数控机床004gfka

烟台工程程职业技技术学院院数控技术术系系数控设设备应用用与维护护专业 083302 级毕业设计计（论文文）题 目目:数控控机床主主轴部件件及其维维护维修修姓名潘光光杰 学号22008808000688指导教师师（签名名）二一年十月十二日烟台工程程职业技技术学院院毕业设设计（论论文)诚 信 承 诺诺 书本人慎重重承诺：我所撰写写的设计计（论文文） 数控机机床主轴轴部件及及其维护护维修 是在在老师的的指导下下自主完完成，没没有剽窃窃或抄袭袭他人的的论文或或成果。如如有剽窃窃、抄袭袭，本人人愿意为为由此引引起的后后果承担担相应责责任。毕业论文文（设计计）的研研究成果果归属学学校所有有。 学生(签名)年 月月 日日摘要随着电子子技术和和自动化化技术的的发展，数控技技术的应应用越来来越广泛泛。数控控机床的的主轴技技术也是是相当的的重要，但但往往也也会出现现故障,外此给给操作人人员带来来便,为为了发挥挥数控机机床的使使用效率率,本文文中介绍绍了数控控机床主主轴常见见的故障障及对它它的故障障分析和和解决的的方法,结合原原理图来来加以说说明。关键词： 数控控技术，主主轴结构构，故障障诊断。目 录第一章 数控系系统与数数控机床床技术发发展趋势势551.1 数控系系统发展展趋势 55第二章 数控机机床主轴轴结构 82.1高高速加工工对机床床主轴的的要求 82.2 主轴的的结构设设计 88第三章 数控机机床主轴轴的故障障分析与与维修 110第四章 数控机机床运行行中主轴轴的异常常及案例例 1144.1主主轴发热热现象 1444.2主主轴出现现异常噪噪音或振振动 1444.3切切削时主主轴出现现停转或或旋转不不稳现象象 155结论155参考文献献 166第一章 数控控系统与与数控机机床技术术发展趋趋势1.1数数控系统统发展趋势势从19552年美美国麻省省理工学学院研制制出第一一台试验验性数控控系统，到到现在已已走过了了半个世世纪历程程。随着着电子技技术和控控制技术术的飞速速发展，当当今的数数控系统统功能已已经非常常强大，与与此同时时加工技技术以及及一些其其他相关关技术的的发展对对数控系系统的发发展和进进步提出出了新的的要求。 1.1.1 数控系系统向开开放式体体系结构构发展 20世纪纪90年年代以来来，由于于计算机机技术的的飞速发发展，推推动数控控技术更更快的更更新换代代。世界界上许多多数控系系统生产产厂家利利用PCC机丰富富的软、硬硬件资源源开发开开放式体体系结构构的新一一代数控控系统。开开放式体体系结构构使数控控系统有有更好的的通用性性、柔性性、适应应性、可可扩展性性，并可可以较容容易的实实现智能能化、网网络化。近近几年许许多国家家纷纷研研究开发发这种系系统，如如美国科科学制造造中心(NCMMS)与与空军共共同领导导的“下一代代工作站站/机床床控制器器体系结结构”NGCC，欧共共体的“自动化化系统中中开放式式体系结结构”OSAACA，日日本的OOSECC计划等等。开放放式体系系结构可可以大量量采用通通用微机机技术，使使编程、操操作以及及技术升升级和更更新变得得更加简简单快捷捷。开放放式体系系结构的的新一代代数控系系统，其其硬件、软软件和总总线规范范都是对对外开放放的，数数控系统统制造商商和用户户可以根根据这些些开放的的资源进进行的系系统集成成，同时时它也为为用户根根据实际际需要灵灵活配置置数控系系统带来来极大方方便，促促进了数数控系统统多档次次、多品品种的开开发和广广泛应用用，开发发生产周周期大大大缩短。同同时，这这种数控控系统可可随CPPU升级级而升级级，而结结构可以以保持不不变。 1.1.2 数控系系统向软软数控方方向发展展 现在，实实际用于于工业现现场的数数控系统统主要有有以下四四种类型型，分别别代表了了数控技技术的不不同发展展阶段，对对不同类类型的数数控系统统进行分分析后发发现，数数控系统统不但从从封闭体体系结构构向开放放体系结结构发展展，而且且正在从从硬数控控向软数数控方向向发展的的趋势。 传统数数控系统统，如FFANUUC 00系统、MMITSSUBIISHII M550系统统、SIINUMMERIIK 8810MM/T/G系统统等。