1、铜仁职业技术学院毕业论文（设计）1NO.70 铜仁职业技术学院毕业论文（设计）题 目 加工中心928系统的常见故障及维修姓 名 邓 忠 明 系 部 机 电 工 程 系 专 业 数 控 技 术 班 级 073 高 职 数 控 指 导 教 师 姜 若 祥 职称 讲 师 日 期 学号： 07540026加工中心928系统的常见故障及维修2目录铜仁职业技术学院毕业论文（设计）3加工中心928系统的常见故障及维修邓忠明（073高数控）摘要：加工中心是机电一体化紧密结合的典范，是一个庞大的系统，涉及机、电、液、气、电子、光等各项技术，在运行使用中不可避免地要产生各种故障，关键的问题是如何迅速诊断，确定故障
2、部位，并及时排除解决，保证正常使用，提高生产效率。关 键 词:加工中心 故障分析 维修前言现代加工中心虽然都具有丰富故障自诊断功能，一般情况下加工中心数控系统发生故障都有报警信息提示，但加工中心机械系统故障大部分都以综合故障形式出现，既无报警信息提示有时又很难区分是机械、电气、液压（气压）故障还是 CNC 系统的故障。维修人员应具有多学科的知识和综合判断能力，积累丰富的维修实践和经验.。维修人员在弄清加工中心部件装配图、液（气）压原理图、PLC 梯形图、开关（限位开关、接近开关、压力开关）分布位置图等图样资料的基础上，结合具体零件的加工工艺和程序，搞懂各运动部件的动作原理和控制流程，仔细观察故
3、障现象，灵活运用多学科的知识全面分析故障机理，本着先外围后内部、先软件后硬件、先机械后电气的原则由易到难地缩小故障范围最终锁定故障原因，并根据本企业的技术实力，拟定切实可行的检修方案和维修工艺。对于经常性的故障，要深究故障原因，探索失效规律，提出设备改进措施或设备结构改进方案。一、主轴部件的拉杆钢球损坏1.1 故障现象。某立式加工中心主轴内刀具自动夹紧机构的拉杆钢球和刀柄拉紧螺钉尾部锥面经常损坏。1.2 故障分析。检查发现，主轴松刀动作与机械手拔刀动作不协调。这是因为限位开关挡铁装在气液增压缸的气缸尾部，虽然气缸活塞动作到位，增压缸活塞动作却没有到位，致使机械手在刀柄还没有完全松开的情况下强行
4、拔刀，损坏拉杆钢球及拉紧螺钉。1.3 故障处理。清洗增压油缸，更换密封环，给增压油缸注油，气压调整至 0.50.8MPa，试用后故障消失。1.4 改进措施：1.4.1 定期检查并清洁气液增压油缸，监测刀具自动夹紧机构各部分的运行状况，及时消除故障隐患；1.4.2 定期检查调整气压和液压系统压力，检验液压油质，如氧化变质应及时更换。主轴系统常见故障由于使用主轴伺服调速电机，加工中心主轴箱结构大为简化，与普通机床主轴箱结构部件相比，加工中心主轴箱部件多了刀具的自动夹紧和切屑清除装置、主轴准停装置，主轴采用高精度轴承和专用的润滑系统。加工中心928系统的常见故障及维修41） 故障现象：我公司 HF4
5、-2 型龙门式加工中心加工时发现镗孔精度下降，圆度超差，直角铣头发热，噪声较大。2 故障分析：首先观察机床主轴定心锥孔和镗刀杆，发现加工中心以前多次换刀过程中拔、插刀失误，主轴定心锥面有轻微损伤，用手拨动主轴，主轴转动转动阻力较小，与日本生产厂家联系，厂家声称要派人来更换主轴部件。考虑到境外来人更换主轴费用高昂周期长，而主轴是按照高刚度进行设计的，只要修理后能够满足生产需要无需更换主轴。经过把主轴拆卸后仔细检查，故障原因有 4 点：（1）主轴轴承润滑脂内混有粉尘和水分，因为该加工中心切屑液有轻微泄露造成主轴润滑不良使主轴发热和噪声。（2）主轴定位锥孔表面有少许碰伤，主轴锥孔与刀具锥面配合不良，
6、出现轻微偏心。（3）主轴前轴承预紧力下降，轴承游隙变大。（4）主轴自动夹紧机构中的部分蝶形弹簧疲劳失效，刀具未被完全拉紧，出现少许窜动。3 处理：更换主轴前端轴承及润滑脂，重调轴承游隙，轴向游隙为 0.003 径向游隙为 0.004。在本市制作简易研具手工研磨主轴锥孔定位面，用涂色法检查，保证锥孔面与刀具锥柄接触面积大于 85%，更换蝶形簧。将修好的主轴装回主轴箱，用千分表检查主轴径向跳动，近端小于 0.004m,远端 300 毫米处小于0.01mm。试加工，主轴温升及噪音正常，加工精度满足工艺要求，故障排除。4 改进措施: (1)随时检查主轴锥孔 、刀柄的清洁和配合状况 ,检查空气干燥器工作
7、是否正常。 (2)合理安排数控加工工艺,避免材料切除率陡变。 (3) 加工中心严禁超负荷运行,有故障必须及时报修,不得带“病 ”运行。三主轴部件的定位键损坏3.1 故障现象。某立式加工中心换刀时冲击响声大，主轴前端拨动刀柄旋转的定位键局部变形。3.2 故障分析。响声主要出现在机械手插刀阶段，故障初步确定为主轴准停位置误差和换刀参考点漂移。主轴换刀参考点接近开关的安装位置同样有松动现象，使换刀参考点微量下移，刀柄插人主轴锥孔时锥面直接撞击主轴定心锥孔，产生异响。3.3 故障处理。调整霍尔元件的安装位置后拧紧并加防松胶。重新调整主轴换刀参考点接近开关的安装位置，更换主轴前端的定位键，故障消失。3.
