黼与维修嗍ｏｎｄ№ｉ帆撇五轴加工中心电主轴更换后恢复机床精度陈彦君霍卫军耿海洋王洪安（中国北车集团唐山轨道客车有限责任公司，河北唐山０６３０３５）摘要：介绍了五轴加工中心电主轴更换后，机床主轴、Ａ、Ｃ轴零点偏差测量、调整方法，五轴的精度调整和西门子踟Ｄ系统设置。关键词：调整主轴Ａ、Ｃ轴零点偏差五轴精度参数设置中图分类号：ＴＧＳ０２．１３文献标识码：ＡＴｈｅｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎｐｒｅｃｉｓｉｏｎｆｏｒｅＩｅｃｔｒＯ—ｓｐｉｎｄＩｅｏｆ５－ａｘｉｓｍａｃｈｉｎｉｎｇｃｅｎｔｅｒＣＨＥＮＹａｎｊｕｎ，ＨＵＯＷｅｉｊｕｎ，ＧＥＮＧＨａｉｙａｎｇ，ＷＡＮＧＨｏｎｇａｎ（ＣＮＲＴａｎｇｓｈａｎＲａｉｌｗａｙＶｅｈｉｃｌｅＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｔａｎｇｓｈａｎ０６３０３５，ＣＨＮ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｚｅｒｏｄｅｖｉａｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆＡ、Ｃ、ｓｐｉｎｄｌｅ，ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ，５－ａｘｉｓｐｒｅｃｉｓｉｏｎａａｊｕｓｔ－ｍｅｎｔ，ＳＩＥＭＥＮＳ８４０Ｄｓｙｓｔｅｍａｄｊｕｓｔｍｅｎｔａｆｔｅｒｒｅｐｌａｃｉｎｇｅｌｅｃｔｒｉｃｓｐｉｎｄｌｅｏｆ５－ａｘｉｓｍａｃｈｉｎｉｎｇｃｅｎｔｅｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＡｄｊｕｓｔｍｅｎｔｅｔＳｐｉｎｄｌｅ；ＺｅｒｏＤｅｖｉａｔｉｏｎｏｆＡ，Ｃａｘｉｓ；Ｓｐｉｎｄｌｅ；Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｏｆ５－ａｘｉｓ；ＰａｒａｍｅｔｅｒＳｅｔｔｉｎｇ高速五轴ｊｊｎ－ｒ＿中心所采用的电主轴加工技术在航天、汽车、铁路领域都已得到广泛应用。由于电主轴承松开确认信号来自于Ｘ１３．４，该信号被定义为（ＰＡＬ－ＬＥＴＳＥＴＩＮＧＣＨＥＣＫ２采用的陶瓷轴承，寿命周期较短，一般只有６０００—１００００小时，正常使用２年后，需更换的新主轴。电主轴（３）另外就是森精机２００７年以后生产的加工中心，在柜式刀库内，刀套的固定支架改变了设计，取消了原来用于加强稳定、牢固的联结钢板。这样当设备进行重刀交换时，支架受到冲击，会偏离原来的换刀参考点，加工中心报警，使得以后的换刀无法继续进行，这一点需要特别注意。如图１所示，通过两张图片的对比，可以很清楚地看出两者的差别，为了彻底消除这个隐患，需要后期进行加装改造。（４）主轴高压中心出水箱没有防护装置，容易造成液面平衡电动机损坏，损坏后的电动机国内修理困难，如果购买原厂生产的，价格十分昂贵。经过多方查询，后来我们用国内生产的电动机替代，效果良好，但价格只有进口的１／７。该电动机的型号为：ＹＳＢ７１０２ＤＢ一１００。ＩＮ）。找到了信号源，排查出是由于Ｂ轴工作台油路密封磨损，导致润滑油流到了气孔内，回路形成了堵塞，使得气密检测压力开关不动作。这个开关在实际控制中是起到了两个作用，既作为托盘松开确认信号，也用于托盘设置检查。笔者又仔细核对两本手册的编号，和该设备的出厂编号一致，是厂家犯了错误。（２）主轴换刀拉钉机构设计不合理，存在干涉。