这这是一种种专用的的封闭体体系结构构的数控控系统。目目前，这这类系统统还是占占领了制制造业的的大部分分市场。但但由于开开放体系系结构数数控系统统的发展展，传统统数控系系统的市市场正在在受到挑挑战，已已逐渐减减小。 “PC嵌嵌入NCC”结构的的开放式式数控系系统，如如FANNUC118i、116i系系统、SSINUUMERRIK8840DD系统、NNum110600系统、AAB 99/3660等数数控系统统。这是是一些数数控系统统制造商商将多年年来积累累的数控控软件技技术和当当今计算算机丰富富的软件件资源相相结合开开发的产产品。它它具有一一定的开开放性，但但由于它它的NCC部分仍仍然是传传统的数数控系统统，用户户无法介介入数控控系统的的核心。这这类系统统结构复复杂、功功能强大大，价格格昂贵。 “NC嵌嵌入PCC”结构的的开放式式数控系系统它它由开放放体系结结构运动动控制卡卡和PCC机共同同构成。这这种运动动控制卡卡通常选选用高速速DSPP作为CCPU，具具有很强强的运动动控制和和PLCC控制能能力。它它本身就就是一个个数控系系统，可可以单独独使用。它它开放的的函数库库供用户户在WIINDOOWS平平台下自自行开发发构造所所需的控控制系统统。因而而这种开开放结构构运动控控制卡被被广泛应应用于制制造业自自动化控控制各个个领域。如如美国DDeltta TTau公公司用PPMACC多轴运运动控制制卡构造造的PMMAC-NC数数控系统统、日本本MAZZAK公公司用三三菱电机机的MEELDAASMAAGICC 644构造的的MAZZATRROL 6400 CNNC等。SOFTT型开放放式数控控系统这是一一种最新新开放体体系结构构的数控控系统。它它提供给给用户最最大的选选择和灵灵活性，它它的CNNC软件件全部装装在计算算机中，而而硬件部部分仅是是计算机机与伺服服驱动和和外部II/O之之间的标标准化通通用接口口。就像像计算机机中可以以安装各各种品牌牌的声卡卡和相应应的驱动动程序一一样。用用户可以以在WIINDOOWS NT平平台上，利利用开放放的CNNC内核核，开发发所需的的各种功功能，构构成各种种类型的的高性能能数控系系统，与与前几种种数控系系统相比比，SOOFT型型开放式式数控系系统具有有最高的的性能价价格比，因因而最有有生命力力。通过过软件智智能替代代复杂的的硬件，正正在成为为当代数数控系统统发展的的重要趋趋势。其其典型产产品有美美国MDDSI公公司的OOpenn CNNC、德德国Poowerr Auutommatiion公公司的PPA80000 NT等等。1.1.3 数控系系统控制制性能向向智能化化方向发发展 智能化是是21世世纪制造造技术发发展的一一个大方方向。随随着人工工智能在在计算机机领域的的渗透和和发展，数数控系统统引入了了自适应应控制、模模糊系统统和神经经网络的的控制机机理，不不但具有有自动编编程、前前馈控制制、模糊糊控制、学学习控制制、自适适应控制制、工艺艺参数自自动生成成、三维维刀具补补偿、运运动参数数动态补补偿等功功能，而而且人机机界面极极为友好好，并具具有故障障诊断专专家系统统使自诊诊断和故故障监控控功能更更趋完善善。伺服服系统智智能化的的主轴交交流驱动动和智能能化进给给伺服装装置，能能自动识识别负载载并自动动优化调调整参数数。 世世界上正正在进行行研究的的智能化化切削加加工系统统很多，其其中日本本智能化化数控装装置研究究会针对对钻削的的智能加加工方案案具有代代表性。1.1.4 数控系系统向网网络化方方向发展展数控系统统的网络络化，主主要指数数控系统统与外部部的其它它控制系系统或上上位计算算机进行行网络连连接和网网络控制制。数控控系统一一般首先先面向生生产现场场和企业业内部的的局域网网，然后后再经由由因特网网通向企企业外部部，这就就是所谓谓Intternnet/Inttrannet技技术。 随着网网络技术术的成熟熟和发展展，最近近业界又又提出了了数字制制造的概概念。