大型五軸數(shù)控龍門銑床的故障排查與保養(yǎng)指南

我國(guó)制造業(yè)蓬勃發(fā)展，大型五軸數(shù)控龍門銑床必將在機(jī)械加工領(lǐng)域占據(jù)重要地位。這類設(shè)備技術(shù)含量高、加工多元化、操控繁復(fù)。然而，在使用中，機(jī)械磨損、運(yùn)行條件惡劣、操作規(guī)劃相對(duì)疏忽等問(wèn)題，都可能導(dǎo)致設(shè)備故障，進(jìn)而對(duì)公司的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)造成嚴(yán)重影響。因此，維護(hù)工作顯得尤為重要。與普通機(jī)床相比，大型五軸數(shù)控龍門銑床的維護(hù)難度更大，這要求維修人員具備高超的技能和經(jīng)驗(yàn)，并深入了解設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作條件，以及采用先進(jìn)可靠的技術(shù)手段及時(shí)進(jìn)行維護(hù)。

故障探秘

主軸疑云

一般來(lái)說(shuō)，主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)具備寬廣的功率范圍、短時(shí)的加減速、廣泛的調(diào)速范圍、高過(guò)載水平、低電機(jī)溫度和低噪音。主軸的典型故障包括傳動(dòng)系統(tǒng)故障、液壓系統(tǒng)故障和流量測(cè)試儀故障。鑒于多數(shù)電機(jī)采用直流或變頻調(diào)速，其主軸箱架構(gòu)相對(duì)于傳統(tǒng)龍門銑床更為簡(jiǎn)化。操作中容易發(fā)生故障的地方是刀具的智能調(diào)速和主軸中的自動(dòng)擰緊裝置。

進(jìn)給伺服系統(tǒng)隱患

進(jìn)給伺服系統(tǒng)可視為大型五軸數(shù)控龍門銑床的關(guān)鍵組成部分，與普通銑床有著不同之處。它具有較高的定位精度、快速響應(yīng)指定信號(hào)、相對(duì)較優(yōu)的平穩(wěn)性，確保進(jìn)給伺服系統(tǒng)正常運(yùn)作。故障主要集中在伺服控制單元、位置反饋和伺服電機(jī)。常規(guī)檢測(cè)包括觀察是否有伺服激活信號(hào)，根據(jù)PLC程序檢測(cè)激活條件是否滿足，以及查看屏幕軸數(shù)值是否變動(dòng)，伺服軸是否移動(dòng)，伺服單元是否有命令電壓。

故障案例一瞥

一臺(tái)國(guó)產(chǎn)17米數(shù)控銑床的Y軸伺服系統(tǒng)出現(xiàn)過(guò)載。經(jīng)檢查，未發(fā)現(xiàn)機(jī)械負(fù)載問(wèn)題，但發(fā)現(xiàn)機(jī)床油泄漏到電機(jī)上，導(dǎo)致電機(jī)損壞。更換Y軸伺服電機(jī)后，伺服系統(tǒng)恢復(fù)正常。這種交流三相異步電機(jī)故障是常見(jiàn)的，接地會(huì)增加瞬時(shí)電流，導(dǎo)致斷路器跳閘。常見(jiàn)的還有輔助電路斷路器故障。智能換刀配置故障通常表現(xiàn)為定位偏差加大、刀庫(kù)運(yùn)動(dòng)受損、機(jī)械手運(yùn)動(dòng)偏差增大、握力下降，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致刀具卡住，從而使設(shè)備停止運(yùn)行。

故障診斷

數(shù)控系統(tǒng)自我診斷

大多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)都配備了完善的自診斷系統(tǒng)。無(wú)論是國(guó)產(chǎn)還是進(jìn)口系統(tǒng)，都能在數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行或電氣初始化過(guò)程中對(duì)每個(gè)接口或系統(tǒng)本身進(jìn)行相應(yīng)的自診斷。因此，維修人員需熟悉各類自診斷信息，這是確保修復(fù)工作準(zhǔn)確有效的基礎(chǔ)。維修工作者可以根據(jù)指令信息，詳細(xì)分析故障范圍，并利用故障分量進(jìn)行準(zhǔn)確定位。對(duì)于進(jìn)口數(shù)控系統(tǒng)故障，通常只能進(jìn)行到板級(jí)、芯片級(jí)的修復(fù)，更高級(jí)別的修復(fù)則需要數(shù)控系統(tǒng)制造商的售后團(tuán)隊(duì)介入。數(shù)控設(shè)施的故障可分為軟件故障和由外部硬件故障引起的硬件故障。

