林超青

昌河飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司 江西景德鎮(zhèn) 333002

1 序言

公司一臺(tái)XK2935雙龍門機(jī)床的主軸在加工過程中會(huì)發(fā)生掉電故障，而且頻率越來越高，有時(shí)半個(gè)小時(shí)一次，有時(shí)幾分鐘一次，致使機(jī)床無法正常加工，處于停機(jī)狀態(tài)。但是主軸在空轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)床不會(huì)發(fā)生掉電故障。

2 故障原因分析

機(jī)床主軸在銑削過程中出現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)報(bào)警，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的就緒信號丟失，導(dǎo)致沒有驅(qū)動(dòng)使能信號，機(jī)床24V直流電掉電。造成這種故障的原因一般有機(jī)械因素、電氣因素或兩種因素同時(shí)出現(xiàn)。

主軸在銑削過程中掉電而空轉(zhuǎn)時(shí)不出現(xiàn)問題，在機(jī)械方面的原因是主軸軸承或其他機(jī)械部件損壞，導(dǎo)致主軸旋轉(zhuǎn)不靈活，加工過程中轉(zhuǎn)矩增大，模塊輸出電流過電流，數(shù)控系統(tǒng)自動(dòng)保護(hù)，切斷就緒信號和驅(qū)動(dòng)使能信號，機(jī)床掉電。

主軸在銑削過程中掉電而空轉(zhuǎn)時(shí)不出現(xiàn)問題，在電氣方面的原因一是主軸驅(qū)動(dòng)模塊有問題，模塊逆變有部分損壞，導(dǎo)致輸出電流小?？辙D(zhuǎn)時(shí)電流能夠滿足要求，而主軸切削時(shí)轉(zhuǎn)矩大，要求輸出的電流也大，于是系統(tǒng)出現(xiàn)報(bào)警掉電，這種情況在其他機(jī)床上也出現(xiàn)過。

電氣方面的另外一個(gè)原因是主軸拉刀信號出現(xiàn)問題，或拉刀傳感器位置處于臨界狀態(tài)，主軸空轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)械振動(dòng)小，信號滿足要求。而主軸切削時(shí)，主軸振動(dòng)大，導(dǎo)致開關(guān)信號出現(xiàn)問題，信號強(qiáng)度無法滿足要求，系統(tǒng)給出保護(hù)命令，機(jī)床掉電[1]。

3 故障處理

3.1 主軸機(jī)械故障

主軸在加工過程中掉電而空轉(zhuǎn)時(shí)不出現(xiàn)問題，對主軸機(jī)械部件進(jìn)行檢查。用手旋轉(zhuǎn)主軸，發(fā)現(xiàn)主軸旋轉(zhuǎn)動(dòng)作靈活，沒有卡死或異常聲音。用主軸振動(dòng)測試儀對機(jī)床主軸進(jìn)行狀態(tài)檢測[2]，檢測結(jié)果（見表1）表明，機(jī)床主軸的整體狀態(tài)和軸承性能技術(shù)狀態(tài)良好。

表1 主軸狀態(tài)檢測結(jié)果

經(jīng)過主軸檢測和現(xiàn)場測試，機(jī)械故障的可能性可以排除。

3.2 電氣原因造成主軸旋轉(zhuǎn)故障

在電氣方面，對主軸驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行檢測，測試結(jié)果表明驅(qū)動(dòng)模塊的IGBT等良好，阻值正常，沒有擊穿或失效情況。

還需確認(rèn)主軸模塊是否存在故障，把該模塊與其他機(jī)床同型號的主軸驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行互換試驗(yàn)[3]。更換同型號的主軸驅(qū)動(dòng)模塊后，機(jī)床開機(jī)進(jìn)行試切加工，結(jié)果發(fā)現(xiàn)機(jī)床故障依然存在，而該驅(qū)動(dòng)模塊在原機(jī)床上可以正常使用。因此可以判斷主軸驅(qū)動(dòng)模塊沒有出現(xiàn)問題。

對于電氣方面的另一個(gè)故障因素——拉刀開關(guān)發(fā)生故障的可能性，采用示波器對信號進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和波形記錄，結(jié)果發(fā)現(xiàn)機(jī)床主軸在進(jìn)行切削加工特別是振動(dòng)比較大的時(shí)候，拉刀開關(guān)信號會(huì)出現(xiàn)瞬間丟失，然后會(huì)馬上恢復(fù)正常，機(jī)床緊接著就出現(xiàn)掉電現(xiàn)象。因此可以判斷，機(jī)床故障發(fā)生的原因是主軸拉刀開關(guān)信號出現(xiàn)問題。

拆開主軸，觀察主軸拉刀開關(guān)，發(fā)現(xiàn)主軸拉刀開關(guān)的安裝位置處于臨界狀態(tài)，主軸和機(jī)床發(fā)生振動(dòng)時(shí)，拉刀開關(guān)的位置會(huì)出現(xiàn)輕微變化，拉刀開關(guān)感應(yīng)信號于是由1變?yōu)?，導(dǎo)致故障出現(xiàn)。拆下主軸拉刀開關(guān)，重新進(jìn)行安裝和調(diào)試，然后進(jìn)行機(jī)床試切加工，故障排除。

4 結(jié)束語

機(jī)床主軸在發(fā)生故障時(shí)，要從機(jī)械和電氣兩方面進(jìn)行判斷和檢查，對機(jī)床的主軸機(jī)械部件用儀器進(jìn)行狀態(tài)測試，確定技術(shù)狀態(tài)，分析主軸機(jī)械部件是否存在問題；電氣部件要利用儀表進(jìn)行IGBT檢測和互換試驗(yàn)，確認(rèn)伺服模塊的技術(shù)狀態(tài)，這樣才能最終解決機(jī)床故障。