加工中心主轴部件常见故障及解决方法

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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) 12-0196-01

VF-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。经过检查参数变换正常,并且报警记录中没有131报警,因此说明气缸感应开关没有问题。4.既然感应开关没有问题,那么需要检查主轴精度。将主轴检棒装到主轴上,用千分表进行精度主轴检测。主轴锥孔圆跳动0.002mm,检棒根部圆跳动0.002mm,此两项精度表明主轴轴承没有问题。而在离主轴端面250mm处,检测到的检棒圆跳动为0.06-0.08mm,反映出主轴拉杆可能产生问题。为了进一步确认,将一镗刀柄装到主轴上 ,将千分表压到镗刀柄上。用手一推一拉,观察千分表变化情龙源期刊网

加工中心电主轴结构分析及典型故障修理

摘要：叙述 SAJO10000 加工中心电主轴的机械及电气结构，分析各组成部分和功用，列举两个维修实例。

关键词：电主轴；结构；故障维修

0 引言

SAJO10000 加工中心为瑞典萨耀公司生产的 5 轴联动加工中心，机床的精度及自动化程度高，机床尺寸大，工作台尺寸1000×1000，各轴行程：X=1600，Y=1500，Z=1750，A=0°~110°，B=0°~360°。该设备使用方便，加工能力强。特别是它的主轴为电主轴，即主电机的转子即为机床的主轴，是目前较为先进的一种主轴结构。电主轴机械电器结构复杂，精度非常高，其电器控制能力技术含量高，主轴可实现 0~6000 r/min 的无级调速，其转速控制非常精确，可实现轴联动攻丝、加工高精度螺纹等作业。

1、加工中心电主轴结构

SAJO10000 加工中心电主轴的结构主要由转子和定子两大部分组成（图 1）。

图1 SAJO10000 加工中心电主轴结构

1.1 转子

转子部分包括：刀具碟簧拉紧部件，刀具松开液压油缸部件，主轴内锥空气清洁装置，刀具的内部冷却供水装置等。

（1）刀具碟簧拉紧部件。刀具碟簧拉紧部分的作用是将主轴上的刀具牢牢固定在主轴锥孔上，由数组碟簧通过预紧螺母及拉杆带动 1 个可伸缩的 4 爪拉紧钩，钩住刀具尾锥后部的拉钉，使刀具紧紧固定在主轴上。刀具拉紧力可通过调整碟簧拉杆后面的预紧螺母来实现，拉紧力的调整要适当，过松刀具易松动，过紧碟簧易损坏。

（2）刀具松开液压油缸部件。刀具松开液压油缸部件是用来反向推动碟簧使刀具与主轴分离，此液压缸体积小，工作油压较高，达到 15 MPa，对油缸的质量要求较高。

（3）主轴内锥空气清洁装置。主轴内锥空气清洁装置的作用是在主轴换刀的同时从主轴内部吹出压缩空气，清洁主轴内锥面，保证刀具定位准确、拉紧可靠。压缩空气的吹出由安装于刀具松开液压油缸上部的组合式液气控制阀来控制。 （4）刀具的内部冷却供水装置。刀具的内部冷却供水装置专用于主轴内冷结构的设备，其刀具的中心部位开有冷却液通路，主轴内部的冷却液通过此通路直接喷淋到刀具与零件的接触面，达到极佳的冷却效果。加工中可以采用较高的主轴转速和较大的进给量，大大提高生产率。主轴中心部位的冷却液也是通过刀具松开液压油缸上部的组合式液气控制阀来控制实现。

浅谈数控机床主轴部件故障诊断与维修

数控机床是目前机械制造业中普遍采用的加工设备，数控机床在运行过程中，机械零部件受到冲击、磨损、高温、腐蚀等多种工作应力的作用，运行状态不断变化，一旦发生故障，往往会导致不良后果。必须在机床运行过程中或不拆卸全部设备的情况下，对机床的运行状态进行定量测定，判断机床的异常及故障的部位和原因。