有一次我们在更换拉钉机构总成里面断裂的碟簧时就遇到了很大困难，需要严格按照先下后上，左右对齐，由外及内等多种步骤才能完成拆装，费时费力费人。同类型的美国加工中心就很好的解决了这一问题，只需要一个人就能完成拆装。５结语目前森精机在国内的占有量不少，随着使用年限的增加，各种故障开始出现。以上是笔者在维修中遇到的几起典型故障说明，希望能对拥有同样设备的维修同行有所借鉴。（编辑孙德茂）图１森精机２００７年前、后生产的加工中心的刀库区别文章编号：１４０１３８如果您想发表对本文的看法．请将文章编号填入读者意见ｉｌ杳表中的相应位置。（收稿日期：２０１３一Ｏｌ一１０）?１４２?硒掣ＺＵ鲁Ｉ等等、｝｛＝≯。Ｈ￥＊ｌＭ万方数据靠轴肩定位、安装在五轴头中间的套筒内，其制造、安装、定位误差直接影响主轴与Ａ、ｃ轴等相关的位置精度，经多年实践，我们发现更换新主轴后，其与Ａ、Ｃ相关精度误差达到为０．０５—０．５ｍｍ，严重影响设备的加工精度，甚至造成废品。所以必须对机床进行相应的精度检测、调整和数控系统设置，使其恢复到机床原来的加工精度，以满足工艺要求。下面以德国ＦＯＯＫＥ五轴加工中为例介绍更换电主轴后机床精度的调整方式和原理，虽然不同品牌电主轴性能不同，但精度调整思路是一致的。１调整五轴头中Ａ轴的零点偏差１．１用标准试棒检测、调整Ａ轴的零点偏差Ａ轴回转轴线平行于直线轴ｘ轴，ｃ轴回转轴线平行于直线轴ｚ轴，Ａ、Ｃ旋转轴线垂直立交。Ａ轴的旋转范围＋９００。Ａ轴的零点偏差为：Ａ轴旋转到０。时，主轴轴线与竖直线的夹角ａ。更换主轴后，Ａ轴的零点偏差线性值Ａａ一般为０．１～０．３ｍｍ，严重影响工件加工表面的平面度和孔的位置精度。Ａ轴零点偏差的调整（见图１）：机床Ａ、Ｃ轴旋转至Ａ＝Ｏｏ、Ｃ＝００，此时主轴处于竖直状态。在主轴上安装型号：ＨＳＫｌ００（与主轴所采用刀具刀柄的型号一致）的标准试棒，试棒直径钟０ｍｍ、长度３００ｍｍ。百分表吸于工作台上，百分表指针打在检验试棒侧母线最高点，用手轮上、下移万方数据Ｒ硎ｎｇａｎｄ№Ｉ悯艄黼与维修ＭＤ３４０９０：￥ＭＡ—ＲＥＦＰ＿ＭＯＶＥ—ＤＩＳＴ＿ＣＯＲＲ［２』＝０修改后一ＮＣＫ复位一数据生效。重复检测Ａ轴零点偏差，当△ｄ≤０．０１ｍｍ即可满足使用要求。１．２用雷尼绍ＲＭＰ６０探头程序测量Ａ轴的零点偏差在实际工作现场，有时没有配备标准试棒，五轴加工中心一般配有雷尼绍ＲＭＰ６０探头测量系统。用雷尼绍探头和科学的测量程序可方便检测Ａ轴零点偏差。经多次实践，发现用此方法测量的数值与用标准试棒测量的Ａ轴零点偏差数值基本一致，能保证工件加工精度。测量原理（见图２）：在工作台上安装一个固定块，激活雷尼绍探头。让机床旋转至Ａ＝０。、Ｃ＝０。，移动ｘ、ｙ、ｚ轴接近测量位置，移动ｙ轴让探针接触工件，读取数据ｒ５。ｙ轴退回，旋转Ａ、ｃ轴至Ａ＝ｏ。、Ｃ＝１８００再读取数据ｒ６。Ａ轴零点偏差为ｒ。。此数值可在机床操作界面显示，程序如下：ｄｅｆｓｔｒｉｎｇ［１００］ａｓｄｌ；定义字符串变量用于记录测量数值ｄｅｆｓｔｒｉｎｇ［１００］ａｓｄ２；定义字符串变量用于记录测量数值ｄｅｆｓｔｒｉｎｇ［１００］ａｓｄ３；定义字符串变量用于记录测量数值ｄｅｆｉｎｔａｂ＝Ｏ；定义整数ｄｅｆｓｔｒｉｎｇ［１００］ａｓｄ４；定义字符串变量用于记录测量数值ｔ１４；取出探头ｒＩｌ６换刀ｄｌ取出刀具尺寸妒ａｏｃ０Ａ、Ｃ回零点ｓｕｐａ取消以前其他刀具偏置ｉｆ￥ＡＣ＿ＭＥＡ［１］＝＝０Ｇ（ＹＩｕＦ＿ｅｎｄ；检测测量是否成功，否则程序结束，检测失败ｒ５＝￥ＡＡ—Ｍｍ［Ｙ］；测量值读人到ｒ参数５中ｙ－３７０ｆ３０００ｌ，轴退回ｇｏｃｌ８０Ｃ轴转１８０。