HSM600U型5轴高速铣削加工中心故障处理1例

张历栋

中国电子科技集团第39研究所生产保障部 西安市

1.故障现象

1台瑞士GF阿奇夏米尔 MIKRON公司HSM600U型5轴高速铣削加工中心，采用海德汉ITNC530数控系统，交流伺服电机驱动滚珠丝杠（X/Y/Z轴）、摆动（B轴）和回转工作台（C轴），主轴转速18 000～42 000r/min，采用内置水冷和油雾润滑技术。最近该加工中心开机后，X轴移动到任意位置后打开门，显示器上X轴坐标变几十微米，关上门后X轴坐标显示漂动几十微米，每次漂动值完全随机，与X轴停放位置也无关系。故障出现后，系统没有误差监控报警，加工工件精度也正常。

2.故障处理

最初判断故障由光栅尺和编码器引起。按机床操作面板上的程序编辑键 ，再按“MOD”键，输入制造商密码95148，然后按“ENT”键确认，进入机床参数界面。然后按 键，输入参数MP110.0（该参数设置为0，关闭光栅尺；设置为X1，X轴光栅尺电缆插在主计算机mc422的X1接口；设置为X2，X轴光栅尺电缆插在主计算机mc422的X2接口），按“ENT”键确认，搜索参数。将参数MP110.0的值由201改为0，屏蔽光栅尺状态。按键结束，退出系统，关闭机床重新启动，开关机床防护门时，X轴仍然有几十微米的随机漂动，据此判断故障与光栅尺无关。拆下主计算机mc422的硬盘，使用硬盘的GHOST备份镜像覆盖硬盘，装好硬盘，开机启动后，故障依旧，排除系统参数出现问题的可能。

检查加工中心X轴结构（图1），螺母固定在工作台上，交流伺服电机带动同步带驱动丝杠转动，在开关门瞬间，电机确实存在轻微转动。将皮带调节到合理张紧度后开关门，电机仍轻微转动，摘掉皮带，再试，电机还是转动。这些明显表明在门开关瞬间，系统使电机运转。最终确认故障原因是丝杠左端轴承支撑，和螺母、丝杠右端轴承支撑不在同一条线上，导致丝杠弯曲。机床门关闭，门保护开关闭合，驱动上电，螺母要回到系统原来位置，系统驱动电机运转，因此显示器上X轴坐标变化几十微米。门打开后，门保护开关断开，驱动和电机相继断电，丝杠要恢复自由状态，因此螺母位置发生变化（光栅尺读数头与工作台、螺母连接在一起），光栅尺测量出螺母位置变化，X轴坐标变化几十微米。

松开螺母和工作台连接螺栓，使螺母彻底放松，释放丝杠形变，再拧紧连接螺栓，开机进行开关门试验，故障消失，机床恢复正常。

滚珠丝杠的两端轴承与螺母位置必须三点成一线，否则会严重影响机床精度。 W13.12-35

图1 加工中心X轴结构