五轴机床维修实例

五轴加工中心一般是根据第四轴、第五轴安装位置不同分如下几类：

1、 第四轴、第五轴全部安装在主轴位置上，通过旋转第四轴、第五轴来改变主轴的加工角度，这种结构在大型龙门机上应用最为广泛。主轴结构有两种：A、固定在两个回转轴上的电主轴，当回转角度为n*360℃时，给电主轴供电、供油及爪刀回路必须用滑环连接，如果主轴带中心出水功能，滑环上还必须有提供冷却水的回路，制造成本相对较大；当回转角度小于±360℃，电主轴的油、电、水回路采用盘绕形式，成本会降低很多。B、主轴电机通过齿轮组将转动能量穿过旋转轴内腔，由伞形齿轮等传递到主轴的机械结构主轴，爪刀回路通常采用工艺油孔传导。回转轴的驱动分为：A、两个力矩电机相套各自独立驱动；B、一个力矩电机和一组蜗轮蜗杆（或齿轮组）相套各自独立驱动；C、两组蜗轮蜗杆（或齿轮组）相套各自独立驱动；D、利用主轴电机分时分功能驱动，当需要变换某个旋转轴角度时，通过液压电磁阀变换齿轮连接后，主轴电机通过全闭环编码器实现精密驱动，这类结构不能实现联动；E、大的回转角度有主轴电机驱动，精度角度分别由有安装在主轴头上的带有编码器的伺服电机驱动，回转精度可达1/10000℃。

2、 第四轴安装在主轴位置上，通过摆动主轴刀具的切削角度完成空间造型；第五轴安装在工作台面上，通过变化工件的放置角度完成空间造型。后者分为两类，一类是工作台整体旋转；一类是安装在固定工作台上的辅助工作台或夹具旋转。

3、 工件装夹在第四轴和第五轴上，通过旋转和摆动工件，来实现空间造型。这类结构适合于加工工件的体积小、重量轻的机床。种类有：悬臂式B、C旋转轴；固定在45度斜床身面上的A、C旋转轴；摇篮式A、C旋转轴；安装在水平工作台面上辅助旋转轴等。

本人从事数控机床维修20多年，遇到过各类问题，现将对维修中遇到旋转轴故障进行整理，列出部分案例，供大家借鉴。

西班牙丹诺巴特落地镗铣床，型号FS-6000。

结构方式：在主轴头位置有两个旋转轴，利用主轴电机驱动，来确定刀具的加工角度，不能参与联动；水平工作台上放置2000mm×2000mm的回转精密数控转台B轴，与其它直线轴配合实现联动，为6轴4联动机床。

故障现象：B轴运动时，出现剧烈抖动。

情况了解：1、数控系统为西门子840C，转台为西班牙ZEATZ-FIXTURE产品，型号PH-ACNE-2000。2、转台多年前出现该故障，经多人多次修理，没有修好，工作台旋转功能一直不能使用，目前因工件加工要求必须恢复。

修理步骤：1、调整伺服增益、伺服反馈、跟随误差等设置及参数，无明显变化。2、将系统设为半闭环，抖动基本消失。3、将工作台吊起，检查圆光栅、伺服电机、连线、接头等，无异常。4、逐步对工作台进行解体检查，****现变速箱固定螺丝有一个断裂，更换螺丝，重新装配后，抖动明显减小，但仍不能达到工作要求。5、对转台进行再次解体，拆下联轴器、伞齿轮、变速箱及变速箱内部各齿轮轴、蜗杆等，进行清洗检查，****现多处有磨损痕迹，修配并进行紧密装配调整，运行B轴，抖动基本消失，操作工认为已经完全满足本次工件加工的要求；反复观察、监听，B轴在旋转时****出的声音仍有不均匀感觉。6、调整系统增益、反馈，直至不均匀感完全消失。7、B轴反复变换速度及连续正常运行2小时，开始正常生产；设备交付使用至今有2年多时间，B轴运行一直未****生异常。

分析总结：1、设备在长期使用时，因某种因素（撞击、磨损、原始装配等）造成机械传动链产生间隙，使系统的刚性变差；由于该轴为全闭环系统，系统会不断的反复的加脉冲或减脉冲；传动链各连接点始终处于异常连接状态，长期以往，故障逐步扩大。2、在维修时，既然****现有螺丝断裂，就要查找根源，一次全部解决，避免返工造成时间上的浪费。

法国佛雷斯特里内（FOREST-LINE）的动柱式五轴联动龙门加工中心。型号：HENRI-LINE 8180，X轴行程10米，Y轴行程5米，Z轴行程1.2米。

结构形式：第四轴（C轴）、第五轴（B轴）全部安装在主轴位置上的机械主轴形式，旋转轴的回转角度均小于±360度，C轴电机齿轮驱动、B轴蜗轮蜗杆驱动，两轴相套实现空间角度变化，俗称万能头；型号为：RM4O。

故障现象：1、机床在高速运动中****生撞击，造成B轴的轴向、经向出现明显的错位，相差3mm以上；2、B轴夹紧、松开无动作，机床无法正常工作；3、C轴出现错位，精度丧失,直径200mm范围内，误差超过0.6mm。

修理内容及步骤：1、组织行业资深专家进行会诊，并多次与设备制造厂家技术人员进行沟通，确定修理方案。2、制作专用工具及夹具。3、对万能铣头进行分解。4、对损坏部件进行制作，对损伤部件进行修理；A、B轴传动齿轮碎裂，重新制造；B、B轴推动油缸错位、拉伤，修复拉伤部位；C、B轴回转轴承支架损伤、轴承错位，修复损伤部位；D、B轴伸缩外桶壁损伤，修复损伤部位；E、B轴止推轴承支架受损，修复支架；F、主轴传动齿轮副错位，调整；G、主轴轴向、经向错位，调整；H、C轴错位，调整；I、部分密封移位、7副密封变形损伤，更换三副、修复4副；K、主轴刀柄椎孔损伤，精密修配。5、对万能铣头进行精密修配。6、调整B轴精度。7、调整C轴精度。8、调整主轴定位精度。9、对机床系统进行检查。10、配合操作工进行机床空运行。

总结分析：1、对价值较高的关键设备，操作人员、编程人员要格外小心；2、机床结构复杂，拆卸式做标记、摆放最为关键。

意大利FPT落地镗铣床，型号：AREA T

结构形式：第四轴（A轴）第五轴（B）安装在主轴位置，主轴驱动通过液压变位改变旋转轴的粗略位置，各旋转轴的伺服驱动精确定位，确定刀具的空间角度；主轴动力通过机械传动从旋转轴内腔传出。