2017年5月23日 進(jìn)口數(shù)控立式加工中心主軸平衡的改善 1. 故障現(xiàn)象分析公司兩臺(tái)德國(guó)進(jìn)口的精工立 式加工中心MAG FTV850/1050, 主要用于進(jìn)行齒輪的鉆孔和鏜孔 工序，在加工的過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn) 機(jī)床主軸突然下墜的故障，故障 發(fā)生后機(jī)床主軸刀具頂在加工工 件表面，絲錐斷在工件內(nèi)部，導(dǎo) 致工件報(bào)廢。假如機(jī)床操作人員 在對(duì)刀時(shí)主軸突然下墜，就有可 能發(fā)生人身傷亡，因此，我們認(rèn) 為此設(shè)備存在很大的安全隱患。經(jīng)過(guò)仔細(xì)地檢查和認(rèn)真地分 析后發(fā)現(xiàn)，機(jī)床在突發(fā)故障的瞬 間，2軸電動(dòng)機(jī)的剎車(chē)滯后，主軸 電動(dòng)機(jī)等因自重而下墜，從而故 障發(fā)生。為了機(jī)床使用安全和產(chǎn) 品加工可靠，我們提出給機(jī)床2軸 安裝平衡液壓缸，用于平衡2軸絲 杠上面的主軸電動(dòng)機(jī)等重量，使 機(jī)床故障時(shí)主軸不會(huì)出現(xiàn)突然下 墜的情況，從而達(dá)到安全生產(chǎn)的 目的。2. 改善措施通過(guò)仔細(xì)地查閱設(shè)備采購(gòu) 檔案、機(jī)床說(shuō)明書(shū)等資料，得知 該機(jī)床平衡裝置在出廠(chǎng)時(shí)是可以 選裝的，安裝位置已預(yù)留（見(jiàn)圖1) ，向廠(chǎng)家詢(xún)問(wèn)報(bào)價(jià)，購(gòu)買(mǎi)的費(fèi) 用近13萬(wàn)元，而且發(fā)貨要等三個(gè) 月。為了減少停機(jī)時(shí)間、降低維 修成本，我們決定自行研制內(nèi)置 式平衡系統(tǒng)。我們對(duì)平衡液壓缸在機(jī)床上 的位置進(jìn)行測(cè)量，確定了液壓缸 的安裝位置，同時(shí)確定液壓缸行 程、缸徑，計(jì)算平衡壓力及氮?dú)?瓶容量，經(jīng)過(guò)多次的修改，機(jī)床 內(nèi)置式兩根平衡液壓缸的圖樣終 于確定了下來(lái)（見(jiàn)圖2、圖3)。 我們自行設(shè)計(jì)制作了液壓缸的固定支架，也是經(jīng)過(guò)多次修改。3. 安裝調(diào)試調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)平衡 液壓缸安裝在機(jī)床上，上電開(kāi) 機(jī)，此時(shí)主軸就開(kāi)始往上移動(dòng)， 原因是買(mǎi)來(lái)的氮?dú)馄繅毫_(dá)到 8.0MPa,設(shè)計(jì)壓力只有5.6MPa。關(guān)機(jī)將氮?dú)馄繅毫φ{(diào)整到設(shè)計(jì)壓 力，開(kāi)機(jī)正常，但是在透軸往下移 動(dòng)時(shí)有異響，而且在停下來(lái)時(shí)Z 軸坐標(biāo)會(huì)往上走幾毫米再停止。 我們認(rèn)可理論和實(shí)際的誤差，但 是應(yīng)該把壓力設(shè)在多少才是正常 的？既要滿(mǎn)足主軸不會(huì)突然下 墜，又要滿(mǎn)足機(jī)床的正常使用， 如何來(lái)調(diào)整呢？首先，我們將氮?dú)馄恐械膲?力進(jìn)行調(diào)整，然后將電動(dòng)機(jī)剎車(chē) 松開(kāi)，檢查2軸坐標(biāo)是否發(fā)生變化 (見(jiàn)表1)。 