数数字制造造，又称称“e-制制造”，是机机械制造造企业现现代化的的标志之之一，也也是国际际先进机机床制造造商当今今标准配配置的供供货方式式。随着着信息化化技术的的大量采采用，越越来越多多的国内内用户在在进口数数控机床床时要求求具有远远程通讯讯服务等等功能。 数控系系统的网网络化进进一步促促进了柔柔性自动动化制造造技术的的发展，现现代柔性性制造系系统从点点(数控控单机、加加工中心心和数控控复合加加工机床床)、线线(FMMC、FFMS、FFTL、FFML)向面(工段车车间独立立制造岛岛、FAA)、体体(CIIMS、分分布式网网络集成成制造系系统)的的方向发发展。柔柔性自动动化技术术以易于于联网和和集成为为目标，同同时注重重加强单单元技术术的开拓拓、完善善，数控控机床及及其构成成柔性制制造系统统能方便便地与CCAD、CAMM、CAAPP、MMTS联联结，向向信息集集成方向向发展，网网络系统统向开放放、集成成和智能能化方向向发展。1.1.5 数控系系统向高高可靠性性方向发发展随着数控控机床网网络化应应用的日日趋广泛泛，数控控系统的的高可靠靠性已经经成为数数控系统统制造商商追求的的目标。对对于每天天工作两两班的无无人工厂厂而言，如如果要求求在166小时内内连续正正常工作作，无故故障率在在P(tt)999%以以上，则则数控机机床的平平均无故故障运行行时间MMTBFF就必须须大于330000小时。我我们只对对某一台台数控机机床而言言，如主主机与数数控系统统的失效效率之比比为100:1(数控的的可靠比比主机高高一个数数量级)。此时时数控系系统的MMTBFF就要大大于3333333.3小小时，而而其中的的数控装装置、主主轴及驱驱动等的的MTBBF就必必须大于于10万万小时。如如果对整整条生产产线而言言，可靠靠性要求求还要更更高。当前国外外数控装装置的MMTBFF值已达达60000小时时以上，驱驱动装置置达3000000小时以以上，但但是，可可以看到到距理想想的目标标还有差差距。1.1.6 数控系系统向复复合化方方向发展展在零件加加工过程程中有大大量的无无用时间间消耗在在工件搬搬运、上上下料、安安装调整整、换刀刀和主轴轴的升、降降速上，为为了尽可可能降低低这些无无用时间间，人们们希望将将不同的的加工功功能整合合在同一一台机床床上，因因此，复复合功能能的机床床成为近近年来发发展很快快的机种种。柔性制造造范畴的的机床复复合加工工概念是是指将工工件一次次装夹后后，机床床便能按按照数控控加工程程序，自自动进行行同一类类工艺方方法或不不同类工工艺方法法的多工工序加工工，以完完成一个个复杂形形状零件件的主要要乃至全全部车、铣铣、钻、镗镗、磨、攻攻丝、铰铰孔和扩扩孔等多多种加工工工序。普通的数数控系统统软件针针对不同同类型的的机床使使用不同同的软件件版本，比比如Siiemeens的的8100M系统统和8002D系系统就有有车床版版本和铣铣床版本本之分。复复合化的的要求促促使数控控系统功功能的整整合。目目前，主主流的数数控系统统开发商商都能提提供高性性能的复复合机床床数控系系统。1.1.7 数控系系统向多多轴联动动化方向向发展由于在加加工自由由曲面时时，3轴轴联动控控制的机机床无法法避免切切速接近近于零的的球头铣铣刀端部部参与切切削，进进而对工工件的加加工质量量造成破破坏性影影响，而而5轴联联动控制制对球头头铣刀的的数控编编程比较较简单，并并且能使使球头铣铣刀在铣铣削3维维曲面的的过程中中始终保保持合理理的切速速，从而而显着改改善加工工表面的的粗糙度度和大幅幅度提高高加工效效率，因因此，各各大系统统开发商商不遗余余力地开开发5轴轴、6轴轴联动数数控系统统，随着着5轴联联动数控控系统和和编程软软件的成成熟和日日益普及及，5轴轴联动控控制的加加工中心心和数控控铣床已已经成为为当前的的一个开开发热点点。 最近，国国外主要要的系统统开发商商在6轴轴联动控控制系统统的研究究上已经经取得和和很大进进展，在在6轴联联动加工工中心上上可以使使用非旋旋转刀具具加工任任意形状状的三维维曲面，且且切深可可以很薄薄，但加加工效率率太低一一时尚难难实用化化。 