張歷棟

中國電子科技集團第39研究所生產(chǎn)保障部 西安市

1.故障現(xiàn)象

1臺瑞士GF阿奇夏米爾 MIKRON公司HSM600U型5軸高速銑削加工中心，采用海德漢ITNC530數(shù)控系統(tǒng)，交流伺服電機驅(qū)動滾珠絲杠（X/Y/Z軸）、擺動（B軸）和回轉(zhuǎn)工作臺（C軸），主軸轉(zhuǎn)速18 000～42 000r/min，采用內(nèi)置水冷和油霧潤滑技術(shù)。最近該加工中心開機后，X軸移動到任意位置后打開門，顯示器上X軸坐標變幾十微米，關(guān)上門后X軸坐標顯示漂動幾十微米，每次漂動值完全隨機，與X軸停放位置也無關(guān)系。故障出現(xiàn)后，系統(tǒng)沒有誤差監(jiān)控報警，加工工件精度也正常。

2.故障處理

最初判斷故障由光柵尺和編碼器引起。按機床操作面板上的程序編輯鍵 ，再按“MOD”鍵，輸入制造商密碼95148，然后按“ENT”鍵確認，進入機床參數(shù)界面。然后按 鍵，輸入?yún)?shù)MP110.0（該參數(shù)設(shè)置為0，關(guān)閉光柵尺；設(shè)置為X1，X軸光柵尺電纜插在主計算機mc422的X1接口；設(shè)置為X2，X軸光柵尺電纜插在主計算機mc422的X2接口），按“ENT”鍵確認，搜索參數(shù)。將參數(shù)MP110.0的值由201改為0，屏蔽光柵尺狀態(tài)。按鍵結(jié)束，退出系統(tǒng)，關(guān)閉機床重新啟動，開關(guān)機床防護門時，X軸仍然有幾十微米的隨機漂動，據(jù)此判斷故障與光柵尺無關(guān)。拆下主計算機mc422的硬盤，使用硬盤的GHOST備份鏡像覆蓋硬盤，裝好硬盤，開機啟動后，故障依舊，排除系統(tǒng)參數(shù)出現(xiàn)問題的可能。

檢查加工中心X軸結(jié)構(gòu)（圖1），螺母固定在工作臺上，交流伺服電機帶動同步帶驅(qū)動絲杠轉(zhuǎn)動，在開關(guān)門瞬間，電機確實存在輕微轉(zhuǎn)動。將皮帶調(diào)節(jié)到合理張緊度后開關(guān)門，電機仍輕微轉(zhuǎn)動，摘掉皮帶，再試，電機還是轉(zhuǎn)動。這些明顯表明在門開關(guān)瞬間，系統(tǒng)使電機運轉(zhuǎn)。最終確認故障原因是絲杠左端軸承支撐，和螺母、絲杠右端軸承支撐不在同一條線上，導(dǎo)致絲杠彎曲。機床門關(guān)閉，門保護開關(guān)閉合，驅(qū)動上電，螺母要回到系統(tǒng)原來位置，系統(tǒng)驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)，因此顯示器上X軸坐標變化幾十微米。門打開后，門保護開關(guān)斷開，驅(qū)動和電機相繼斷電，絲杠要恢復(fù)自由狀態(tài)，因此螺母位置發(fā)生變化（光柵尺讀數(shù)頭與工作臺、螺母連接在一起），光柵尺測量出螺母位置變化，X軸坐標變化幾十微米。

松開螺母和工作臺連接螺栓，使螺母徹底放松，釋放絲杠形變，再擰緊連接螺栓，開機進行開關(guān)門試驗，故障消失，機床恢復(fù)正常。

滾珠絲杠的兩端軸承與螺母位置必須三點成一線，否則會嚴重影響機床精度。 W13.12-35

圖1 加工中心X軸結(jié)構(gòu)