表1 平衡液壓缸 的壓力/MPa 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2軸坐標(biāo) 是否變化 增加 不變 不變 不變 減少 是否下墜 否 否 否 否 是 從表1中可以看出：①平 衡液壓缸的系統(tǒng)壓力不能高于 4.5MPa，也不能低于3.5MPa。② 不能影響機(jī)床的正常使用，在什 么情況下會(huì)影響平衡液壓缸的使 用？主要是機(jī)床2軸的負(fù)載（這臺(tái) 機(jī)床是通過(guò)各軸有效電流來(lái)反映 的）。③機(jī)床2軸的移動(dòng)速度。機(jī)床在沒(méi)有加裝平衡液壓缸 之前，2軸的伺服監(jiān)控畫(huà)面如圖4 和表2所示?？梢钥闯觯?軸在以G00 (及40m/min)的速度上下移動(dòng)時(shí)， 有效電流接近一致。 2軸向上移動(dòng)時(shí) 有效電流負(fù)荷（％) 31 ?32 2軸向下移動(dòng)時(shí) 有效電流負(fù)荷（％) 28 ?29 在加裝平衡液壓缸之后，在 移動(dòng)速度不變的情況下，在調(diào)整 不同的氮?dú)馄繅毫r(shí)，發(fā)現(xiàn)機(jī)床 無(wú)法正常運(yùn)行，伴隨著機(jī)床振動(dòng) 和異響。當(dāng)壓力降到2Mpa時(shí)，機(jī) 床才恢復(fù)了正常運(yùn)行（見(jiàn)表3 )。 表3 平衡液壓缸 的壓力/MPa 4.5 4.0 3.5 2軸向上移動(dòng)時(shí) 有效電流（％) 7?8 9?10 11 ?12 2軸向下移動(dòng)時(shí) 有效電流（％) 2?3 4?5 5?6 這種況下，平衡液壓缸起不 到應(yīng)有的作用。只有降低機(jī)床的 移動(dòng)速度，將2軸的移動(dòng)速度G00 調(diào)整為20m/min，再配合平衡液 壓缸的壓力進(jìn)行調(diào)試（見(jiàn)表4 )。 表4 平衡液壓缸 的壓力/MPa 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 2軸移動(dòng)是 否正常 否 否 否 否 否 是 經(jīng)過(guò)上述嘗試，平衡液壓缸 的壓力設(shè)定值可以設(shè)定在3.5 ~ 4.5MPa，所以我們將壓力設(shè)定在 4.5MPa。但是操作人員在機(jī)床上 進(jìn)行鉆孔作業(yè)時(shí)，機(jī)床出現(xiàn)了振 動(dòng)。再經(jīng)過(guò)多次的嘗試，最終壓 力調(diào)整在3.5MPa，2軸的G00最快 速度設(shè)定由原來(lái)的40m/min調(diào)整 為20m/min，此時(shí)機(jī)床加工才一 切正常。改裝后的加工中心經(jīng)過(guò)手動(dòng) 斷電測(cè)試，主軸再無(wú)自行墜落的 現(xiàn)象，設(shè)備使用過(guò)程中安全性得 到了保證。1. 結(jié)語(yǔ)進(jìn)口設(shè)備維修專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)，技 術(shù)資料收集困難，每一次成功的 修理都能為企業(yè)節(jié)約成千上萬(wàn)的 經(jīng)費(fèi)。我們經(jīng)過(guò)這次的研制，不 僅掌握了立式機(jī)床平衡系統(tǒng)的設(shè) 計(jì)原理及調(diào)試步驟，為公司節(jié)省 了 20萬(wàn)元以上的購(gòu)買(mǎi)費(fèi)用，同時(shí) 也為設(shè)備維修同行提供了寶貴經(jīng) 驗(yàn)，充分認(rèn)識(shí)了知識(shí)創(chuàng)造價(jià)值的 內(nèi)涵。 ? 上一篇 —種用于雕銑加工中心切削液的精密過(guò)濾裝置下一篇 ? 基于UG的五軸加工中心虛擬機(jī)床及后置處理開(kāi)發(fā)