电子技术术、信息息技术、网网络技术术、模糊糊控制技技术的发发展使新新一代数数控系统统技术水水平大大大提高，促促进了数数控机床床产业的的蓬勃发发展，也也促进了了现代制制造技术术的快速速发展。数数控机床床性能在在高速度度、高精精度、高高可靠性性和复合合化、网网络化、智智能化、柔柔性化、绿绿色化方方面取得得了长足足的进步步。现代代制造业业正在迎迎来一场场新的技技术革命命1。第二章 数控机机床主轴轴结构2.1 高速加加工对机机床主轴轴的要求求 高速加工工对机床床主轴系系统不仅仅要求转转速高，输输出的扭扭矩和功功率要大大，还要要求具有有较高的的主轴回回转精度度和在高高速运转转中保持持具有良良好的刚刚度、抗抗震性及及热稳定定性。目目前，国国际上工工业发达达国家生生产的高高速加工工中心主主轴最高高转速高高达200000010000000r/minn，国内内中小型型加工中中心、数数控铣床床的主轴轴最高转转速也达达40000660000r/mmin 。实际际应用中中主要有有两类高高速主轴轴：一类类是具有有零传动动的高速速电主轴轴，这类类主轴因因采用电电机和机机床主轴轴一体化化的结构构，并经经过精确确的动平平衡校正正，因此此具有良良好的回回转精度度和稳定定性，但但对输出出的扭矩矩和功率率有所限限制；另另一类是是以变频频主轴电电机与机机械变速速机构相相结合的的主轴，这这类主轴轴输出的的扭矩和和功率要要大得多多，但相相对来说说回转精精度和平平稳性要要差一点点，因此此对于这这类主轴轴来说，如如何正确确地设计计机床主主轴及其其组件对对机床加加工精度度的影响响是至关关重要的的。2.2 主轴的的结构设设计2.2.1 主轴轴轴承 主轴轴轴承的的选择：鉴于加加工中心心和高速速数控铣铣床的大大负荷、高高转速和和高精密密的要求求，普通通的主轴轴双联轴轴承结构构已满足足不了要要求现在在对于高高速加工工中心和和数控铣铣床，大大多采用用角接触触轴承组组合设计计。因为为角接触触轴承可可以同时时承受径径向和一一个方向向的轴向向载荷，允允许的极极限转速速较高。如图 22 所示示，采用用两个角角接触球球轴承背背靠背组组配，使使支承点点 A 、 BB 两点点向外扩扩展，缩缩短了主主轴头部部的悬伸伸，大大大地减少少了主轴轴端部的的挠曲变变形，提提高了主主轴刚度度。 主轴轴承承的预紧紧：用普普通螺母母作主轴轴轴承轴轴向限位位，通常常难以保保证螺母母端面与与轴心线线有较高高的垂直直度 ( 如图图 1aa) ，锁锁紧后易易使轴承承偏斜，甚甚至有可可能使轴轴弯曲 ( 如如图 11b) ，这都都将影响响轴的旋旋转精度度2。图 (aa) 图 (b)图2.22 普通通螺母锁锁紧时螺螺纹偏斜斜对轴承承的影响响主轴轴承承的密封封和润滑滑：由于于高速机机床主轴轴转速较较高，转转速达550000r/mmin以以上时脂脂润滑已已很难达达到要求求，而稀稀油润滑滑在高速速运动中中润滑油油的多少少明显地地影响到到主轴运运行的平平稳性。因因此在目目前的设设计中多多数采用用集中定定量定时时油雾或或滴油润润滑方式式。在高高速加工工中为了了提高主主轴轴承承的寿命命和确保保轴承的的旋转精精度，必必须采取取严格的的密封措措施，然然而密封封效果较较好的接接触式密密封又势势必影响响到主轴轴转速的的提高，因因此目前前通用的的有主轴轴吹气、迷迷宫密封封等非接接触式密密封方式式，对于于要求不不高的可可以采用用间隙密密封，但但必须准准确地控控制间隙隙的大小小，一般般是在00.0220.04mmm之间间。2.2.2 主轴拉拉杆自动动装刀系系统在加工中中心和高高速数控控铣床中中刀具安安装势必必采用自自动装刀刀机构。由由预紧弹弹簧控制制轴向拉拉力，再再由气压压、液压压或机械械螺杆等等执行机机构实现现松刀和和夹刀动动作的拉拉杆机构构 ( 如图 5) 。执行行机构有有与主轴轴一同旋旋转的随随动单元元，也有有不随主主轴旋转转的分离离型结构构，前者者结构比比较紧凑凑，复杂杂程度高高，后者者结构简简单，成成本低，但但占用空空间较大大。另外外，为了了提高刀刀具重复复安装精精度，减减少刀具具锥柄和和主轴锥锥孔非正正常接合合，在自自动装刀刀系统中中必须设设置主轴轴准停机机构和用用以清洁洁刀具锥锥柄、主主轴锥面面的吹气气或喷液液的机构构。