加工中心主轴振动故障诊断与排除

美国哈斯(HAAS)加工中心主轴故障诊断分析与排除作者：段兆刚来源：《消费电子》2012年第12期摘要:本文结合实际生产需要,针对美国哈斯VF-3数控加工中心在使用过程中主轴产生的典型故障,全面分析了故障产生的原因,系统介绍了有关的维修经验以及需要注意的事项。

关键词:加工中心;主轴系统;故障分析;振动分析中图分类号:TG659 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 12-0196-01VF-3加工中心是美国哈斯自动化公司生产,采用系统也是HAAS系统。

在使用过程中,不可避免的产生各种各样的故障。

现就我公司VF-3加工中心产生的主轴系统主要问题,进行汇总,以便能够在生产过程中及时解决,提供设备的利用率。

一、加工中心主轴组成及工作原理:哈斯加工中心主轴由伺服电机、主轴、拉杆、钢球、松刀气缸、齿轮变速箱、传动皮带、位置感应开关、定位编码器、电磁阀、碟形弹簧等组成。

在加工过程中,需要进行换刀,则由操作人员给机床输入换刀指令,主轴首先由定位编码器进行主轴定位,松刀电磁阀得电,气缸向下移动的一定位置(松刀位置),将拉杆钢球松开,然后换刀装置从刀库取刀,将刀具装入主轴孔内,停留一定时间(时间由内部参数设备,一般为0.2S),松刀电磁阀失电,锁紧电磁阀得电,气缸向上移动,拉杆在碟形弹簧的作用下拉杆钢球内缩,拉杆拉紧刀柄,气缸到达锁紧位置,换刀装置移离主轴。

二、典型故障诊断分析与排除(一)在加工过程中,镗孔椭圆,盘刀铣平面有明显震纹,并且有时伴有“掉刀”现象导致此类现象的因素很多,比如有以下几种:主轴孔有铁屑;感应开关失灵;刀柄拉钉松动;拉杆弹簧破损,无法拉紧刀柄。

1.用丝绸擦拭主轴锥孔和刀柄,以免可能因切屑存在导致锥孔和刀柄有间隙。

2.检查拉钉并重新拧紧,然后进行交换刀具。

此故障现象无法消除。

3.进行几次换刀,观察诊断页面中参数DRAWBAR OPEN和DRAWBAR CLOSED数据的变换情况。

数控机床主轴异常噪声及振动的原因是什么数控机床主轴异常噪声及振动的原因是什么数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程式控制系统的自动化机床。

该控制系统能够逻辑处理具有控制编码或其他符号指令规定的程式，并将其译码，用程式码化的数字表示。

通过资讯载体输入数控装置。

经运算处理由数控装置发出各种控制讯号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。

数控机床最精密的部分就是主轴，主轴的异常声响和振动很可能是由主轴变形造成的。

数控机床主轴不转的原因是什么我也遇到过那次是主轴箱里没油了主轴箱很烫加了油就好如果电机还转就检查皮带不转检查电器希望我能帮到你！数控机床滚珠丝杠副噪声大的原因是什么滚珠丝杠副噪声大的故障原因及排除方法有以下五种：（1）滚珠丝杠副滚珠有破损。

排除方法：更换新滚珠。

（2）丝杠润滑不良。

排除方法：改善润滑条件，使润滑油量充足。

（3）丝杠支承轴承可能破损。

排除方法：更换破损轴承。

（4）电动机与丝杠联轴器松动。

排除方法：拧紧联轴器锁紧螺钉。

（5）丝杠支承轴承的压盖压合情况不良。

排除方法：调整轴承压盖，使其压紧轴承端面外滚道。

数控机床主轴发热是什么原因这个是轴承摩擦引起的，天气热，速度快引起的，也有可能硬体有问题数控机床主轴无变速是什么原因要求故障原因: 电气变档讯号是否输出; 压力是否足够; 变档液压缸研损或卡死; 变档电磁阀卡死; 变档液压缸拨叉脱落; 变档液压缸窜油或内泄; 变档复合开关失灵.排除方法：维修人员检查处理; 检测并调整工作压力; 修去毛刺和研伤，清洗后重装; 检测并清洗电磁阀; 修复或更换密封圈﹑开关.数控机床主轴变速方式主要有无级变速、分段无级变速和内建电机变速等几种(1)定传动比的连线形式，无级变速在小型数控机床上，主电动机和主轴一般采用定传动比的连线形式，或是主电动机和主轴直接连线的形式，在使用定传动比传动时，为了降低噪声与振动.通常采用V形带或同步带传动。

