數控車主軸編碼器安裝不良故障排除一例

湖南天雁機械股份有限公司 (421005) 周小偉

1.主軸轉速檢測

具備車螺紋和(或)恒線速切削功能的數控車床都裝備了主軸速度檢測。本例中的車床使用FANUC 系統，檢測元件使用FANUC 增量式光電脈沖編碼器。編碼器安裝方式為編碼器與傳動箱直接聯接(見附圖)，傳動箱傳動軸上的同步帶輪通過同步帶與裝在主軸上的同步帶輪相連。編碼器、安裝底板與傳動箱的聯接以及皮帶輪齒未畫出。

主軸編碼器安裝圖

2.故障現象

最先的故障現象為加工途中偶爾出現進給不穩定和時快時慢的現象，但沒有引起重視。其后又出現過傳動編碼器帶輪的皮帶斷裂而撞壞刀具的現象，當時只是認為皮帶質量問題而更換了事。最后是在換皮帶后不久出現進給突然加快很多又撞壞刀具，但皮帶未斷裂的現象。

3.故障檢查、分析及處理

檢查中現場修理人員反映此設備的主軸編碼器不耐用，上一個只用了一年多就壞了，現在這個好像又壞了，高度懷疑編碼器安裝質量有問題。筆者檢查發現，搖動編碼器軸時有輕微晃動。把編碼器再裝到傳動箱上檢查發現帶輪軸竟然有明顯的串動現象。估計傳動箱內的零件配合間隙有問題或軸承損壞(見圖1)。拆解圖1 部分零部件檢查，結果發現傳動箱中軸承完好，調整環高度不足造成串動并發現帶輪局部有與安裝底板上一個用于把傳動箱體固定在安裝底板上的螺釘相擦的痕跡。這樣，在主軸帶動圖中帶輪轉動時，由于帶輪局部與安裝板上的螺釘相擦以及調整環高度不足引起的間隙和軸承游隙的存在，會造成帶輪軸串動及徑向跳動。由于帶輪軸與編碼器的軸通過平鍵聯接，那么就使得帶輪串動時編碼器軸也會晃動，從而導致轉速測量失準。又因為我們編程時進給指令用的是每轉進給，所以就會引起進給不穩。那么，為何這樣的晃動會造成檢測失準呢?這是由光電脈沖編碼器的結構和工作特點決定的，這里不再多說。為何又會出現調整環高度不足問題呢?經查，調整環是上一次換編碼器時自配的，換了編碼器后并未嚴格檢查高度是否合適就投入運行。更換一個較厚的調整環，消除帶輪串動后設備就運轉正常了，至今已正常運行6個月。由此看來，由于此種編碼器安裝結構不能自動消除軸向間隙，在更換編碼器后必須配作調整環才能保證安裝良好。這也告訴我們，更換編碼器一定要搞清楚其安裝結構和傳動原理，看是否需要做必要的調整來確保維修質量，再就是設備一旦出現異常要及時查找原因，及時解決，以免造成更大、更多的損失。