图 5 KX7714 主轴结结构1. 压压缩空气气管 22. 活活塞 33. 双双沟锁紧紧螺母 4. 碟形弹弹簧 55. 拉拉杆6. 主主轴7. 主轴轴套筒 8. 主轴内内冷却环环 9. 刀具具拉钉 10. 挡油油法兰2.2.3 主轴水水冷却系系统 在高速旋旋转运动动中轴承承温升是是造成主主轴变形形、加工工精度下下降的重重要因素素之一。大大量的热热能会造造成主轴轴严重的的热变形形，不仅仅影响主主轴回转转精度，而而且还会会抑制主主轴转速速的提高高，速度度愈高这这种现象象愈明显显。因此此，如何何改善机机床主轴轴系统热热特性，减减少系统统的热源源强度，降降低温升升及减少少系统的的热位移移，在高高速主轴轴设计中中就显得得尤为重重要。在在主轴设设计中除除了正确确地选择择主轴组组件，减减少系统统热源强强度外，对对主轴要要进行水水冷却，以以降低温温升和减减少系统统热位移移。在主主轴套筒筒外设计计连续的的水冷却却环槽，让让机床冷冷却液先先流经主主轴套筒筒上的冷冷却环槽槽，然后后再喷出出到刀具具刀尖，用用这种方方式带走走轴承产产生的绝绝大部分分热量，减减少系统统热能向向机床主主轴传导导。对于于有些要要求较高高的机床床可将主主轴水冷冷却和切切削液分分为两个个不同的的系统，当当然这种种结构只只能应用用到单元元式主轴轴上。第三章 数控控机床主主轴的故故障分析析与维修修3.1 开机机后，不不论输入入指令，主主轴仅仅仅出现底底速旋转转，实际际转速无无法达到到指定值值。分析与处处理过程程：在数数控机床床上，主主轴转速速的控制制，一般般是数控控系统根根据不同同的S代代码，输输出不同同的主轴轴转速模模拟量值值，通过过主轴驱驱动器实实现主轴轴变速的的。在本机床床上，检检查主轴轴驱动器器无报警警，而主主轴出现现底速旋旋转，可可以基本本确认主主轴驱动动器无故故障。根据故障障现象，为为了确定定故障部部位，利利用万用用表测量量系统的的主轴模模拟量输输出，发发现在不不同的SS*指指令下，其其值改变变，由此此确认数数控系统统工作正正常。分析主轴轴驱动器器的控制制特点，主主轴的旋旋转除需需要模拟拟量输入入外，作作为最基基本的输输入信号号还需要要给定旋旋转方向向。在确认主主轴驱动动器模拟拟量输入入正确的的前提下下，进一一步检查查主轴转转向信号号，发现现其输入入模拟量量的极性性与主轴轴转向的的输入信信号不一一致；交交换模拟拟量的极极性后重重新开机机，故障障排除，主主轴可以以正常旋旋转。3.2 主轴轴在高速速旋转时时,出现现异常振振动的故故障维修修。分析与处处理过程程:数控控机床的的振动与与机械系系统的设设计、安安装、调调整以及及机械系系统的固固有频率率、主轴轴系统的的固有频频率等因因数有关关，其原原因通常常比较复复杂。但在本机机床上，由由于故障障前交流流主轴驱驱动系统统工作正正常，可可以在高高速下旋旋转：而而主轴在在超过330000r/mmin时时，在任任意转速速下振动动均存在在，可以以排除机机械共振振的原因因。检查机床床机械传传动系统统的安装装与连接接，未发发现异常常，而在在脱开主主轴电动动机与主主轴机床床的连接接后，从从控制面面板上观观察主轴轴转速、转转矩显示示，发现现其值有有较大的的变化，因因此初步步判定故故障在主主轴驱动动系统的的电器部部分。通通过对主主轴驱动动部分的的电器原原理图的的分析(如图11-1所所示),再仔细细检查机机床的主主轴驱动动系统连连接，最最终发现现该机床床的主轴轴驱动器器的接地地线连接接不良，将将接地线线重新连连接后，机机床恢复复正常。图1-11 主轴轴驱动部部分的电电器原理理图3.3 在自自动加工工时，发发现机床床不执行行螺纹加加工程序序。分析与处处理过程程：数控控车床加加工螺纹纹，其实实质是主主轴的转转角与ZZ轴进给给之间进进行的插插补。主主轴的角角度位移移是通过过主轴编编码器进进行测量量的。在本机床床上，由由于主轴轴能正常常旋转与与变速，分分析故障障原因主主要有以以下几种种：(1)主主轴编码码器与主主轴驱动动器之间间的连接接不良。