工作台系统故障实例与诊断优化方案

【例2-80】 XK715F数控铣床工作台动作异常故障分析与处理。

故障现象：自动或手动方式运动时，发现工作台Y轴方向位移过程中产生明显的机械抖动故障，故障发生时系统不报警。

故障检查与分析：XK715F型工作台不升降数控立式铣床（规格：500mm×2000mm），所配数控系统为FANUC-BESK 7CM系统。该机床已使用近10年，现经常发生一些工作台轴向动作异常的故障，其中与机械有关的故障也不乏其例。分析认为：①因故障发生时系统不报警，同时观察CRT显示出来的Y轴位移脉冲数字量的变化速率均匀（通过观察X轴与Z轴位移脉冲数字量的变化速率比较后得出），故可排除系统软件参数与硬件控制电路的故障影响；②因故障发生在Y轴方向，故可采用交换法判断故障部位；③经交换法检查判断，故障部位在Y轴直流伺服电动机与丝杠传动链路一侧；④为区别机电故障，可拆卸电动机与滚珠丝杠间的挠性联轴器，单独通电试机进行电动机检查判断（在手动方式状态下进行试验检查），检查结果表明，电动机运转时无振动现象，显然故障部位在机械传动链路内；⑤脱开挠性联轴器后，可采用扳手转动滚珠丝杠进行手感检查，通过手感检查，也可感觉到这种抖动故障的存在，且丝杠的全行程范围均有这种异常现象，故怀疑滚珠丝杠副及有关支承有问题；⑥将滚珠丝杠拆卸检查，果然发现丝杠+Y方向的平面轴承（8208）有问题，在其轨道表面上呈现明显的压印痕迹；⑦将此损伤的轴承替换后，故障排除；⑧经分析，Y轴方向上的平面轴承出现的压印痕迹，只有在受到丝杠的轴向冲击力时才有可能产生，反映在现场的表现上，即只有在+Y轴方向发生超程时才可能产生，据了解，此机床在运行过程中确实发生过超程报警；⑨为防止上述故障再次发生，须仔细检查+Y轴方向上的减速、限位行程开关是否存在机械松动或电气失灵故障。

故障处理：采用同型号规格的轴承替换后，故障排除。

说明：由于上述故障是常见易发故障，此故障一旦发生还容易造成滚珠丝杠、支承的损伤，故必须加强日常维护检查，避免轴向超程的故障危害。(www.xing528.com)

【例2-81】 XK715F型数控铣床工作台Y轴轴向抖动故障分析及处理。

故障现象：手动方式运行时，发现工作台Y轴方向运行时存在明显的抖动（振动）现象，CRT没有报警信号显示。

故障检查与分析：该机床系上海第四机床厂生产的工作台不升降数控立式铣床，数控系统采用了FANUC-BESK 7CM系统。因故障发生时，虽然CRT没有报警信号显示，但伺服轴向故障明显，故可采用交换法判断故障部位。经检查，不难确定故障部位在Y轴伺服电动机与该轴向的机械传动链路内。为区别机电故障，按上例方法，拆开Y轴电动机与滚珠丝杠间的挠性联轴器，单独通电测试电动机。经检查，伺服速度控制单元及Y轴伺服电动机正常，显然此抖动根源在机械传动链路一侧。参照随机技术文件中的“机床传动系统图”可知，Y轴的机械传动链路内只有滚珠丝杠螺母副及其支承，故将工作台拆下，按滚珠丝杠副的修理工艺，仔细检查，发现滚珠丝杠螺母中两滚道的钢球直径不一致，（因该滚珠丝杠副刚维护保养不久）估计维修人员在拆卸、保养清洗及装配过程中，不慎将两螺母中的滚动弹子弄乱（实际上两螺母滚道中的滚珠在制造厂是进行过严格选配的，这一点须特别引起重视）。以致造成螺母在丝杠副上转动不畅，时有卡死现象，故而引起机械传动过程中的振动或抖动现象。

故障处理：此类故障原因虽经查明，但修复还须格外仔细。参照滚珠丝杠副的修理工艺，应先将滚动弹子逐粒测量选配后，再按工艺步骤重新装配，调整预加载荷。经装机调试后，故障消除。