工业用视频内窥镜在故障诊断中运用实例

　　0　简介

　　本单位的超精密数控车是北京精密机床厂生产的一台高精度CNC车床,可用于小于0·5mm切深的半精加工及精加工。其主轴采用了空气静压轴承,所以精度很高。加工精度:有色金属零件圆度可达1μm,表面粗糙度可达Ra0·1μm;黑色金属零件圆度可达5μm,表面粗糙度可达Ra0·8μm设备在长期使用后,其主轴系统经常出现故障,主轴在进行零件加工时偶尔发出尖叫声,发生故障的频率随着设备的使用时间推移越来越平凡,最后发展为主轴卡死,致使设备不能正常使用。在设备初期出现异响时,维修部门对设备进行检查维修,检查时发现在设备不装夹工件时,主轴旋转正常,在使用真空夹具装夹工件后,主轴旋转出现异常,初步推断设备的真空夹具系统存在问题。但是因为设备生产厂家要求使用方不能自行拆卸设备主轴,所以使用常规的诊断方法无法看到设备故障点内部发生的具体情况,一直无法对设备的故障进行彻底检查,致使设备故障一直无法排除。为了解这一问题,我单位装备了新的故障诊断设备工业用视频内窥镜,通过内窥镜顶端采集到的图象传输到电视监视器上显示出来,在不用对设备进行拆卸的条件下,就可以对故障点的内部进行观察和判断,大大提高了对设备故障的鉴别率和可靠性。同时在内窥镜的电视图象上引导故障排除的操作,顺利完成设备故障的排除工作。

　　1　设备相关部分介绍

　　设备主轴系统包括主轴、空气静压轴承系统、真空夹具系统和主轴传动系统四大部分。主轴是设备主轴系统核心零部件,是一个经过超精加工的轴类零件。主轴传动系统采用卸荷皮带轮结构,以便减少动力源部分对主轴精度的影响。

　　设备为达到很高的精度,主轴采用了空气静压轴承,这种结构使主轴系统具有较小的摩擦,极小的温升。设备主轴可以达到很高的精度。具体数据如下:主轴径向跳动为0·5μm;主轴轴向窜动为0·5μm。为保证设备气动系统的需要,设备专门配备一套压缩空气回路(参看图1),压缩空气从外部进来,经过第一粗过滤器进入干燥器。从干燥器出来的压缩空气经过一道精过滤器及减压阀减压到4×105Pa后供主轴使用。

　　同时为了便于工件的装夹,设备配备了一套真空夹具系统,为保证其真空夹具系统工作需要,设备专门配备一套真空回路(参看图2),输出一路真空,使用真空度为负40kPa。在回路中,电磁阀起关闭真空回路的作用,真空继电器起报警保护作用。当断电时,或真空度降到一定程度时,真空继电器动作,机床断电,同时电磁阀把真空泵端管路封死,防止真空泄漏。此时真空罐供应真空,维持较短时间,防止主轴由于惯性作用,不能马上停车,而使所吸工件飞出。