标签： 数控机床机械结构主轴部件故障诊断

一、引言

由于计算机、自动控制、信息处理、传感器、动力元件等技术的飞速发展，以及为适应高生产率的需要，数控机床的机械结构已从初期对通用机床局部结构的改进，逐步发展到形成数控机床的独特机械结构，在功能和性能上较普通机床都有很大的增强和提高。数控机床在运行过程中，机械零部件受到冲击、磨损、高温、腐蚀等多种工作应力的作用，运行状态不断变化，一旦发生故障，往往会导致不良后果。因此，必须在机床运行过程中或不拆卸全部设备的情况下，对机床的运行状态进行定量测定，判断机床的异常及故障的部位和原因，并预测机床未来的状态，从而大大提高机床运行的可靠性，进一步提高机床的利用率。本文主要探讨数控机床主轴部件常见的一些故障及其诊断。

二、主传动系统中主轴部件的结构和维护

1.主轴部件的结构

主轴部件是机床的关键部件，它包括主轴的支承、安装在主轴上的传动零件等。主轴部件的结构及工作性能直接影响被加工零件精度、加工质量和生产率以及刀具的寿命。无论哪种机床的主轴部件都应能满足下述几个方面的要求：主轴的回转精度，主轴部件的结构刚度和抗震性，运转温度和热稳定性，以及部件的耐磨性和精度保持性等。对于数控机床尤其是自动换刀数控机床，为了实现刀具在主轴上的自动装卸与夹持，还必须有刀具的自动夹紧装置、主轴准停装置和主轴孔的清理装置等结构。

2.主轴部件的维护

（1）主轴的润滑

为了保证主轴有良好的润滑，减少摩擦发热，同时又能把主轴组件的热量带走，通常采用循环式润滑系统。用液压泵供油强力润滑，在油箱中使用油温控制器控制油液温度。近年来有些数控机床主轴轴承采用高级油脂封放方式潤滑，每加一次油脂可以使用7～10年，这简化了结构，降低了成本且维护简单。在使用中需防止润滑油和油脂润滑混合，因此通常用迷宫式密封方式。为了适应主轴转

机床加工中心的常见故障与排除

机床加工中心作为一种高效、高精度的加工设备，广泛应用于工业生产中。然而，由于长时间的使用或操作不当，机床加工中心也会遇到一些故障问题，影响其正常工作。本文将介绍机床加工中心常见的故障，并提供相应的排除方法。

一、电气故障

1. 电机无法启动

- 检查电源线路是否正常连接；

- 检查电机线路是否短路或断路；

- 检查电机过载保护装置是否触发，若触发应及时复位或更换保险丝。

2. 伺服系统异常

- 检查伺服电机与驱动器的连接是否良好；

- 检查伺服驱动器参数设置是否正确；

- 检查伺服电机与驱动器之间的反馈装置是否损坏。

3. 控制系统故障

- 检查控制系统的电源和信号线路是否正常；

- 检查控制系统中的传感器和开关是否故障； - 若控制系统出现软件故障，可尝试重启或重新安装控制软件。

二、液压故障

1. 液压系统漏油

- 检查液压管路连接处是否松动，若有松动应及时紧固；

- 检查液压缸密封件是否老化或破损，如有问题应及时更换；

- 检查液压系统中的油封是否泄漏，若泄漏应更换油封。

2. 液压系统压力异常

- 检查液压泵是否正常工作，若不正常应及时修理或更换；

- 检查液压系统中的溢流阀是否故障，如有问题应修理或更换；

- 检查液压缸的工作行程是否正常，若不正常应调整液压缸的行程。

三、机械故障

1. 导轨、滑块卡滞

- 清洁导轨和滑块表面的污垢，确保其光滑；

- 检查导轨和滑块的润滑系统是否正常；

- 如有需要，可考虑更换磨损严重的导轨或滑块。

2. 主轴异响或振动

- 检查主轴箱内的润滑油是否充足，若不足应及时添加； - 检查主轴和主轴箱是否磨损或搭扣，如有问题应修理或更换；

- 检查主轴的动平衡是否合格，如不合格应进行动平衡校正。

3. 机床加工精度下降