PLC程序邏輯查找

目前，PLC管控儀附著在數(shù)控系統(tǒng)之上，因此，在判斷故障時(shí)，維修人員可以通過(guò)采用梯形圖進(jìn)行邏輯分析。圖形編程器（CRT）清晰明了地展示數(shù)控系統(tǒng)的輸入/輸出（I/O）控制，有助于維修人員通過(guò)對(duì)PLC程序的邏輯分析，迅速發(fā)現(xiàn)存在故障的具體元件。通過(guò)梯形圖，可以準(zhǔn)確定位數(shù)控機(jī)床（CNC）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和銑床的故障，然后確定故障發(fā)生的位置，如液壓、電氣、氣動(dòng)或機(jī)械部分。

與操作人員積極溝通

操作人員對(duì)大型五軸數(shù)控龍門銑床的運(yùn)作狀態(tài)有深入了解，是發(fā)現(xiàn)故障的第一手人員。因此，維修工作者在故障發(fā)生時(shí)不能直接進(jìn)行修復(fù)工作。他們需要積極與操作人員溝通，確定機(jī)器的操作狀態(tài)、可能產(chǎn)生的后果、故障類型的頻率以及操作是否符合規(guī)范。操作人員提供的信息將為維修人員迅速分析故障原因和修復(fù)提供可靠的參考數(shù)據(jù)。

保養(yǎng)

主軸部件

維護(hù)大型五軸數(shù)控龍門銑床的關(guān)鍵在于主軸部件，特別是涉及刀具智能化調(diào)速和主軸自動(dòng)擰緊。為避免停電或運(yùn)作中的自動(dòng)松動(dòng)，采用彈簧夾緊刀具的自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，并在銑床上設(shè)置行程開(kāi)關(guān)。定期檢查螺旋彈簧螺母、行程開(kāi)關(guān)和刀筒的壓力，以確保夾緊后刀片不會(huì)自動(dòng)松開(kāi)。同時(shí)，關(guān)注主軸箱的噪音和主軸的加熱情況，定期清潔主軸箱并添加適量潤(rùn)滑劑，以確保主軸的良好潤(rùn)滑。

進(jìn)給傳動(dòng)鏈

進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)通常采用多種導(dǎo)軌和螺母副。當(dāng)進(jìn)給鏈出現(xiàn)故障時(shí)，運(yùn)動(dòng)質(zhì)量可能會(huì)顯著下降，表現(xiàn)為機(jī)械零件運(yùn)動(dòng)不暢、操作中斷、定位精度下降等。為提升傳動(dòng)精度，科學(xué)調(diào)節(jié)齒輪的預(yù)緊力，對(duì)松動(dòng)零部件進(jìn)行適當(dāng)調(diào)控。增強(qiáng)傳動(dòng)剛度，通過(guò)適度調(diào)節(jié)支撐構(gòu)件和螺母副的預(yù)緊力，選擇合適的螺釘，以減少傳動(dòng)鏈的相關(guān)度。此外，注意傳動(dòng)鏈的反向死區(qū)，以確保傳輸準(zhǔn)確性。