在CNC铳削中，可能因切削刀具、刀柄、机床、工件或夹具的局限性而产生振动，会对加工精度、表面质量和加工效率产生一定的不良影响。

要减少切削振动，需要考虑相关的因素，以下做了全面的总结，供大家参考。

刚性差的夹具：1）评估切削力的方向，提供足够的支撑或改进夹具；2）通过减少切深外来降低切削力；3）选择具有更锋利切削刃的疏齿和不等齿距铳刀；4）选择具有小刀尖圆弧半径和小平行刃带的槽型；5）选择细晶粒无涂层刀片或薄涂层刀片；6）避免在工件受到的支撑不足以抵抗切削力的情况下进行加工。

轴向刚性差的工件D考虑使用具有正前角槽型的方肩铳刀（90。

主偏角）；2）选择具有L槽型的刀片；3）降低轴向切削力一一更小的切深、更小的刀尖圆弧半径和平行刃带；4）选择不等齿距疏齿铳刀；5）检查刀具磨损；6）检查刀柄跳动量；7）改进刀具夹紧情况。

刀具悬伸过长1）使悬伸最小；2）使用不等齿距疏齿铳刀；3）平衡径向和轴向切削力一一45。

主偏角、大刀尖圆弧半径或圆刀片铳刀；4）提高每齿进给；5）使用轻快切削刀片槽型；6）减小轴向切深；7）在精加工中采用逆铳；8）使用超过尺寸铳刀和采用CoromantCapt。

®接口的接杆;9）对于整体硬质合金立铳刀和可换头铳刀，尝试使用齿数更少或螺旋角更大的铳刀。

使用刚性差的主轴铳削方肩1）选择尽可能小直径的铳刀；2）选择具有锋利切削刃的轻快切削铳刀和刀片；3）尝试逆铳；4）检杳主轴变形量以查看是否处于机床的可接受范围内。

不稳定的工作台进给1）尝试逆铳；2）紧固机床进给机构：对于数控机床，调整进给螺钉；对于传统机床，调整锁紧螺钉或更换滚珠丝杠。

切削参数1）降低切削速度（k）；2）提高进给（G;3）改变切深（仇）。

稳定性差1）缩短悬伸；2）提高稳定性。

在拐角中产生振动以更低的进给率采用大编程圆角。

机械加工过程中机械振动的原因及对策分析机械振动在机械加工过程中是一种常见的现象，它由多种原因引起。

机械振动不仅会影响加工精度和加工质量，还会对机床和工具设备造成损坏，因此需要采取相应的对策来减小机械振动。

机械振动的原因可以归结为以下几点：1. 切削力导致的机械振动：在机械加工过程中，切削力是产生振动的主要原因之一。

加工过程中的突然切削力、不平衡切削力以及刀具的不良使用等都会导致机械振动的产生。

2. 构件的材质和形状对机械振动的影响：构件的材质和形状也会对机械振动产生一定的影响。

如果构件的刚度不够，容易产生共振现象，进而引起机械振动。

3. 机床刚度不足：机床刚度不足也是机械振动的原因之一。

如果机床的刚度不够，加工过程中的力量无法得到有效的传递，会引起机械振动现象。

针对机械振动的原因，可以采取以下对策来减小机械振动：1. 优化刀具的设计和选择：合理选择刀具并进行刀具的定期检查和更换，以保证刀具的质量和使用寿命。

还可以根据具体的加工需求，优化刀具的设计，减小切削力的大小。

2. 提高机床的刚度：增加机床的刚度，可以有效地减小机床振动。

可以采取增加机床整体重量、加强机械结构的刚度，以及增加机床的支撑点等方法来提高机床的刚度。

3. 选用减振材料：在机床的结构中采用减振材料，如橡胶减振垫、弹簧减振装置等，可以有效地减小机械振动。

4. 控制切削参数：合理调整切削参数，如切削速度、进给量和切削深度等，可以降低切削力的大小，进而减小机械振动。

5. 加强工件固定：在加工过程中，合理固定工件，以减小工件的共振现象，从而减小机械振动。

机械振动是机械加工过程中常见的问题，但通过优化刀具的设计和选择、提高机床的刚度、选用减振材料、控制切削参数以及加强工件的固定等措施，可以有效地减小机械振动的发生，提高加工精度和加工质量。

SINUMERIK 840D加工中心主轴故障的分析与处理摘要：由SINUMERIK 840D数控系统下的加工中心主轴在使用过程中出现以下异常：主轴空转时正常，但在换挡或带负载运转时，系统报警25201、21612、300504、300508错误。

本文针对该问题进行了各方面的分析与排查，最终异常报警得以消除。

关键字：840D、主轴、报警1.问题描述SINUMERIK 840D数控系统下的TH65100 125B/D型五轴加工中心在主轴空转时并无异常，但在换挡或带负载运转时，系统出现25201、21612、300504、300508报警错误。

