少一個幾十元或幾百元的附件或刀具而影響整機的正常運行。由于單獨簽訂合同購買附件的單價大大高于隨同主機一起供貨的附件單價。因此有條件的企業(yè)盡量在購買主機時一并購置易損部件及其它附件。

3.5 加工前的準備

加工前要審查工件的數(shù)控加工工藝性,應(yīng)重視生產(chǎn)技術(shù)準備工作(包括工件數(shù)控加工工藝分析、加工程序編制、工裝與刀具配置、原材料準備及試切加工等以縮短生產(chǎn)準備時間,充分提高數(shù)控機床的使用效率。

合理安排適合在數(shù)控機床加工的各種工件,安排好數(shù)控機床加工運轉(zhuǎn)所需的節(jié)拍。

3.6 為維修保養(yǎng)做好準備

建立一支高水平的維修隊伍,保存好設(shè)備的完整資料、手冊、線路圖、維修說明書(包括CNC操作說明書),以及接口、調(diào)整與診斷、驅(qū)動說明書、PLC說明書(包括PLC用戶程序單)、元器件表格等,必要的維修工具、儀器、儀表、接線、微機。最好有小型編程系統(tǒng)或編程器,用以支持設(shè)備調(diào)試。

4 結(jié)束語

數(shù)控機床是采用計算機控制,機電一體化的自動化加工設(shè)備,數(shù)控機床的使用是一項技術(shù)應(yīng)用工程。正確預(yù)防和有效維修是提高數(shù)控機床使用效率的基本保證。對于常見的機械故障,雖然出現(xiàn)的機會不多,但絕不容忽視。應(yīng)綜合分析和判斷故障根源,盡可能縮短故障停機時間,以利于數(shù)控機床性能的高效發(fā)揮。

參考文獻

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