ｓｐｏｓ＝１８０主轴旋转１８０。，用于排除探头自身误差ｍｅａｓ＝１９ｌｙ－４１０ｆ３００：Ｃ轴１８０。时测量基准点移动ｙ轴开始测量ｉｆ￥ＡＣ＿ＭＥＡ［１］＝＝０ＧＯＴＯＦ＿ｅｎｄ；检测测量是否成功，否则程序结束，检测失败ｔ６＝￥ＡＡ—Ｍｍ［Ｙ］；测量值读人到ｒ参数６中ｙ－３７０ｆ３０００ｙ轴退回ｍ８５关闭探头ｒ７＝ｒ５一ｒ６；计算偏差将偏差换算成角度Ａ轴偏差机床信息提示栏显示测量结果可在此栏目中看到测量数据ｇｌｇｌｒ１９＝ｒ７／２ｒ８＝ａｔａｎ２（ｒ１９，５３５．８）；ａｓｄｌ＝”ｃＯ＝”《１５：ｗｒｉｔｅ（ａｂ，”ｃｈａｃｋ—ａ＿ａｘｉｓ＿ｓｐｆ＇，ａｓｄ２）ｗｒｉｔｅ（ａｂ，”ｅｈａｅｋ—ａ＿ａｘｉｓ＿ｓｐｆｆ，ａｓｄ３）ｗｒｉｔｅ（ａｂ，＂ｃｈａｃｋ—ａ—ａｘｉｓ＿ｓｐｆ＇，ａｓｄ４）一ｅｎｄ：黼与维修嗍ｍｄ㈣ｍ１７程序结束２调整Ｃ轴的零点偏差Ｃ轴旋转角度范围为±１８０。。Ｃ轴的零点偏差（见图２）：当Ａ、Ｃ轴旋转至Ａ＝９００、Ｃ＝０。时，为主轴轴线与Ｘ轴轴线的夹角。更换主轴后Ｃ轴的此偏差Ｈ（｝Ｊ珍一般为０．１～０．２ｍｍ，直广与／主轴接影响工件垂直面的加工精度。Ｃ轴零点偏差＼的测量、补偿方法（见图１一３）与Ａ轴的零点偏差测量补偿方法相同。也可用雷尼绍探头图２ｃ轴零点偏差的调整测量Ｃ轴的零点偏差，其测量程序与Ａ轴的点偏差程序相同，只是Ａ、Ｃ轴的摆动角度不同。』）外ｊ，：轴／／ｌＨ，Ｈ－—－?－?Ｊ主轴一Ｔ一图３ｃ轴零点偏差的调整、测量３五轴精度的调整、设置五轴联动加工中心要实现空间曲面的加工，数控系统必须配有相应的五轴转换软件，并对机床相关参数进行设置、调整。在斜面、曲面加工中，使用五轴转换ＴＲＡＯＲＩ指令，即使刀具的刀尖永远与曲面上加工点的切线垂直。要实现此功能，需要在机床ＮＣ参数中设置Ａ轴回转中心至电主轴端面距离日（图３）。更换电主轴后日的尺寸误差为０．０２—０．５ｍｍ，严重影响工件曲面的加工精度。下面介绍日值的测量、调整方法（见图３）：让机床Ａ、Ｃ轴旋转至Ａ＝９００、Ｃ＝０。，主轴处于水平状态。百分表指针打在试棒下母线的最低点，此时百分万方数据表小指针在１－ｎｍ位置，大指针在“０”ｍｍ位置，记下此时ｚ轴的坐标位置（如Ｚ，＝一７１５．８４ｍｍ），百分表在此位置保持不动。提起ｚ轴，让机床Ａ、Ｃ轴旋转至Ａ＝一９００、Ｃ＝Ｏ。，向下移动ｚ轴，百分表指针打在检验试棒的下母线最低点，当百分表在１ｒａｉｎ位置，大指针在０ｍｍ位置时，停止移动ｚ轴，记下此位置ｚ轴坐标（如乙＝一７１５．８６ｍｉｌｌ）。用手轮将ｚ轴提升，取下试棒，旋转至Ａ＝００，向下移动ｚ轴，使主轴端面接触百分表指针，当百分表在１ｍｉｌｌ位置，大指针在０ｒａｉｎ位置时，停止移动ｚ轴，记下此位置ｚ轴坐标（如Ｚ，＝一４３５．７１ｉｎｎｌ，检验试棒的直径Ｄ＝４０ｍｍ）。计算数值：日＝Ｚ３一（ｚｌ＋乙）／２＋Ｄ／２＝一４３５．７１＋（一７１５．８４—７１５．８６）／２＋４０／２＝３００．１４ｍｍ进入ＮＣ参数界面：先将参数ＭＤ２４５００、ＭＤ２４５５０中的数据设为零，ＮＣＫ复位，ＮＣ修改数据生效。再进入ＮＣ参数界面将测量数据输入到下列参数中：ＭＤ２４５００：￥ＭＣ＿ＴＲＡＦ０５一ＰＡＲＴ＿ＯＦＦＳＥＴ＿Ｉ［０］＝Ｏ（五轴转换的偏移矢量）ＭＤ２４５００：￥ＭＣ—ＴＲＡＦ０５一ＰＡＲＴ＿ＯＦＦＳＥＴ＿Ｉ［１］＝０ＭＤ２４５００：８ＭＣ＿ＴＲＡＦ０５一ＰＡＲＴ＿ＯＦＦＳＥＴ＿Ｉ［２］＝一Ｈ（一３００．