TK6916J 重型數控鏜銑床故障維修案例

陳林邦，蘇 龍

（沈機集團昆明機床股份有限公司，云南昆明 650203）

0 引言

TK6916J 設備（圖1）是公司創新研發的閉式靜壓結構69 系列落地式重型鏜銑床，該系列機床性能優良，加工工藝范圍廣泛，一次裝夾可完成鉆孔、擴孔、鏜孔、切溝槽以及平面的銑削加工。既可加工坐標精度較高的孔系，也可加工大直徑孔系。可選配多種特殊附件，如：自動刀庫系統，切削液外冷、內冷系統等能進一步擴大機床的加工工藝范圍。與數控回轉工作臺及AC 擺頭等選配附件配合使用，能實現五軸聯動加工。廣泛應用于航空、航天、船舶、能源、國防軍工、軌道交通、冶金、工程機械等領域。在山東客戶的使用過程中，出現一些典型故障，具有代表性。

1 光柵尺受污染及龍門軸不同步故障

1.1 故障現象

機床Y 軸頻繁出現“25201，軸Y12 伺服故障報警”；“207900，電機堵轉/轉速換達到擋塊報警”。

1.2 故障分析

圖1 TK6916J 落地式重型鏜銑床

該機型Y 軸配置Y11/Y12 雙電機、雙絲桿、雙光柵驅動反饋系統，電機經同步帶直接驅動滾珠絲杠，由Y11/Y12 組成龍門軸。“25201”報警通常檢查伺服軸的軸數據和驅動器數據是否異常；如果是帶有抱閘的軸，需要檢查抱閘電源是否正常；也可采用原件更換法檢查對應軸的伺服電機、伺服電纜、功率模塊、控制模塊的好壞；如果以上都沒有問題可檢查機械部分是否有卡死或潤滑不足現象。“207900”報警通常是電機內部卡死或傳動鏈卡死致使電機無法運轉。結合兩個報警號及機床Y 軸實際情況，為判斷故障原因，修改Y 軸控制方式為半閉環控制，長時間運行Y 軸未見故障出現。推測報警故障是Y11 或Y12 光柵尺受污染引發雙光柵反饋不一致導致的“25201”和“207900”報警，處理故障時應首先檢查光柵尺部分。

1.3 處理過程

（1）清理工作臺臺面，邊長1 m 方角尺檢查方滑枕懸伸處滑枕座300 mm 處進行主軸畫圈檢查結果為0.025 mm/800 mm，確認懸掛式主軸箱體前后平衡，不需要進行機械平衡調整。

（2）分別在滑枕懸伸出滑枕座0 mm、-300 mm、-600 mm、-900 mm、-1200 mm 處上下移動Y 軸檢查Y11/Y12 電流變化情況為：隨滑枕懸伸長度增加，Y11/Y12 電流呈逐漸減小趨勢變化。

（3）修改Y 軸控制方式為全閉環，以0.02 mm 步距修調Y12 零點偏移使Y12 軸向上偏移，觀察Y11/Y12 電流變化情況時機床出現報警“26106，軸Y12 編碼器2 沒有找到”；“25000，軸Y12 主動編碼器出錯；或“25001，軸Y12 從動編碼器硬件出錯。”

（4）修改Y 軸控制方式為半閉環拆卸主軸箱后側光柵尺防護罩、主軸箱尾部上下風琴罩，拆卸Y12 軸光柵尺讀數頭時發現讀數頭安裝不妥（安裝支架修調不到位），酒精與無塵布多次清潔光柵尺、讀數頭，復裝后運轉Y 軸測試編碼器報警故障消除。

（5）全清Y11/Y12 的零點偏移，回零后重新標定Y 機械零點，并觀察Y11/Y12 電流變化情況異常。

（6）以0.02 mm 步距修調Y12 零點偏移使Y12 軸向上偏移，上下移動Y 軸觀察Y11/Y12 電流變化情況，當修調量達0.137 mm 時Y11/Y12 電流相近，Y 軸上下移動電流（3～8）A，滿足出廠設定調整要求。恢復主軸箱后側光柵尺防護罩、主軸箱尾部上部風琴罩，長時間運行測試確認故障消除。

2 主機附件——萬能銑頭傳動鏈卡死不能分度故障

2.1 故障現象

萬能銑頭Ⅰ號和Ⅱ號分度盤旋轉運動中途卡頓抱死，都不能正常進行分度工作。

2.2 故障分析

公司生產的萬能銑頭，也叫萬向銑頭，銑頭主軸可以在相互垂直的兩個平面內回轉，他不但能完成立銑、平銑的工作，同時，還可以在工件的一次裝夾中，進行任何角度的銑削，主傳動為兩組相互垂直的傘齒輪組。在旋轉中途卡死故障通常情況為傳動鏈故障，故在處理此類故障時應首先檢查傳動鏈。

