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进给部件故障诊断及维修实例详解

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:由于本实例中滚珠丝杠的变形属于弹性变形,因此没有必要对滚珠丝杠进行更换,只需进行调整即可。为了进一步确认,维修时拆下伺服电动机与滚珠丝杠之间的弹性联轴器,单独进行电气系统的检查。检查结果表明,电动机运转时无振动现象,从而确认了故障出在机械传动部分。

进给部件故障诊断及维修实例详解

案例1:进给传动时出现滚珠丝杠副摩擦声

故障现象:FANUC 0i型数控车床在加工时出现滚珠丝杠副摩擦声,并且发现声音都是伴随Z轴负方向运动出现,在正方向运动时几乎没有该声音。

故障分析:根据故障现象,首先检查润滑油的状况,发现润滑油状况良好,滚珠丝杠也很清洁。仔细分析发生单方向噪声,应该是出现了磨损所致。首先检查螺杆滚道,用供应商提供的空心套套在轴端,然后慢慢旋出螺母,查看螺母滚珠循环圈两端没有损伤,卸出滚珠,全面查看螺母内部滚道有两处细微长条形的损伤,故障原因在此。

故障排除:请专业技术人员对螺母内部滚道进行修补、研磨,重新安装调试,故障排除。如果仍然出现运行问题,则要更换滚道。

小结:由于此故障可能要拆卸设备,故应尽可能多地检查故障原因,在对滚道进行修理的同时,顺便也对滚珠进行查看,若有磨损、破损,则及时进行更换。

案例2:Z轴运行中抖动

故障现象:SIEMENS 802S型数控铣床在Z轴运行时开始抖动,接着报警灯闪烁不停,机床停止运行,3 min后死机。

故障原因:通过详细检查和分析,初步断定可能是Z轴运行过程中产生载荷,造成位置闭环振荡。查看加工参数和系统参数,并对比机床说明书,Z轴加工受力均在可承载范围之内,因此继续检查机械部分。在检查到丝杠后发现,滚珠丝杠螺母的背帽松动,使传动出现间隙,当Z轴运动时,由于间隙造成的载荷扰动导致位置闭环振荡而出现抖动现象。

故障排除:紧好松动的背帽,调整好间隙,并对丝杠的镶条进行紧固。开机调试,没有再出现这种故障。

小结:机械加工的特点决定了机械传动出现间隙的可能性会不断增大。机械传动间隙主要是传动件间的间隙,包括滚动与滑动间隙。但一般情况下这些间隙是必须存在的,间隙的大小与工作的使用条件有关,间隙的保证主要依靠提高加工精度及装配精度。

案例3:Y轴丝杠反向间隙大

故障现象:FANUC 0i型加工中心运行时,工作台Y轴方向位移接近行程终端过程中丝杠反向间隙明显增大,机床定位精度不合格。

故障原因:根据故障现象,分析故障部位应发生在Y轴伺服电动机与丝杠传动链一侧。故拆卸电动机与滚珠丝杠之间的弹性联轴器,用扳手转动滚珠丝杠进行手感检查。通过手感检查,发现工作台Y轴方向位移接近行程终端时,阻力明显增大,拆下工作台检查,发现Y轴导轨平行度严重超差,故而引起机械传动过程中阻力明显增大,滚珠丝杠弹性变形,反向间隙增大,机床定位精度不合格。

故障排除:经过认真修理、调整Y轴导轨平行度后,重新装好,故障排除。

小结:弹性变形的重要特征是其可逆性,即受力作用后产生变形,卸除载荷后,变形消失。由于本实例中滚珠丝杠的变形属于弹性变形,因此没有必要对滚珠丝杠进行更换,只需进行调整即可。

案例4:行程终端出现机械振动(www.xing528.com)

故障现象:FANUC 0i型加工中心运行时,X轴在接近行程终端的过程中产生明显的机械振动,其他轴向运行正常,在机械振动时也无报警信号出现。

故障原因:因故障发生时CNC无报警,且在X轴其他区域运动无振动,可以基本确定故障是由于机械传动系统不良引起的。为了进一步确认,维修时拆下伺服电动机与滚珠丝杠之间的弹性联轴器,单独进行电气系统的检查。检查结果表明,电动机运转时无振动现象,从而确认了故障出在机械传动部分。脱开弹性联轴器,用扳手转动滚珠丝杠,检查发现X轴方向工作台在接近行程终端时,阻力明显增大,证明滚珠丝杠或者导轨的安装与调整存在问题。拆下工作台检查,发现滚珠丝杠与导轨间不平行,使得运动过程中的载荷发生急剧变化,产生了机械振动现象。

故障排除:检修滚珠丝杠或者导轨的安装,排除故障。

小结:丝杠和导轨平行度对于机床平稳运行是很重要的,平行度超差会损伤开合螺母。丝杠螺母的间隙较大,丝杠为细长件,刚性较差,容易变形。装配时一般是校正丝杠两端与导轨的距离差控制在合理范围内,螺母能顺利无阻碍地通过就可以。如果用仪表测量,应在导轨上用杠杆百分表检测,左、右两组螺钉固定调整与导轨垂直面和水平面内的平行。

案例5:传动系统定位精度不稳定

故障现象:FANUC 0i型数控车床在加工过程中,坐标的重复定位精度不稳定,时大时小。

故障分析:根据故障现象,首先检查润滑油,发现润滑油润滑状况正常,滚珠丝杠也很清洁。仔细观察在Z轴轴向移动时有时发出轻微噪声,可能是部件松动或者磨损所致。首先检查螺杆滚道,发现其传动系统机械装配有问题,由于丝杠螺母安装不正,造成运动部件的装配应力

故障排除:重新安装丝杠螺母,故障排除。

小结:机床运动中,由于振动导致的部件松动,一般要求在月检中修复。某些常用设备如丝杠、刀架方面的问题,需在程序加工时注意观察,以便及时发现其故障源。

案例6:机床导轨走走停停

故障现象:FANUC 0i型数控车床在加工过程中,出现锯齿形状的外圆,无论是手动方式还是自动方式,走刀均出现打顿的现象,即刀具走走停停。

故障分析:出现此故障,按照检修步骤,首先检查程序的插补方式、进给速度,未发现异常,而刀具也是新更换的。用万用表分别测量机床电源、刀架驱动电路,电压也很稳定。接着考虑是否是丝杠方面的原因,重点检查丝杠机械传动部件,发现滚珠丝杠螺母副存在较大的轴向间隙,并且润滑油已经干涸。

故障排除:重新调整轴向间隙,并补足润滑油,适当调整预紧力,故障消除。

小结:出现机床导轨走走停停的情况,一般原因不会出现在加工轴的伺服电动机上,伺服电动机过载时会产生抖动,电压出现问题时会导致运动无力。

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