１４）ＭＤ２４５５０：￥ＭＣ＿ＴＲＡＦ０５一ＢＡＳＥ＿ＴＯＯＬ＿Ｉ［Ｏ］＝０（五轴转换激活时基本刀具矢量）ＭＤ２４５５０：￥ＭＣ＿ＴＲＡＦ０５一ＢＡＳＥ＿ＴＯＯＬ一１［１］＝ＯＭＤ２４５５０：￥ＭＣ＿ＴＲＡＦ０５一ＢＡＳＥ＿ＴＯＯＬ＿Ｉ［２］＝Ｈ（３００．１４）执行ＮＣＫ复位，该数据生效。校验日值：重复以上工作，检测日（３００．１４）误差≤±０．０１ｍｍ即可满足加工精度要求。４机床主轴准停点调整、设置加工中心执行自动换刀指令时，主轴需要定向停在某一固定角度。这就需要对主轴的零点偏差进行调整。否则换刀时会出现卡刀、撞刀、飞刀等故障。让机床旋转至：Ａ＝９０。、Ｃ＝９００、主轴ＳＰ＝０。主轴处于水平状态。安装主轴检验试棒（或刀柄），将水平仪放在试棒定位槽上面，当水平仪水平误差≤ｏ．０３ｍｍ时，可实现自动换刀。水平仪水平误差读数Ｉ＞０．０３ｍｍ时。调整如下：用手轮旋转主轴，使水平仪水平误差读数≤０．０３ｍｍ，此时操作界面显示主轴旋转的角度ｐ，进入操作界面一启动一轴数据一ｓＰ轴一ＮＣ参数：ＭＤ３４０９０：￥ＭＡ＿ＲＥＦＰ＿ＭＯＶＥ—ＤＩＳＴ—ＣＯＲｎ［０］＝原数值＋口（采用伺服电动机编码器即第一套测量系统测量主轴旋转角度时，补偿值放在此位置即原数值＋０）ＭＤ３４０９０：￥ＭＡ—ＲＥＦＰ＿ＭＯＶＥ—ＤＩＳＴ＿ＣＯＲｎ［１］＝０ＭＤ３４０９０：￥ＭＡ—ＲＥＦＰ＿ＭＯＶＥ—ＤＩＳＴ＿ＣＯＲＲ［２］＝ＯＮＣＫ复位，ＮＣ参数生效。可通过几次调整，当水＠糌１４弋；；扩２ｕ年帚ｌ朋Ｒ删旧ａｎｄⅢｍ咖嗽改装与维修数控机床无报警故障维修一例沈来彪（中国电子科技集团公司第２９研究所，四川成都６１００００）摘要：介绍了一数控机床无报警故障的维修过程，对其维修过程中容易产生的误区做出了说明。并对该类故障的维修总结了一些方法。供同行参考。关键词：数控机床刀塔ＦＡＮＵＣ系统ＰＭＣ诊断及维修中图分类号：ＴＨｌ７文献标识码：ＢＡｎｅｘａｍｐｌｅｏｆｔｈｅＮＣｍａｃｈｉｎｅｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｗｉｔｈＳＨＥＮＬａｉｂｉａｏｎｏａｌａｒｍｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ（２９”ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ。ＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＧｒｏｕｐＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００００，ＣＨＮ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓａｌａｒｍａｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｐｒｏｃｅｓｓｔｈａｔｈｏｗｔｏｒｅｐａｉｒａｍａｌｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅＮＣｍａｃｈｉｎｅｗｉｔｈｎｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ａｄｖａｎｃｅｓｓｏｍｅｍｉｓｔａｋｅｎｉｄｅａｓｔｈａｔｓｈｏｕｌｄｂｅａｔｔｒａｃｔｅｄａｔｔｅｎｔｉｏｎｉｎｔｈｅｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｐｒｏｃｅｓｓ，ａｎｄｓｕｍｍａｒｉｚｅｓｓｏｍｅｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｄｅａｌｉｎｇｗｉｔｈｔｈｉｓｔｙｐｅｏｆｍａｌｆｕｎｃｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＮＣＭａｃｈｉｎｅ；Ｔｕｒｒｅｔ；ＦＡＮＵＣＳｙｓｔｅｍ；ＰＭＣ；ＤｉａｇｎｏｓｉｓａｎｄＭａｉｎｔｅｎａｎｃｅ１故障现象本单位一台数控车床（哈挺ｃｏｂｒａ４２，配置ＦＡＮＵＣ检测开关有故障，于是在故障现象出现时，调出ＰＭＣ状态显示画面，查看刀塔锁紧信号硒．５的状态，发现其状态为１，表示刀塔已经锁紧，检测开关正常，这与最初的推断想悖。２１ｉ—ＴＡ系统）在自动运行过程中，时常出现中断现象，此时机床冷却液打开，主轴仍在旋转，但没有进给，即ｘ轴、Ｚ轴不动。机床一直保持这种状态，并且没有报警信息输出。根据经验无法继续检查下去，并且没有报警信息给予提示，转而求助于系统自带的诊断功能，在机床出现故障时，调出ＣＮＣ诊断画面，发现诊断号０００为１。该诊断号的含义为：在执行辅助功能——Ｍ功能、Ｓ功能、Ｔ功能、Ｂ功能后，等待这些辅助功能完成的信号。如果该状态为１，表明程序在自动运行中中断，等待辅助功能完成信号。结合本例，可以推断程序在自动运行中中断是在等待换刀辅助功能完成的信号。为了进一步向下查找原因，调出ＰＭＣ梯形图显示画面，查找２故障诊断通过对机床自动运行时的仔细观察，最终发现了一个规律：机床总是在执行换刀指令如Ｔ０２０２、Ｔ１出现，出现时也并不是在固定的某把刀位。发现上述规律后，根据经验首先怀疑刀塔锁紧的平仪水平误差读数≤０．０３ｍｍ，达到主轴零点偏差的精度要求。保证机床换刀功能和特殊加工的实现。１１１后出现该故障现象，但该故障现象并不是每次换刀都Ｇ４．３线圈（Ｇ４．３的含义：Ｇ４．３为０表示执行辅助功参考文献［１］闻邦椿．机械设计手册［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２０１０．［２］吴玉厚．数控机床电主轴单元技术［Ｍ］．北京：机械工业出版５结语电主轴更换后，通过以上方式精度测量、调整，可保证主轴与Ａ、Ｃ轴的相关精度误差≤０．０１ＢＩｎ，避免其制造、安装误差引起的机床精度下降，可有效恢复机床的精度，实现五轴加工中心高速、高效、高精度的加工目标。社．２００６．［３］张佰霖．高速切削技术及应用［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００２．作者：陈彦君，女，高级工程师，主要专业领域为装备技术。主要成果为３００公里动车组制造技术研究。（编辑谭弘颖）文章编号：１４０１３９（收稿日期：２０１３—１１—２０）国等等等吣；；’ｚｕｌ＿｝￥。Ｍ如果您慧发表对本文的看法。请将文章簟号填入读者意见调查裹中的相应位置。万方数据五轴加工中心电主轴更换后恢复机床精度

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Manufacturing Technology & Machine Tool2014(1)

参考文献(3条)

1.闻邦椿 机械设计手册 2010

2.吴玉厚 数控机床电主轴单元技术 20063.张佰霖 高速切削技术及应用 2002

引用本文格式：陈彦君.霍卫军.耿海洋.王洪安.CHEN Yanjun.HUO Weijun.GENG Haiyang.WANG Hongan 五轴加工中心电主轴更换后恢复机床精度[期刊论文]-制造技术与机床 2014(1)