Мастерство диагностики шпинделей: точное определение неисправностей и быстрые решения

Шпиндель — сердце вашего станка. Но как и человеческое сердце, это только часть системы. Сервоприводы и шаровые винты, частотные преобразователи, качество воздухоснабжения и СОЖ — всё это может сильно влиять на состояние шпинделя и производительность станка. Если у вас необычные проблемы со шпинделем или станком, не стесняйтесь обращаться к экспертам MSC Machinery Group за помощью в диагностике.

Каковы признаки выхода шпинделя из строя?

• Вибрация, чувствуемая в станке.
• Щелочевые следы на деталях / плохая чистота.
• Выход за допуски по профилю, конусу, округлости детали.
• Невозможность правильно обточить шлифовальный круг.

Что вызывает вибрацию шпинделя?

• Чрезмерная вибрация может быть вызвана: небалансированными гайками патронов и оснасткой, сломанной оснасткой или отсутствующими вставками, слишком длинными выносами инструмента для рабочей скорости (см. руководство: чем больше вынос, тем ниже допустимые обороты).

Я только что установил шпиндель, и он вращается назад!

• Частое явление у трехфазных двигателей с клеммными блоками. Поменяйте местами любые два силового провода — шпиндель пойдет в правильном направлении.

Шпиндель дергается/вибрирует при пуске и плохо работает.

• Признак потери фазы. Проверьте соединения на шпинделе, ЧПУ и разъемах.
• Отправьте шпиндель в MSC для диагностики двигателя и ремонта.

Получаю ошибку «over current» или похожую на ЧПУ.

• Проверьте чистоту, надежность и плотность контактов на шпинделе, ЧПУ и разъемах.
• Проверьте параметры ЧПУ.
• Если обмотка замкнута или изоляция разрушена — отправьте в MSC для оценки и ремонта.

Я только что заменил ЧПУ, и он постоянно срабатывает по защите.

• Начните с проверки базовых параметров привода согласно вашему шпинделю. Примечание: только для асинхронных двигателей.
• Проверьте соединения на шпинделе, ЧПУ и разъемах — чистые, надежные, плотные.
• Если обмотка двигателя замкнута — отправьте в MSC на ремонт.

Шпиндель не вращается.

• Попробуйте крутить вручную. Если вращается свободно — продолжайте. Если нет — активирован при работе или подшипники сильно повреждены. Звоните в MSC.
• Проверьте логику датчиков — корректна ли и читают ли они правильно.
• Проверьте, не течет ли клапан зажимания/разжамания инструмента.

Шпиндель перегревается.

• Проверьте работоспособность системы охлаждения (жидкость, сжатый воздух, электровентилятор).
• Контролируйте ток при резании. Повышенный ток — признак затупленного инструмента или чрезмерной подачи.
• Если шпиндель шумно вращается вручную — вероятно, проблема в подшипниках. Отправьте в MSC для диагностики.

Шпиндель работал нормально, а теперь полностью заклинило.

• Если других проблем нет, проверьте соленоид управления зажимом/разжатием шпинделя на утечки воздуха. Протекающий клапан может привести к контакту вращающихся и стационарных элементов — трение сваркивает их вместе, обычно неремонтно без разборки. Отправьте в MSC для полной диагностики и ремонта.

Шпиндель, кажется, выпускает воздух спереди.

• Это норма для многих шпинделей — часть системы защиты подшипников от загрязнений.

Шпиндель ломает зажимовые пальцы на сменнике инструмента.

• Проверьте компенсации по каждой оси.
• Проверьте тайминг цикла смены инструмента.

Инструмент не зажимается/разжимается или не держит надежно.

• Проверьте, соответствуют ли тяговые шпильки (pull studs) вашему шпинделю.
• Проверьте логику датчиков.
• Проверьте зажимную группу (гриппер-сегменты) на поломки.
• Сборка тяги/пружинного пакета может быть повреждена. Отправьте в MSC на оценку.

Шпиндель останавливается над инструментом, но не хватает его.

• Часто причина — датчик «Tool Open» (часто S2) не считывает правильно. Проверьте правильный ход извлечения перед регулировкой датчика.

Шпиндель не отпускает инструмент (конус HSK).

• Проверьте достаточный ли давление воздуха на шпинделе.
• Проверьте логику датчиков. Неправильное срабатывание датчика «Tool Open» (часто S2) — частая причина.
• Конусы HSK работают на принципе небольшого интерференса между инструментом и конусом шпинделя.
• Поддерживайте легкий слой Lusin G31 на инструменте для улучшения разжатия. Заказ по PDS P/N 999-090-G31.

Шпиндель не отпускает инструмент (конусы ISO или CAT).

• Проверьте давление воздуха на шпинделе.
• Проверьте логику датчиков. Неправильная работа датчика «Tool Open» (часто S2) — типичная причина.
• Согнутая или неисправная тяговая сборка.

Датчики работают неправильно.

• Перед регулировкой датчиков ищите другие корневые причины, меняющие систему.
• Проверьте правильный ход извлечения тяги/зажимной группы. Спецификация зависит от производителя — смотрите в руководстве станка.
• Проверьте давление воздуха на шпинделе.
• Проверьте правильность тяговых шпилек.
• Если тяга в настройке, попробуйте отрегулировать датчик по руководству станка.
• Если датчик не дает сигнал, снимите и проверьте на любом металлическом объекте. Если всё равно нет — обратитесь в MSC за заменой и помощью.

ДРУГИЕ СОСТОЯНИЯ

Высокое радиальное нагружение

• Отказ при слишком высокой подаче для обрабатываемого материала или при высоких подачах с заколовшей/тупой режущей кромкой. Определяется отказом первой из передней пары подшипников.

Высокое осевое нагружение

• Отказ при сильном осевом ударе: втыкание в материал вместо рампового входа или столкновение со столом. Определяется отказом второй из передней пары подшипников.

Небалансированная оснастка

• Отказы при использовании небалансированной оснастки или превышении рекомендуемых габаритов/веса. Симптом — повреждение задней пары подшипников.

Активация во время вращения

• Поршень актуатора контактирует с тягой, пока шпиндель вращается. Причины: ошибки оператора/программы, отказ/нарушение настройки датчиков положения тяги или датчика/реле вращения вала, загрязнение актуатора. Определяется по следам контакта на торцах штока поршня и гайки тяги.

Замкнутая обмотка

• Обычно при неправильном входном питании. Чаще всего — параметры частотника не соответствуют электрическим характеристикам шпинделя. Определяется по опросу клиента.

Заедание инструмента в конусе

• Обычно из-за теплопередачи от слишком крупного инструмента. Также — неправильный ход извлечения тяги из-за загрязнения актуатора или сломанных пружин. Определяется по осмотру тяги.

Проскальзывание инструмента в конусе

• Обычно из-за нагрева при длительных тяжелых резаниях — термическое расширение/сужение конуса инструмента. Также — неправильный ход извлечения тяги из-за загрязнения или сломанных пружин. Определяется по тяге.

Столкновение (Crash)

• Обычно ошибки оператора/программы. Шпиндель упрется в стол или окружающие компоненты на робототехнических применениях. Определяется по физическим повреждениям конуса вала и корпуса шпинделя.

Прочее

• Отказ шпинделя по необычным обстоятельствам: транспортные повреждения, отказ вентилятора, неисправность электронного блока и т.д.

Ранее публиковалось на сайте Precision Drive Systems.