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数控铣床的导轨和参数故障维修处理措施研究
Jan 6, 2022  来源: 吉林省地质技术装备研究所  作者:胡高宇

 
     摘要:数控铣床生产加工的精确性,受到导轨和参数影响。长期在不利工况下运行,将造成导轨和参数发生故障。基于此,对数控铣床导轨和参数故障展开分析,结合故障产生原因分别提出导轨和参数故障维修处理措施,为关注数控铣床维修问题的人们提供参考。

     关键词:数控铣床;导轨;参数故障

     0 引言
  
     在工业自动加工中,数控铣床得到广泛使用。在实际生产中,导轨和参数成为影响加工效率和质量的重要因素,一旦发生故障将无法满足生产需求。因此,应加强数控铣床导轨和参数故障维修研究,以便采取有效措施迅速排除故障,促使机床加工
技术效能得到进一步提高。

    1、 数控铣床的导轨和参数故障分析
  
    1.1 导轨故障
  
    1.1.1 接刀不平故障
  
    在数控铣床中,导轨发挥导向和支承作用,保证运动部件在受到切削力、工件自重、牵引力等外力持续作用后依然能够沿着预定方向运动。发生接刀不平故障,主要由于导轨偏离正常轨道引起,在预定运行位置发生偏移的情况下,造成接刀位置不平整,将给机械加工质量带来影响[1]。其次,接刀不平也可能由零部件异常引发。在导轨与工作台之间,如果连接位置零部件发生松动,将引发故障。此外,机床结构失稳,造成整体水平度不符合要求,将导致导轨发生偏移。
  
    1.1.2 研损故障
  
    数控铣床导轨由运动件和承导件两大部分构成,长期应用将导致表面发生研损。分析原因可以发现,使用期间铣床与地面发生摩擦,容易导致导轨损坏。其次,导轨运行期间需要对由轴承系统和转动系统构成的动力系统进行调整,装置润滑度过低,移动时承受摩擦力过大,将造成导轨表面发生磨损。再者,零件承载压力过大,导轨缝隙中存在异物,也将加速导轨表面研损。此外,机床配备的导轨质量较差,也容易发生研损故障。
  
    1.1.3 其他故障
  
    实际在数控铣床运行过程中,导轨可能发生各种故障。如导轨出现无法移动故障,可能与动力装置有关,如发生地基故障或主轴故障,都可能造成导轨在启动后无反应。而导轨出现向水平或垂直方向运动减弱问题,可能是受到镶条与导轨表面距离的限制。在距离缩小的情况下,导轨运动将受到阻碍。在机床未报警情况下,导轨工作台异常抖动,说明导轨发生振动故障,可能与滚珠丝杠中滚珠直径变化有关。
  
    1.2 参数故障
  
    1.2.1 误差补偿参数故障
  
    在数控铣床运行过程中,如果出现自检无法顺利完成,显示器出现机床能够进行初始化操作的字符指令,说明机床可能发生误差补偿参数故障。常见数控铣床发生 X、Y、Z 三轴误差补偿参数故障,意味着参数已经全部丢失,参数设置菜单将无法显示。对故障发生原因展开分析,可以发现在机床后备电池失效或工作过程突然断电时,将造成机床运行参数丢失。因为机床后备电池需要起到完整记忆运行参数的作用,电量过低、新电池不符合标准等都将造成电池失效,难以进行运行参数存储[2]。突然发生断电,将造成机床参数难以正常传输,继而导致机床数据参数丢失,引发参数故障。

    1.2.2 轴定位参数故障
  
    轴定位参数故障为出现频率较高的故障,将对零件加工精准度产生影响,造成零件加工质量低。在数控铣床位置检测元件精准度不高的情况下,将导致伺服轴定位出现参数误差。故障发生后,机床依然可以工作,但由于参数间不匹配无法保证机床运行正常。实际在数控铣床运行操作中,提出了严格的要求。如果人员不按照规范进行各步操作,就容易导致机床参数发生变化,甚至造成原有参数被删除,最终导致设备参数精准性受到影响,引发机床参数故障。

    2、数控铣床导轨和参数故障的维修处理措施
  
    2.1 导轨故障维修处理
  
    2.1.1 故障维修要点
  
    针对数控铣床导轨故障进行维修,需要掌握核心要点,保证维修工作得以高效开展。通过对导轨可能发生的故障展开分析可以发现,故障主要与动力装置、机床地基、导轨间隙等因素有关。结合实践经验,还应定期进行机床检修与维护,对重点部位进行检查,确定是否存在异常。在动力装置检修维护中,还应保证导轨拥有较高润滑性。针对各台机床,可以采用润滑泵对压力区强制润滑,以便使导轨间隙润滑能力得到最大限度提升,减少各部分发生的摩擦,促使导轨能够维持良好运行状态。在对机床地基检查时,还应加强日常防护,如安装刮板式防护装置避免机床受到应力破坏,减少强力摩擦、撞击等问题的发生,继而使机床保持稳定运行[3]。在检修维护工作中,还应重视导轨间隙相关问题,对相关零部件进行及时优化调整。如针对镶条间隙进行检查,还应用手感觉导轨工作台,判断受力均匀可以判断无间隙问题,如果感觉异常还应尝试利用斜向镶条对纵向位置进行调整,最终保证工作台受力均匀。
  
