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龍門式CNC設(shè)備的精修應(yīng)用
長5000mm、寬2500mm、高3000mm，配置FANUC—BESK-7M數(shù)控系統(tǒng)的龍門式CNC設(shè)備，是中國二手機床調(diào)劑中心轉(zhuǎn)手賣給聊城內(nèi)燃機廠的。經(jīng)現(xiàn)場檢測，發(fā)現(xiàn)電器部分不能正常工作，出現(xiàn)08報警，負載表指針達紅燈區(qū)。刀庫來回擺動，不能定位。主軸徑跳0.18mm，端跳0.15mm，均嚴重超差：300mm長度上X軸重復(fù)定位誤差大于0.15mm，行程誤差大于0.18mm，精度嚴重喪失：300mm長度上Y軸重復(fù)定位誤差大于0.15mm，行程誤差大于0.18mm，精度嚴重喪失。針對上述狀況，考慮到該設(shè)備為重大型設(shè)備，維修現(xiàn)場沒有機械起重設(shè)備，特制定了如下維修方案：先修復(fù)電器系統(tǒng)，再修復(fù)機械部分，以便借助CNC設(shè)備本身動力進行較大零部件的拆裝，從而降低勞動強度，提高裝配精度，達到事半功倍的效果。
1 電器系統(tǒng)的修復(fù)
08報警修復(fù) 查機床維修手冊知，08報警為主軸定位故障。根據(jù)維修手冊的要求，打開電源電器柜，在交流主軸控制器線路板上，找到了7個發(fā)光二極管(6綠1紅)。這7個二極管從左到右分別表示：定向指令：低速檔：磁道峰值檢測：減速指令：精定位：定位完成(以上為綠燈)：試驗方式。
觀測這幾個二極管的情況如下：1管亮，3、5管閃爍。表明定位指令已經(jīng)發(fā)出：磁道峰值和定位信號已經(jīng)檢測到。但系統(tǒng)不能完全定位，主軸仍在低速運行，故3、5管不斷閃爍。
從上述情況分析，懷疑是主軸箱上的放大器有問題。打開主軸防護罩，檢測放大器時，發(fā)現(xiàn)主軸上的刀具夾緊油缸軟管盤繞在主軸上，判定為該軟管盤繞致使主軸定位偏移而不能準確定位，造成08報警。重新安裝調(diào)整后，又將主軸控制器中的RV11(定位點偏移)進行了重新調(diào)節(jié)，故障排除，報警消失。
刀庫來回擺動不能定位的修復(fù) 經(jīng)查手冊分析認定為接近開關(guān)SQ51、SQ52位置不準和U02脈沖編碼器數(shù)據(jù)不一致，造成尋找刀號后刀具來回擺動不能定位。其排除方法為：將刀庫停在某一位置，精確調(diào)整SQ51、SQ52接近開關(guān)位置，同時根據(jù)PC地址調(diào)整刀號，其PC地址50.5、50.1、50.2組成的8421碼為刀號的十位數(shù)，50.3、49.0、49.1、47.0組成的8421碼為刀號的個位數(shù)。依照當前刀庫刀號的實際位置，精確調(diào)整U02脈沖編碼器，使以上兩組數(shù)據(jù)為當前相應(yīng)刀號，重新啟動后，故障排除。
2 機械部分的修復(fù)
主軸部件修復(fù) 因該機為二手設(shè)備，沒有任何零件圖和裝配圖，考慮到主軸零部件較多，我們把拆下的零件按順序編號，然后再逐件進行清洗、檢測。通過檢測我們發(fā)現(xiàn)了一個重大問題，即：主軸前端軸承軸徑?120mm處為圓錐體，而該設(shè)備上的軸承卻為內(nèi)孔是圓柱面的4482924軸承。決定把該軸承改為4382924軸承，并把其它軸承更換為相同規(guī)格、相同精度的新軸承。安裝完畢后，發(fā)現(xiàn)主軸徑跳降為0.08mm，主軸端跳降為0.06mm。重新調(diào)整軸承間隙后，主軸徑跳降為0.016mm，端跳降為0.014mm，符合要求。
X軸向精修 首先拆去工作臺兩端的防塵罩及附屬設(shè)備，利用X軸電動機將工作臺移到電動機一側(cè)，露出另一端的軸承座，然后將所有的固定零件拆下。并且，將固定滾珠絲杠副螺母的所有固定零件也拆下。開動X軸進給，利用手搖脈沖發(fā)生器緩慢地將滾珠絲杠螺母退出。而后，拆下電動機和減速箱后蓋，就能把滾珠絲杠拆下。經(jīng)檢測，滾珠絲杠副為英制標準，公稱直徑55mm，螺距5/8英寸，外循環(huán)、墊片預(yù)緊結(jié)構(gòu)。
在拆下的滾珠螺母滾道內(nèi)部，發(fā)現(xiàn)有大量的薄片狀鐵屑，懷疑為滾珠表面剝落所致。經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)滾珠的直徑差值最大為0.08mm，最大直徑為9.903mm，比理論值9.875mm大0.028mm，最小值為9.825mm。判斷為原來滾珠精度低，導(dǎo)致滾珠受力不均所致。把所有的零部件清洗干凈后，換上直徑不一致誤差為0.001mm的高精度滾珠，經(jīng)檢測滾珠絲杠副間隙為0.023mm：通過計算決定把原來的調(diào)整墊片加厚0.08mm，重新裝配后滾珠絲杠副間隙達到技術(shù)要求。但發(fā)現(xiàn)滾珠絲杠副摩擦力矩較大，重復(fù)定位精度為0.025mm�？紤]是原滾珠絲杠副的滾道表面存在微觀研損和減速器內(nèi)齒輪副存在間隙所致。把滾珠絲杠副夾持在3米長的CA6140車床上，一邊澆20號機械油，一邊用手握住滾珠螺母，以21r/min的轉(zhuǎn)速往復(fù)跑合100次。清洗后重新裝配，摩擦力矩達到技術(shù)要求。
把滾珠絲杠副裝配到機床上，數(shù)控系統(tǒng)的間隙補償值設(shè)為0.025mm，以補償減速箱內(nèi)齒輪副的間隙。安裝調(diào)試完畢后，檢測結(jié)果如下：在300mm長度上，重復(fù)定位精度為0.05mm，導(dǎo)程精度為0.023mm，符合產(chǎn)品加工精度要求。
Y軸向精修 參照X軸的維修過程，把Y軸的滾珠絲杠副精修完畢，檢測結(jié)果如下：在300mm長度上，行程變動量為0.046mm。摩擦力矩及手感均符合要求。
把滾珠絲杠副安裝在機床上以后，經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)在任意300mm長度上，機床重復(fù)定位精度的變化范圍為0.03～0.08mm，且有一定的周期性。懷疑是齒輪減速箱中的齒輪周節(jié)存在較大誤差。重新打開減速箱，把齒輪拆下，齒輪外觀沒有太大問題。在萬能工具顯微鏡上檢測，發(fā)現(xiàn)齒輪周節(jié)最大誤差為0.13mm，更換新齒輪以后再對機床進行檢測，各項指標均達到技術(shù)要求。
心得體會：
在進口國外二手設(shè)備時，一定要搜集齊有關(guān)技術(shù)資料，至少也要把機床型號弄清楚，以便借助類似設(shè)備的資料進行修復(fù)，以節(jié)省修復(fù)時間，減少維修費用。
在維修時，要盡量地把拆下的零部件檢測一遍，以利于正確判斷故障原因，避免返工。
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