该加工中心采用全闭环控制，NCU版本为571.3，各轴均由SIMODRIVE 611D交流伺服驱动控制，且各轴控制单元采用双轴控制。

2.硬件部分的分析判断报警号25201、21612内容的基本含义是“t通道%1轴%2轴进给时VDI信号驱动使能被复位”，与驱动部分的硬件有关。

而报警号300504、300508则表示“主轴电机测量系统零标记监控”，一般涉及到反馈信号弱、反馈回路受到电磁干扰、反馈回路硬件损坏等原因。

2.1 611D交流伺服驱动的判断首先，该机床各伺服轴均采用6SN1118-0DM23-0AA0型双轴模块控制，与主轴的控制模块一致，故对换控制模块再反复测试主轴运转，故障现象没有变化。

其次，用全新的同型号模块替换原有6SN1123-1AA00-0LA3主轴功率模块，重新测试，故障现象依然存在。

由此可以判定引发25201、21612两个报警的原因与系统控制及驱动模块无关。

2.2 主轴电机编码器及反馈电缆的判断反复核查编码器安装、反馈线缆及插头接口等硬件联接情况，故障现象不变。

因主轴电机为1PH7型电机，内部转子为笼式结构，没有磁极的区别，因而不需要相应的检测转子位置的信号。

ERN1381型主轴编码器也就没有C相和D相信号，更换时就不需重新调整。

用同型号的ERN1381主轴编码器进行替换后，发现故障现象没有变化。

加工中心常见15种故障与对策一、手轮故障原因：1、手轮轴选择开关接触不良2、手轮倍率选择开关接触不良3、手轮脉冲发生盘损坏4、手轮连接线折断解决对策：1、进入系统诊断观察轴选开关对应触点情况（连接线完好情况），如损坏更换开关即可解决2、进入系统诊断观察倍率开关对应触点情况（连接线完好情况），如损坏更换开关即可解决3、摘下脉冲盘测量电源是否正常，＋与A，＋与B之间阻值是否正常。

如损坏更换4、进入系统诊断观察各开关对应触点情况，再者测量轴选开关，倍率开关，脉冲盘之间连接线各触点与入进系统端子对应点间是否通断，如折断更换即可．二、XYZ轴及主轴箱体故障原因：1、YZ轴防护罩变形损坏2、YZ轴传动轴承损坏3、服参数与机械特性不匹配。

4、服电机与丝杆头连接变形，不同轴心5、柱内重锤上下导向导轨松动，偏位6、柱重锤链条与导轮磨损振动7、轴带轮与电机端带轮不平行8、主轴皮带损坏，变形解决对策：1、防护罩钣金还2、检测轴主，负定位轴承，判断那端轴承损坏，更换即可3、调整伺服参数与机械相互匹配。

（伺服增益，共振抑制，负载惯量）4、从新校正连结器位置，或更换连接5、校正导轨，上黄油润滑6、检测链条及导轮磨损情况，校正重锤平衡，上黄油润滑7、校正两带轮间平行度，动平衡仪校正8、检测皮带变形情况损坏严重更换，清洁皮带，调节皮带松紧度三、导轨油泵，切削油泵故障原因：1、导轨油泵油位不足2、导轨油泵油压阀损坏3、机床油路损坏4、导轨油泵泵心过滤网堵塞5、客户购买导轨油质量超标6、导轨油泵打油时间设置有误7、切削油泵过载电箱内断路器跳开8、切削油泵接头漏空气9、切削油泵单向阀损坏10、切削油泵电机线圈短路11、切削油泵电机向相反解决对策：1、注入导轨油即可2、检测油压阀是否压力不足，如损坏更换3、检测机床各轴油路是否通畅，折断，油排是否有损坏。

如损坏更换4、清洁油泵过滤网5、更换符合油泵要求合格导轨油6、从新设置正确打油时间7、检测导轨油泵是否完好后，从新复位短路8、寻找漏气处接头，从新连接后即可9、检测单向阀是否堵塞及损坏，如损坏更换10、检测电机线圈更换切削油泵电机11、校正切削油泵电机向，即可四、加工故障原因：1、XYZ轴反向间隙补偿不正确2、XYZ向主镶条松动3、XYZ轴承有损坏4、机身机械几何精度偏差5、主轴轴向及径向窜动6、系统伺服参数及加工参数调整不当7、客户编程程序有误8、XYZ轴丝杆，丝母磨损解决对策：1、千分表校正正确反向间隙2、调整各轴主镶条松紧情况，观测系统负载情况调整至最佳状态3、检测轴承情况，如损坏更换4、大理石角尺，球杆仪检测各项目几何精度，如偏差校正5、修复主轴内孔精度，主轴轴承窜动间隙，如不能修复更换6、调整伺服位置环，速度环增益，负载惯量比，加工精度系数，加减速时间常数7、优化，调整编程工艺8、借助激光干涉仪进行丝杆间隙补偿五、松刀故障故障原因：1、松刀电磁阀损坏2、主轴打刀缸损坏3、主轴弹片损坏4、主轴拉爪损坏5、客户气源不足。