(2)主主轴编码码器故障障。(3)主主轴驱动动器与数数控之间间的位置置反馈信信号电缆缆连接不不良。经检查主主轴编码码器与主主轴驱动动器之间间的连接接正常，故故可以排排除第一一项；且且通过CCRT的的显示，可可以正常常显示主主轴转速速，因此此说明主主轴编码码器的AA、*AA、B、*B信号号正常；在利用用示波器器检查ZZ、*ZZ信号，可可以确认认编码器器零脉冲冲输出信信号正确确。根据检查查，可以以确定主主轴位置置检测系系统工作作正常。根根据数控控系统的的说明书书，进一一步分析析螺纹加加工功能能与信号号的要求求，可以以知道螺螺纹加工工时，系系统进行行的是主主轴每转转进行动动作，因因此它与与主轴到到达的信信号有关关。在本系统统中，主主轴的每每转进给给动作与与参数PPRM224.44的设定定有关，当当该位设设定为“0”时，ZZ轴进给给时不检检测“主轴速速度到达达”信号；设定为为“1”时，ZZ轴进给给时需要要检测“主轴速速度到达达”信号。在本机床床上，检检查发现现该位设设定为“1”，因此此只有“主轴速速度到达达”信号为为“1”时，才才能实现现进给。通过系统统的诊断断功能，检检查发现现当实际际主轴转转速显示示值与系系统的指指令值一一致时，“主轴速度到达”信号仍然为“0”。进一步检检查发现现，该信信号连接接线断开开；重新新连接后后，螺纹纹加工动动作恢复复正常。3.4 S指指令无效效，主轴轴转速仅仅为12r/minn，无任任何报警警。分析与处处理过程程：测量量主轴驱驱动器的的速度指指令Vccdm信信号，发发现在0045500rr/miin的任任何S指指令下，VVcmdd总是为为0，进进一步测测量CNNC的SS模拟输输出，其其值亦为为“0”，表明明CNCC的主轴轴速度控控制指令令未输出出。由于CNNC无报报警显示示，故主主轴速度度控制指指令未输输出可能能的原因因是主轴轴未满足足转速输输出的条条件。对对照系统统的接口口信号，通通过对PPLC程程序梯形形图的分分析发现现：PLLC程序序中主轴轴的高/低速换换档的标标志位、机机床的高高/低速速档检测测开关输输入信号号均为“0”，这与与实际情情况不符符。通过手动动控制电电磁阀，使使机床换换到低速速档后，机机床的低低速档检检测开关关输入信信号正确确，PLLC中主主轴低速速换档的的标志位位随之变变为正确确的状态态，满足足了主轴轴条件。在在此条件件下再次次启动主主轴，机机床恢复复正常。为了进一一步判断断机床故故障的原原因，通通过MDDI方式式，执行行M422（换高高速档指指令）后后，发现现M422指令不不能完成成。检查查高速档档电磁阀阀已经得得电，但但高速档档到位信信号为“0”，由此此判定故故障原因因在机床床的机械械或液压压部分。检查主轴轴箱内部部，发现现机床的的换档机机构的拨拨叉松动动，在地地速档时时，由于于拨叉向向下动作作，可以以通过自自重落下下，因此此机床可可以正常常工作；换高速速档时，拨拨叉向上上运动，拨拨出后不不能插入入齿轮。经经重新安安装后，机机床恢复复正常。3.5 工停停车时发发出巨大大的响声声,同时时车间总总电源跳跳闸车间间。分析与处处理过程程：通过过对供电电系统进进行检修修发现:(1)原自动动空气断断路器已已损坏,其中一一相触头头接触面面太小；(2)车间供供电变压压器容量量小,处处于超负负荷运行行。修好好后的三三相电压压仅为3340VV(要求求电压调调至36603380VV)。机机床调速速系统的的可控硅硅整流部部分为三三相半波波反并联联控制,检查发发现一只只可控硅硅烧坏。查查看驱动动部分,B相正正组触发发脉冲只只有4.6V,而正常常时的触触发脉冲冲为155V。发发现触发发电路中中的放大大复合管管T3性性能不好好造成。换换上新管管子后一一切正常常。烧可可控硅的的原因分分析:机机床在停停车降速速情况下下烧可控控硅或烧烧保险是是由于缺缺相造成成逆变失失败。在在逆变状状态与在在整流状状态下都都是触发发电位较较高的可可控硅SSCR11,同时时使前一一相可控控硅SCCR3承承受反相相电压而而关断,在整流流状态下下,在SSCR33的关断断其间以以反相阻阻断状态态为主,即使后后一个可可控硅不不触发,而SCCR3到到一定时时刻也会会因过零零而自动动关断。