2.3 故障處理

（1）現場分別松開內外分度盤緊固螺釘，手動正反向檢查內、外分度盤均有卡死現象。

（2）拆卸內、外分度盤緊固螺釘、分度蝸桿，拆卸內、外分度盤檢查發現T 形槽連接鍵及安裝螺釘散落在T 形槽內，其安裝螺釘全部斷裂。

（3）清理T 形槽內散落零部件及鐵屑，檢查T 形槽連接鍵修理毛刺后完好，設法取出斷裂螺釘，檢查發現該面上兩動力傳動鍵松動，拆卸檢查發現該鍵安裝螺釘太短，僅咬合4 牙，更換長度更長的安裝螺釘重新安裝此傳動鍵。

（4）清理、清潔兩分度T 形槽及T 形槽T 形螺母并添加適當液壓油潤滑，復裝修理后的T 形槽連接鍵，檢查T 形螺母在T形槽各向個點移動順暢無干涉。

（5）清理、清潔內外分度盤各安裝面、補充潤滑脂潤滑蝸輪蝸桿及各傳動傘齒輪后復裝內外分度盤。

（6）連接內外分度盤緊固螺釘，手動正反向多次檢查外分度盤均無卡死現象；手動正反向多次檢查內分度盤均無卡死現象。聯機多次運轉測試確認故障消除。

3 主機附件——平旋盤U 軸NC 參數被修改異常，導致平旋盤無法正常使用故障

3.1 故障現象

平旋盤能正常聯機，聯機后平旋盤旋轉運動正常，但在使用U 軸時，設備出現“25201，U 軸伺服故障”報警，導致平旋盤無法正常使用。

3.2 故障分析

平旋盤也叫U 軸刀具，U 軸一般是定義為平行于機床的X軸的軸，U 軸刀具可在U 軸方向實時數控變徑，使鏜銑類機床也能完成過去只能由車床完成的車削加工，在一定程度上擴寬了鏜銑類機床產品的加工范圍，是公司向用戶大力推薦的主機附件之一。該用戶處平旋盤旋轉運動正常，但運行U 軸時出現報警，說明故障情況出現在U 軸運動的傳動鏈中，處理此類故障時應首先檢查U 軸傳動鏈。

3.3 故障處理

（1）正常聯機平旋盤后，測試平旋盤U 軸運動時觀察到平旋盤反向竄動很大，疑似運動時過沖量或反向補償過多。

（2）檢查平旋盤U 軸相關系統NC 參數發現反向補償量達0.81 mm，嚴重超出正常的補償范圍，記錄并清除該補償量，復位操作使反向補償量為0 后再次測試發現竄動量明顯減小。

（3）百分表多次檢查測量平旋盤U 軸反向間隙為0.13 mm，將該值設定到參數中并使其生效后，多次運動檢查平旋盤U 軸反向間隙消除，竄動現象消除，平旋盤整體各項功能正常。

4 主機附件——旋轉工作臺潤滑油液不合格，導致工作臺抖動故障

4.1 故障現象

旋轉工作臺在啟動瞬間及正常運轉過程中均有抖動現象，且隨運轉速度的增大而更加明顯。

4.2 故障分析

該系列工作臺回轉軸采用高精度雙列圓柱滾子軸承，軸系上部采用中心卸荷裝置，其回轉運動導軌采用貼塑滑動導軌與滾動導軌相結合的剛性符合式導軌，使該工作臺具有抗偏載能力強、接觸剛度高、摩擦系數小、耐磨損、吸振性好、高頻振動小、定位精度高、導軌潤滑既可使油膜不被損壞又不會產生污染和浪費等優點，能保證各移動部件的運動平穩性。當運轉出現不平穩狀態時，需要首先檢查導軌潤滑是否充足，滾動軸承是否損壞等，其次檢查傳動箱內部是否故障等。

4.3 故障處理

（1）現場測試發現工作臺抖動現象明顯，抖動現象不止出現在啟動階段，在正常運轉階段也同樣存在，檢查導軌潤滑油發現油液油質不達標，按設計要求更換油液為200 號導軌潤滑油。

（2）現場導軌潤滑測試觀察壓力表未見壓力，拆卸集中導軌潤滑泵保險測量完好未損壞，檢查導軌潤滑泵接線盒接線無誤，測量各工作電壓到位。

（3）系統端檢查距離潤滑間隔設置正常、時間潤滑間隔設置正常，每次潤滑時間設置異常為1 s，修改每次潤滑時間設置10 s，再次打油測試壓力表壓力上升迅速，壓力大小達標。

（4）充分潤滑工作臺后交用戶測試確認故障消除。

5 結束語

通過對設備光柵受污染、龍門軸不同步、附件頭工作異常、旋轉工作臺抖動等故障的分析處理及排除，發現此類大型設備中外部檢測裝置及主機附件部分故障率較高，但只要我們了解清楚其功能和結構，從原理上進行分析，很容易就能找到突破口，在設備維護保養時務必保護好數控系統及伺服系統相關參數不被隨意更改，平常工作中不斷總結出維修該序列產品故障的維修流程，就能大幅度提高維修效率、縮短設備停機維修時間。