8、4 改进措施定期检查清洁主轴准停装置和主轴换刀参考点定位装置，注意观察刀柄插入主轴锥孔时的状态，及时消除故障隐患。 四、928TA 系统下的刀架换刀时出现 E38 报警故障原因及处理4.、刀架的刀降时间设置过短 调整系统参数，增加刀降时间。4.、执行刀补时系统出错，编程格式不正确 在程序中，不要将 T 指令与 G0 指令编于同一程序段中。 五.Y 轴运动中断5.1 故障现象某 CINCINNATI 立式加工中心，Y 轴运动到某点后中断。5.2 故障分析。经检查，Y 轴断路器跳闸，复位后 Y 轴仍不能运动。初步确定为 Y 轴卡死或伺服驱动系统故障。首先检查 Y 向滑座导轨及镶条间隙，无问题。断电
9、后用手不能转动 Y 轴滚珠丝杆螺母机构，确认系因日常维护保养不当，致使 Y 轴丝杆螺母卡死。5.3 故障处理。取出 Y 轴滚珠丝杆螺母副，找一合适的钳台夹紧，将锁铜仁职业技术学院毕业论文（设计）5紧螺母退松，用手转动滚珠丝杆。彻底清洗后重装并调整丝杆螺母副的预紧力。预紧力一般为最大载荷的 1/3，是靠测量预紧后增加的摩擦力矩来换算的。将滚珠丝杆螺母副装回加工中心，检查并调整丝杆两端向心推力组合轴承的预紧力，用手转动滚珠丝杆的松紧程度以初定预紧力大小，重新调整滑座导轨及镶条间隙。试车后故障排除。5.4 改进措施：5.4.1 及时、彻底清理加工中心各部分的切屑，防止灰尘或切屑进入滚珠丝杆螺母副；5
10、.4.2 工作中应避免碰击滚珠丝杆螺母副防护装置，防护装置一旦损坏应立即更换；5.4.3 每半年清除一次滚珠丝杆上旧的润滑脂，涂上新的润滑脂。六、 X、Y 两轴插补加工圆台（或内孔）时，圆度误差超差6.1 故障现象。某 CINCINNATI 立式加工中心 X、Y 两轴联动加工圆台时误差大，工件圆台在过象限处有一较明显的起伏。6.2 故障分析。初步判断是 X、Y 轴的定位精度差或是 X、Y 轴有关位置补偿参数变化。调出 CNC 系统 X、Y 轴位置补偿参数检查，均在要求范围。在 JOG 模式下低速转动 Y 轴，用千分表检查，发现 Y 轴轴向窜动达 0.2mm。检查 Y 轴进给传动链前、后支承座，
11、丝杆电机支架及电机轴承无异常，丝杆轴承座内轴承游隙及预紧正常，但轴承座压盖轻微松动。6.3 故障处理。调整丝杆轴承座压盖，使其压紧轴承外圈端面，拧紧锁紧螺母。重新检测 Y 轴轴向窜动，小于 0.005mm。重装后试加工，故障排除。6.4 改进措施：加强进给传动链的日常检查维护，及时紧固松动部位；通过对加工零件的检测，及时对进给传动链进行调整；每年应检查一次进给传动链的反向间隙和丝杆螺距误差并及时补偿，作出详细记录存档。七、ATC 装置常见故障加工中心刀具自动交换 (ATC 过程比较复杂 ,涉)及的部件有机械的、液压的、电气的 ,且在工作中运动频繁 ,故障点较多 ,故障的发生率较高。故障大多出现
12、在检测元件上 ,需通过运动部件动作控制流程的综合分析来判断故障 ,对此要有足够重视 。7.1 刀具插入主轴锥孔未夹紧7.1.1: 某型号 龙门加工中心 ,使用中发现主轴拉刀松动。7.1.2: 1 形弹簧变形或失效 。 加工中心928系统的常见故障及维修62 )刀柄尾拉紧螺钉松动。首先检查刀尾拉紧螺钉 ,发现拉紧螺钉与刀柄的螺纹联接松动退丝 ,拉紧螺钉后退了约一个螺距。再检查碟形弹簧 ,碟形弹簧未失效 。3)故障处理: 调整刀柄尾拉紧螺钉在刀柄的轴向位置并加装锁紧螺母 ,故障排除 。4 )改进措施: 在刀柄尾拉紧螺钉和刀柄间加装锁紧螺母 。7.2 刀具交换过程噪声较大7.2.1 经检查 ,机械手