自動(dòng)換刀裝置

對(duì)于自動(dòng)換刀裝置，正確的儲(chǔ)存、組裝和使用方法至關(guān)重要。制造商應(yīng)提供詳細(xì)的操作說(shuō)明，包括存儲(chǔ)環(huán)境、安裝步驟、使用方法以及常見(jiàn)故障排除。定期檢查彈簧的儲(chǔ)存、組裝和修復(fù)，確保刀具夾緊正常。維護(hù)聯(lián)軸器，及時(shí)擰緊螺釘以防止刀庫(kù)無(wú)法?常旋轉(zhuǎn)。在刀具庫(kù)運(yùn)動(dòng)不規(guī)范時(shí)，通過(guò)調(diào)整電機(jī)傳動(dòng)誤差或旋轉(zhuǎn)誤差，確保刀具能夠準(zhǔn)確到達(dá)指定位置?？茖W(xué)調(diào)整工具套筒上的螺釘，擰緊彈簧以確保刀具能夠正常展開(kāi)夾緊工作。如果刀套未完全就位，檢查叉子的位置并對(duì)限位開(kāi)關(guān)進(jìn)行調(diào)整。通過(guò)這些維護(hù)步驟，可有效提升自動(dòng)換刀裝置的穩(wěn)定性和壽命。

結(jié)語(yǔ)

大型五軸數(shù)控龍門銑床內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，修復(fù)技術(shù)要求較高，對(duì)操作和維修人員提出了相當(dāng)?shù)奶魬?zhàn)。操作人員應(yīng)精準(zhǔn)掌握操作流程，隨時(shí)觀察設(shè)備的運(yùn)行狀況。維修人員需要熟練掌握維修技術(shù)和豐富的專業(yè)知識(shí)，以便及時(shí)排除故障，同時(shí)要做好日常維護(hù)工作，降低故障發(fā)生率。技術(shù)研究單位應(yīng)加強(qiáng)技術(shù)研究，積極引進(jìn)國(guó)際先進(jìn)技術(shù)，提升大型五軸數(shù)控龍門銑床的運(yùn)行平穩(wěn)性、加工精準(zhǔn)度和加工速率。在制造業(yè)風(fēng)起云涌的今天，我們對(duì)這些先進(jìn)設(shè)備的保養(yǎng)和維修勢(shì)在必行。只有通過(guò)科學(xué)而細(xì)致的護(hù)理，我們才能確保這些巨大的數(shù)控龍門銑床能夠在高強(qiáng)度運(yùn)作中始終如一地發(fā)揮出色性能。

無(wú)論是主軸部件、進(jìn)給傳動(dòng)鏈還是自動(dòng)換刀裝置，都需要我們細(xì)心呵護(hù)。主軸箱結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單性使得其護(hù)理相對(duì)直接，但也需要定期清潔和潤(rùn)滑，確保主軸在高速旋轉(zhuǎn)中保持順暢。進(jìn)給傳動(dòng)鏈的護(hù)理要注重傳動(dòng)精度和剛度，通過(guò)科學(xué)調(diào)節(jié)，我們能使其運(yùn)動(dòng)更加穩(wěn)定、精確。而自動(dòng)換刀裝置則需要我們關(guān)注彈簧的夾緊力，確保刀具在工作中牢固可靠。

在故障排除方面，數(shù)控系統(tǒng)的自我診斷功能和PLC程序邏輯查找成為了不可或缺的工具。維修人員需要善于利用數(shù)控系統(tǒng)提供的自診斷信息，通過(guò)合理的邏輯分析迅速定位故障。而PLC程序邏輯查找則是一項(xiàng)高效的手段，通過(guò)梯形圖的邏輯分析，維修人員可以快速發(fā)現(xiàn)故障元件。

臨末，與操作人員的積極溝通顯得尤為重要。操作人員對(duì)設(shè)備的了解是深入而直觀的，他們的反饋能夠?yàn)榫S修人員提供寶貴的信息。通過(guò)合作和溝通，我們能夠更快、更準(zhǔn)確地定位故障，提高維修效率。

在未來(lái)，我們需要不斷提升技術(shù)水平，加強(qiáng)設(shè)備的研發(fā)和改進(jìn)，以適應(yīng)制造業(yè)的不斷發(fā)展。同時(shí)，操作和維修人員也需要不斷學(xué)習(xí)新知識(shí)，提高維護(hù)和修復(fù)的技能水平。只有通過(guò)共同的努力，我們才能確保大型五軸數(shù)控龍門銑床在制造業(yè)中持續(xù)穩(wěn)定地發(fā)揮重要作用。

來(lái)源：《商情》23年11期