■ 摇篮式结构五轴机床,在使用过程中可能会发生五轴精度超差、零件报废及 A、C 轴伺服单元烧毁现象,
摇篮式结构五轴机床,在使用过程中可能会发生五轴精度超差、零件报废及 A、C 轴伺服单元烧毁现象,在此我们分析一下原因。
机床的五轴精度不稳定,变化较大,造成的可能原因较多,比如机床部件磨损,有间隙 ; 检测元件有问题 ; 机床部件发热,造成热稳定性差 ;机床的加工方式不符合机床的结构要求等。下面就具体分析造成精度不稳定、伺服单元经常烧坏的可能原因。
(2)检测元件有问题。机床的检测元件光栅尺和编码器出现问题,如安装距离不合适,信号处于临界状态等也会导致机床精度不稳定。通过检测和分析机床的运行日志,没有发现机床有位置检测元件报警信息,因此,由于机床的检测元件导致五轴精度不稳定的可能性可以排除。
(3)机床部件发热,造成热稳定性差。如果机床的部件由于各种原因发热,会导致部件膨胀变形,精度严重丧失。
(4)机床的加工方式不符合机床的结构要求。由于机床是摇篮结构,如果 A 轴在加工时有较大角度,并且持续时间较长,又不对 A 轴锁紧,由于翻转力矩作用,导致精度保持性较差,A 轴电动机电流大、温度高且持续工作,因此伺服单元的稳定性也下降,可致使功率模块损坏。
从上面机床精度稳定性差的原理分析可以看出,虽然力矩电动机磨损小、速度快,但力矩电动机发热量大,如果冷却系统工作不良或有问题,致使冷却量不够,就会造成机床的五轴精度稳定性差,伺服单元经常损坏,甚至电动机烧坏。
由于原有的冷却系统无法满足要求,因此需要对冷却系统进行技术改造,增加一套水冷空调系统,控制线路与原有的线路进行相应的并联、串联。冷却系统改造完成后通电测试,A 轴电动机在 A 轴 90°位置,A 轴不锁紧的情况下,持续3h,A 轴电动机温度保持在 55℃以下,C 轴电动机温度 50℃,A 轴支座保持冰凉不发热,温度≤ 23℃。如果 A 轴角度较小,则电动机温度保持在 20℃,C 轴电动机温度 32℃。对机床进行多次精度测试,机床精度保持稳定,主轴锥孔和刀柄微热,保持正常状态,因此可以确认改造效果良好,达到预期目的。