     2.1.2 故障处理措施
  
     实际在故障处理时,还要结合数控铣床实际运行情况采取有针对性的处理措施。针对不同故障现象,根据故障发生原因采取相应措施,能够保证各种故障得到及时排除。
  
    发现机床出现接刀不平问题,需要确定接刀位置是否平整。检修期间,需要先完成机床性能测试,保证水平度等指标符合标准。在各项指标达到要求后,需要检查导轨运行痕迹,确认导轨运行是否偏移,连接零部件是否松动。发生偏移需要对接刀位置进行补刮,恢复平整状态。针对松动零部件,应进行加固,保证弯度<0.5 mm。导轨表面磨损严重,需要确认机床使用年限,接近年限应对设备进行撤换或调整导轨精度。对机床进行定期检查时,应使用润滑度较高润滑油对动力系统进行整体养护。针对机床内部零部件,应根据位置确定尺寸和大小是否正常,避免构件因碰撞发生磨损。更换零部件时,需要按照正确顺序安装。机床运行环境恶劣,还应定期进行导轨清洗,完成缝隙擦拭,并通过检测关键零部件保证零部件功能正常。导轨安装使用前,应进行质量检测,保证刮研质量合格。
  
    导轨发生运行受阻故障,需要对机床动力装置进行检查,确认导轨运行状态。如果导轨无反应,需要对关键部件是否发生损坏进行确认。如果导轨运行受阻,可以先施加润滑油,提高装置润滑度,并对导轨表面进行降温,使表面润滑油得到冲刷[4]。如果依然无法排除故障,需要对导轨表面与其他装置距离进行限制,完成镶条位置调整,保证镶条能够在工作区域可靠工作。故障排除后,需要完成工作环境清洁,避免导轨运动中与工具、工件等发生撞击,防止机床发生损伤。
 
    2.2 参数故障维修处理
  
    2.2.1 故障维修方法
  
    数控铣床中包含多个数控系统及外围设备,涉及设备型号、类型较多,参数存在差异。一旦发生参数故障,还要结合数控系统特点采取适合的维修方式,才能使设备参数恢复到正常水平。

    以 FANUC 0 操作系统参数故障为例,在对机床参数进行恢复时,可以将铣床当前运行参数与出厂备份参数表进行比照,不一致的情况下以出厂数值为准,采取人工输入方式进行修正。采取该种方法,无需借助其他设备就能对机床参数进行恢复,但如果需要恢复的参数较多,将耗费较长时间,给机床运行效率带来影响。如果在拷贝参数过程中发生错误,也无法保证参数能够得到有效恢复。借助外部设备对机床参数进行恢复,可以利用数控系统输入输出功能完成参数修正。
  
    实际数控系统拥有的功能单一,难以完成全部参数修正。实际在机床购置时,一些企业也并未购买配套输入输出设备,因此难以采取该种方法维修参数故障。现阶段,针对铣床参数故障可以采用计算机和分布式数控软件,能够在短时间内修复参数故障。实际在故障处理时,需要根据故障具体完成对应参数查找,然后进行参数设置量调整,确保参数能够恢复至初始数值。利用该方法能够对机床全部运行参数进行修正,使用范围较广,因此可以在参数故障维修中得到有效运用。针对误差补偿参数故障,可以实现机床初始化处理,在系统中接入匹配参数存储器,输入正确数据,然后关闭系统重启,由铣床自动完成自检动作,将误差补偿参数故障排除。针对轴定位误差故障,需要重新进行铣床各项运行数据计算和设置,对定位误差实施补偿,确保误差在合理范围内,使零件加工精度得到保证。
  
     2.2.2 故障处理措施
  
    结合故障维修方法,实际在参数故障处理时,要求人员能够掌握利用分布式软件进行机床参数恢复的方法。根据参数故障发生原因可知,参数数据设置错误或发生丢失,主要由于人为失误造成。正因为操纵控制人员未能保持严谨态度,未能定期进行机床检查和维护,才造成机床出现断电、后备电池失效等问题。考虑到机床操作需要达到较高要求,要加强人员技术培训和演练操作。人员严格按照要求上岗,可以使数控铣床保持通电处理。每隔一段时间,需要操纵机床空转,对机床电池使用寿命保持监测。在对机床进行检查时,还应确认控制系统后备电池是否发生松动。根据报警装置,也能及时发现电池电量不足问题。如果机床长时间处于停止运行状态,后备电池容易发生放电,导致电池失效,因此需要及时进行电池电量检查。在电池更换时,需要严格按照要求进行操作,避免设备突然失电。在机床运行过程中,应加强停电预警,提前完成相关数据保存。而机床参数划分为数控参数和 PMC 参数两类,需要按照固定模式进行处理。采用人工模式,需要由检修人员完成设备参数比对,并对不一致参数进行修正,尽管检修效率较低,却能降低设备维修成本。采用自动控制模式,需要利用机床配备的数据输入输出设备或分布式软件进行参数修正,能够降低数据遗失的风险,并且使机床的运行效率得到提高。

    3、结束语
  
    作为常用自动化生产设备,数控铣床需要得到经常性的维护管理。针对常见的导轨和参数故障,还应掌握故障处理要点和维修方法,以便高效开展故障维修工作,促使机床能够迅速恢复高效、稳定运行状态,继而促使数控加工产品的生产质量和效率得到提高。
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