林超青

昌河飛機工業(yè)（集團）有限責任公司 江西景德鎮(zhèn) 333002

1 序言

公司一臺XK2935雙龍門機床的主軸在加工過程中會發(fā)生掉電故障，而且頻率越來越高，有時半個小時一次，有時幾分鐘一次，致使機床無法正常加工，處于停機狀態(tài)。但是主軸在空轉時機床不會發(fā)生掉電故障。

2 故障原因分析

機床主軸在銑削過程中出現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)報警，驅動系統(tǒng)的就緒信號丟失，導致沒有驅動使能信號，機床24V直流電掉電。造成這種故障的原因一般有機械因素、電氣因素或兩種因素同時出現(xiàn)。

主軸在銑削過程中掉電而空轉時不出現(xiàn)問題，在機械方面的原因是主軸軸承或其他機械部件損壞，導致主軸旋轉不靈活，加工過程中轉矩增大，模塊輸出電流過電流，數(shù)控系統(tǒng)自動保護，切斷就緒信號和驅動使能信號，機床掉電。

主軸在銑削過程中掉電而空轉時不出現(xiàn)問題，在電氣方面的原因一是主軸驅動模塊有問題，模塊逆變有部分損壞，導致輸出電流小?？辙D時電流能夠滿足要求，而主軸切削時轉矩大，要求輸出的電流也大，于是系統(tǒng)出現(xiàn)報警掉電，這種情況在其他機床上也出現(xiàn)過。

電氣方面的另外一個原因是主軸拉刀信號出現(xiàn)問題，或拉刀傳感器位置處于臨界狀態(tài)，主軸空轉時機械振動小，信號滿足要求。而主軸切削時，主軸振動大，導致開關信號出現(xiàn)問題，信號強度無法滿足要求，系統(tǒng)給出保護命令，機床掉電[1]。

3 故障處理

3.1 主軸機械故障

主軸在加工過程中掉電而空轉時不出現(xiàn)問題，對主軸機械部件進行檢查。用手旋轉主軸，發(fā)現(xiàn)主軸旋轉動作靈活，沒有卡死或異常聲音。用主軸振動測試儀對機床主軸進行狀態(tài)檢測[2]，檢測結果（見表1）表明，機床主軸的整體狀態(tài)和軸承性能技術狀態(tài)良好。

表1 主軸狀態(tài)檢測結果

經(jīng)過主軸檢測和現(xiàn)場測試，機械故障的可能性可以排除。

3.2 電氣原因造成主軸旋轉故障

在電氣方面，對主軸驅動模塊進行檢測，測試結果表明驅動模塊的IGBT等良好，阻值正常，沒有擊穿或失效情況。

還需確認主軸模塊是否存在故障，把該模塊與其他機床同型號的主軸驅動模塊進行互換試驗[3]。更換同型號的主軸驅動模塊后，機床開機進行試切加工，結果發(fā)現(xiàn)機床故障依然存在，而該驅動模塊在原機床上可以正常使用。因此可以判斷主軸驅動模塊沒有出現(xiàn)問題。

對于電氣方面的另一個故障因素——拉刀開關發(fā)生故障的可能性，采用示波器對信號進行實時監(jiān)控和波形記錄，結果發(fā)現(xiàn)機床主軸在進行切削加工特別是振動比較大的時候，拉刀開關信號會出現(xiàn)瞬間丟失，然后會馬上恢復正常，機床緊接著就出現(xiàn)掉電現(xiàn)象。因此可以判斷，機床故障發(fā)生的原因是主軸拉刀開關信號出現(xiàn)問題。

拆開主軸，觀察主軸拉刀開關，發(fā)現(xiàn)主軸拉刀開關的安裝位置處于臨界狀態(tài)，主軸和機床發(fā)生振動時，拉刀開關的位置會出現(xiàn)輕微變化，拉刀開關感應信號于是由1變?yōu)?，導致故障出現(xiàn)。拆下主軸拉刀開關，重新進行安裝和調試，然后進行機床試切加工，故障排除。

4 結束語

機床主軸在發(fā)生故障時，要從機械和電氣兩方面進行判斷和檢查，對機床的主軸機械部件用儀器進行狀態(tài)測試，確定技術狀態(tài)，分析主軸機械部件是否存在問題；電氣部件要利用儀表進行IGBT檢測和互換試驗，確認伺服模塊的技術狀態(tài)，這樣才能最終解決機床故障。