轻型汽车技术2019(4-5)制造工艺及设备63制產工艺JS 设备加工中心电主轴的常见故障及维修汪王照李鑫刘家爽(南京汽车集团有限公司)摘 要:本文简述了加工中心电主轴的结构及功能作用，介绍了电主轴机械类和电气类的常见故障，同时指出了有些故障可自主维修，但主轴轴承故障等则不宜 自主维修，应由专业维修公司维修。

以Kessler DMS : 112.AM.4.FOS 型号电主轴为例，详述了自主维修的维修步骤及注意事项等。

关键词：加工中心 电主轴 常见故障 自主维修1引言电主轴(ElectricSpindle , Motor Spindle),顾名 思义就是将电机和主轴融为一体的组件，主要是 解决高转速、高精度、低噪音的难题。

随后为保证 以上要求的实现又会根据实际情况集成另外一些 辅助设施，如冷却装置、换刀装置、内冷装置、位置检测、温度检测等。

根据电机分类可以分为同步电机和异步电机，根据主轴分类可以分为机械主轴和静压主轴，根据速度又可以分为高速和低速,这 样从三个维度进行排列组合就可以组合成八种类型的电主轴；根据使用工况它们的结构也是各不相同。

I n皿图1电主轴结构示意图1-芯抽；2-前锁紧IB 摞母；3-前端盖；4-前端轴承；5-前轴承座；6-冷却液入口；7-转于；8-定于；9-冷却套；10-冷却液出口；11-外壳；12-后轴承■油封；13-后轴承•座；14-后端轴承；15-编码器渎写头；16-缸座；17-油虹组件；18-<i 锥；19-住爰传感器；20-后锁紧國蟀母；21-轴承内压盖；22-轴承外压盖；23-蝶形嘩簧；24-拉杆;25-次气环；26-夹爪;27-HSK 力桶；28-夬紧锥.64制造工艺及设备轻型汽车技术2019(4-5)在发动机生产企业,用于加工缸体、缸盖、曲轴等零件的加工中心电主轴，集成了伺服电机、主轴、换刀及夹紧装置、主轴冷却、刀具内冷、位置检测等。

速度和精度的要求都比较高，速度在5000-10000r/min,主轴精度都要求在微米级，包括端面跳动、内孔跳动、近端跳动、远端跳动、上母和侧母。

机械加工中机械振动的原因解析与应对机械加工中的振动是指在加工过程中机械设备出现的不规则摆动或颤动现象。

机械振动的原因包括以下几个方面：设备结构、不平衡、装配误差、松动和磨损、切削力、介质、自激振动等。

针对这些原因，我们需要采取相应的措施来应对机械振动，以保证加工质量和设备的正常运行。

设备结构是机械振动的一个重要原因。

设计和制造中应充分考虑结构的优化，减小设备的固有振动频率，增强刚度和稳定性。

合理的结构设计能够减少振动的产生和传播。

不平衡是机械振动的常见原因之一。

不平衡可以分为静不平衡和动不平衡两种。

静不平衡是指设备在静止状态下由于部件质量分布不均匀而导致的不平衡现象；动不平衡则是设备在运动状态下由于转子不平衡而引起的振动。

针对不平衡问题，我们可以通过动平衡调整和静平衡校正来解决。

动平衡调整是通过添加或去除适量的平衡块，使设备在运转时转子靠近平衡状态。

静平衡校正则是通过重心位移或样件加工去除杂质等方法来消除设备的静不平衡。

装配误差也是机械振动的一个常见原因。

当设备的组装间隙过大或过小，或者由于安装标准不正确而导致的装配误差，都会引起设备的振动。

为了解决装配误差带来的振动问题，我们应该严格按照技术标准进行设备的组装和安装，确保装配精度，避免装配误差的产生。

松动和磨损也会导致机械振动。

当设备的连接件松动或部件磨损严重时，会引起设备的振动。

为了解决这个问题，我们需要定期检查和维护设备，及时发现并修复松动和磨损的部件，确保设备的正常运行。

切削力也是机械振动的一个重要原因。

当设备在加工过程中承受切削力时，会产生振动。

为了降低切削力对设备的影响，可以采取一些措施，如合理选择加工参数，增加切削液的冷却和润滑效果，使用合适的刀具和切削液等。

在机械加工中，介质的振动也不可忽视。

当机械设备与介质接触时，会产生介质振动。

为了减小介质振动的影响，可以采取一些方法，如增加结构的隔振措施，使用减振材料等。

自激振动也是机械振动的一个重要原因。