但但若在停停车降速速的情况况下(即即逆变状状态),可控硅硅在关断断时有很很长一段段时间处处于正向向阻断状状态。这这样若后后一个可可控硅不不导通,由于电电感L的的放电作作用,使使该可控控硅再延延续导通通一个时时期而进进入正半半周,可可控硅将将继续导导通下去去,同时时也阻碍碍后面的的可控硅硅导通。于于是,可可控硅输输出的正正向电压压与电动动机电势势迭加,产生很很大的电电流,此此时产生生的逆变变颠覆,轻则烧烧坏保险险丝,重重则烧坏坏可控硅硅。36 主轴轴驱动单单元损坏坏，开机机后，主主轴报警警，显示示器显示示“主轴没没准备好好”。分析与处处理过程程：打开开主轴伺伺服单元元电箱，发发现伺服服单元无无任何显显示。用用万用表表测主轴轴伺服驱驱动BKKH电源源进线供供电正常常，而伺伺服单元元数码管管无显示示，说明明该单元元损坏。检检查该单单元供电电线路，发发现供电电线路实实际接线线与电气气图不符符，如图图2-22所示。该该单元通通电启动动时，KKM5先先闭合，223ss后，KKM6闭闭合，将将电阻RR短接。电电阻与扼扼流圈LL得作用用是在启启动时防防止浪涌涌电流对对主轴单单元的冲冲击。实实际接线线中三只只电阻却却接成了了三相并并联形式式，起不不到保护护作用，导导致通电电时主轴轴单元被被损坏，同同时三只只电阻因因长期通通电烧糊糊。按电电气图重重新接线线，更换换新主轴轴单元后后，机床床恢复正正常33。 图2-22第四章 数控控机床运运行中主主轴的异异常及处处理方法法4.1 主轴轴发热现现象机床运行行中主轴轴发热主主要由于于其转速速较高且且连续工工作，故故摩擦热热和切削削热是主主要热源源。若不不尽快散散热、强强制冷却却，控制制其温升升，会使使主轴发发生热变变形，影影响加工工精度。一一般处理理方法是是：(11)先检检查前后后轴承润润滑脂是是否耗尽尽或涂抹抹过量，应应按量注注入润滑滑脂；(2)再再检查前前后轴承承是否有有损伤或或混入异异物，如如轴承有有破损应应更换新新轴承；或者清清除赃物物，更换换润滑脂脂。4.2 主轴轴出现异异常噪音音或振动动在主轴等等速旋转转过程中中，常会会出现异异常噪音音或振动动，这种种情况可可能来自自于主轴轴电机或或是机械械系统。检检查时，可可先使电电机与主主轴间的的联轴器器断开使使电机空空载运行行，若仍仍有噪音音，则原原因出在在主轴电电机，否否则为机机械系统统中主轴轴箱内机机械部件件故障。(1)机机械系统统产生的的噪声可可以从以以下几个个方面进进行检查查 检查查主轴轴轴承的润润滑情况况，是否否缺少润润滑脂，如如果缺少少应按量量补充； 主轴轴驱动皮皮带轮是是否存在在转动不不平衡状状况；检检查动平平衡块是是否松动动或脱落落，如需需要，应应对平衡衡块进行行适当调调整；(2)对对于交流流主轴电电机旋转转时出现现的异常常噪声及及振动，维维修时可可以从以以下几个个方面进进行处理理：首先确确定异常常噪音或或振动是是在什么么状态下下发生的的，如在在减速过过程中发发生，则则是再生生回路故故障，应应重点检检查再生生回路的的晶体管管模块是是否损坏坏，保险险是否熔熔断；若在等等速旋转转时产生生噪音或或振动，则则先检查查反馈电电压是否否正常，然然后在突突然切断断指令的的情况下下，观察察电机自自由停车车过程中中是否有有异常噪噪音或振振动。若若有，则则故障出出现在机机械部分分，否则则故障出出现在印印制线路路板上。若反馈电压不正常，则进一步检查振动周期是否与速度有关。若有关，应检查主轴与主轴电机连接是否完好，电机轴承或主轴电机与主轴联轴器是否正常，主轴箱内驱动齿轮啮合是否良好，以及安装在交流主轴电机尾部的脉冲发生器是否工作正常。若无关，故障多数是由于速度控制回路调整不当引起的，或连接器接触不良，或电机内部存在机械故障。4.3切切削时主主轴出现现停转或或旋转不不稳现象象数控机床床在切削削加工时时，有时时会出现现转速不不稳或突突然停转转现象，一一般从以以下方面面处理：(1)首先观观察主轴轴伺服系系统是否否有报警警显示。若若有，可可按报警警提示的的内容采采取相应应措施，若若无则则应检查查速度指指令信号号是否正正常，若若不正常常，则为为系统侧侧输出有有问题或或数模模转换器器存在故故障。(2)印印制线路路板设定定错误，控控制回路路调整不不当也会会造成此此类异常常。(33)主轴轴不转还还可能是是由于主主轴位置置传感器器安装有有误。造造成传感感器无法法发出检检测信号号而引起起的。此此时应调调整传感感器的安安装位置置，并检检查连接接电缆是是否存在在接触不不良等故故障。(4)若若主轴电电机不存存在故障障，则应应检查主主轴箱内内机械传传动部件件。此类类故障多多发生在在主轴箱箱内使用用皮带传传动的机机床上，检检查电机机与主轴轴连接皮皮带是否否过松，皮皮带表面面是否沾沾染油污污，皮带带是否老老化变形形。如皮皮带过松松，可移移动电机机座，张张紧皮带带，然后后将电机机座重新新锁紧；对于受受到污染染或老化化的皮带带，应清清洗油污污或更换换。案例1：一车削削单元采采用的是是SINNUMEERIKK 8440C系系统。机机床在工工作时突突然停机机。显示示主轴温温度报警警。经过过对比检检查，故故障出现现在温度度仪表上上，调整整外围线线路后报报警消失失。随即即更换新新仪表后后恢复正正常。案例2：操作不不当也是是引起故故障的重重要原因因。如某某一台采采用8440C系系统的数数控车床床，第一一天工作作时完全全正常，而而第二天天上班时时却无论论如何也也开不了了机，工工作方式式一转到到自动方方式下就就报警“EMPPTYIING SELLECTTED MOOOE SSELEECTOOR”。加工工完工件件后，主主轴不停停，机械械手就去去抓取工工件，后后来仔细细检查各各部位都都无毛病病，而是是自动工工作条件件下的一一个模式式开关位位置错了了。所以以，当有有些故障障原因不不明的报报警出现现的话，一一定要检检查各工工作方式式下的开开关位置置。还有些故故障不产产生故障障报警信信息，只只是动作作不能完完成，这这时就要要根据维维修经验验、机床床的工作作原理和和PLCC运行状状况来分分析判断断了。对于数控控机床的的修理，重重要的是是发现问问题。特特别是数数控机床床的外部部故障。有有时诊断断过程比比较复杂杂，但一一旦发现现问题所所在，解解决起来来比较简简单。对对外部故故障诊断断应遵从从以下两两条原则则。首先先要熟练练掌握机机床的工工作原理理和动作作顺序。其其次，要要会利用用PLCC梯形图图。NCC系统的的状态显显示功能能或机外外编程器器监测PPLC的的运行状状态，一一般只要要遵从以以上原则则，小心心谨慎，一一般的数数控故障障都会及及时排除除4。结语 随着社社会的发发展,数数控机床床也随这这科学技技术的提提高在发发展,目目前数控控机床种种类繁多多,为保保证它的的正常运运行, 出现问问题后能能及时的的处理已已成为至至关重要要的问题题。能够够正确、快快速的发发现常见见异常，查查明原因因并及时时解决问问题，这这样才能能提高数数控机床床的开机机可靠性性和开动动率。但但数控机机床主轴轴的故障障及原因因较多，而而故障现现象与故故障原因因并无一一一对应应，往往往一种故故障现象象由几种种原因综综合引起起，或一一种原因因引起几几种故障障。因此此诊断故故障应该该从弄清清具体数数控系统统的主轴轴结构及及其控制制原理入入手，结结合机床床结构，凭凭借实践践经验和和维修手手册，根根据故障障的表现现形式进进行故障障定位，力力求将故故障定在在尽可能能小的范范围内。再再按照可可能性的的大小进进行逐一一检查，排排除假象象，找出出真正的的故障所所在，加加以排除除。参考文献献1任任 建 平数数控系统统与数控控机床技技术发展展趋势（MM）国国 防 工 业业 出 版 社社，2000212夏夏 庆 观数数 控 机床主主轴结构构（M）北京：高 等等 教 育 出出 版 社，2200221223王王 侃 夫数数 控 机 床床 故 障 诊诊 断 及 维维 护 （M）北京：机 械械 工 业 出出 版 社，22001154王王 红 英 数 控控 机 床运行行中主轴轴常见故故障（MM），2200228 23