13、拔、插刀过程速度过快 ,缺少缓冲过程 , 产生较大的撞击声 。该机械手的拔 、插刀运动由液压油缸驱动 ,导致液压油缸活塞速度过快的可能原因主要有 : (1)液压油氧化变质。 (2 )液流螺钉松动 。首先检查液压系统冷却器 ,发现冷却器周围堆积了很多灰尘 ,导致冷却器制冷效率低 ,油温升高 ,调速阀节流效果差 ,机械手拔、插刀过程速度变快而液压油质无变质 ,调速阀节流螺钉未松动 。7.2.2 分别调节机械手拔、插刀油路的调速阀 ,使拔 、插刀度和机械手转向速度合适。为了减小拔、插刀过程的冲击 ,分别调节拔 、插刀油缸两端的节流螺钉 ,增加油缸行程末端的缓冲行程。调节完毕后重新试车 ,故障排除。改
14、进措施 : (1)严格执行液压系统定期调整 、清洗、过滤和更换制度，确保液压系统压力、流量、流速稳定。（2）每月定期清扫液压系统冷却器和冷却风扇上的灰尘。随时观察冷却器工作情况，严格控制液压系统温升。八、主轴立即转动或主轴转动不能停止故障原因及处理8.1 交流接触器或直流继电器损坏，长时间吸合，无法控制 更换交流接触器或直流继电器 8.2 统内部 IC2803 击穿 更换 IC2803 或系统主板 8.3 机床长时间工作，系统产生过热，使复位芯片损坏或不稳定 更换复位芯片或更换主板 928TC 为 809IC，980T 为 810IC 损坏 8.4 电源盒故障，电源盒电压无输出 928TC、9
15、80T 检查电源盒电压的 +5V、+24V；928TA 检查电源盒电压的+5V 、+12V、+24V、12V 是否正常，若是异常则需将电源盒送厂维修8.5 外接器件短路造成电压偏低 检查各电路是否存在短路，排除短路铜仁职业技术学院毕业论文（设计）7九 结束语1 )加工中心的机械故障可通过精心检修得以修复 ,但对于一些经常性的多发故障 ,反映了加工中心可靠性的薄弱环节 ,要考虑从加工中心的设计 、制造、装过程采取改进措施 ,提高加工中心可靠性和可维修性 。2 )加工中心维修实践的统计与分析都表明 ,加工中心可靠性差的主要根源是外购、外协件质量和总装调试问题 。因此 ,实施积极的全球采购策略 ,按
16、全球一流的质量标准选购关键配套件 ,强化机床出厂前的装配 、调试和试运行 ,是提高加工中心可靠性 ,减少故障停机次数和故障修理时间的更为有效的举措。加工中心928系统的常见故障及维修8参考文献1丁景祥浅.谈自动控制设备系统维修技术J.西部探矿工程,2003,(12).2张路霞,李大庆,王晓伟.基于 FANUC 的数控机床故障自诊断J.水利电力机械,2007,(11)3李绪成 立式加工中心故障模式及影响分析 期刊论文 -现代制造工程2002(03)铜仁职业技术学院毕业论文（设计）9致谢词本论文是在我的导师姜若祥讲师的亲切关怀和悉心指导下完成的。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，姜老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。三年多来，不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，在此谨向老师们致以诚挚的谢意和崇高的敬意。还要感谢在一起愉快的度过大学生活的同学们，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成。特别感谢我的指导教师，他对本课题做了不少工作，给予我不少的帮助。将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母，谢谢你们!
