このような現象に遭遇したことはありますか？FANUC制御装置を搭載したCNCマシニングセンタでは、加工中に主軸回転速度が異常な挙動を示すことがあります。システムに表示される速度が不安定で、高速と低速が交互に変動するのです。超精密CNC加工を専門とし、18年の業界経験を持つラピッドモデルが、効果的な解決策をご紹介します。

1. CNCマシニングセンター主軸の修理前準備

スピンドル速度の異常とは、CNC加工センターからのスピンドル速度フィードバックが設定速度と一致しない（通常は設定速度よりも低い速度が表示される）ことを意味します。場合によっては、動作中に異常な「キーキー」という音が聞こえたり、スピンドルが予期せず加速したり減速したりすることがあります。また、モーターで過電流アラームが作動することもあります。CNC加工センターにエンコーダフィードバックシステムがある場合、システムモニターに表示される速度は設定速度と一致するはずです。スピンドルの伝動にはベルト駆動またはギア駆動のいずれかを使用できますが、最新の機械のほとんどは同期ベルト伝動を使用しています。速度異常は、ベルトの長さが長すぎて滑りが生じたり、スピンドルとエンコーダを接続する同期ベルトに滑りが生じたりすることが原因である可能性があります。潤滑不良やベアリングの損傷も抵抗を生じさせ、スピンドルのスムーズな回転に影響を与える可能性があります。外部信号の干渉も同様の問題を引き起こす可能性があります。

2. CNCマシニングセンターの修理前調査

アイドルモードで運転している場合、スピンドルは低速時のみ回転方向が反転することがあり、速度低下は目立ちません。しかし、高速スピンドル動作時、特に深削り加工を行う際には、速度低下がより顕著になります。

3. 原因分析

  • CNC加工センターシステムからスピンドルサーボアンプ（インバータ）に送られる信号は、外部干渉の影響を受ける可能性があります。
  • 電気回路における電圧不安定性。
  • スピンドルに運動を伝達する同期ベルトの長さや摩耗によって、滑りが発生する場合があります。
  • スピンドルとエンコーダーを接続する同期ベルトが長すぎたり摩耗していたり​​すると、滑りの原因となる可能性があります。
  • エンコーダからサーボアンプまたはシステムへの信号線に干渉が発生する可能性がある。
  • スピンドルの2つの支持ベアリングが損傷している可能性がある。
  • CNC加工センターの主軸の潤滑不良。

4. CNC加工センターのスピンドル故障のトラブルシューティング手順

  1. マルチメーターを使用して、CNC加工センターの電圧を測定してください。電圧が正常で、同じ電源を使用している他の機械も正常に動作している場合は、電圧の不安定性が原因ではないと考えられます。
  2. 潤滑油の液面レベルを確認し、正常な作動範囲内にあることを確認してください。また、潤滑システムに漏れや回路の故障がなく、正常に機能していることを確認してください。潤滑システムが正常に機能している場合は、潤滑に関する問題は除外できます。
  3. 潤滑不良が原因でない場合は、ベアリングを点検してください。長い棒（通常は工具）をスピンドルベアリングハウジングに当て、もう一方の端を耳に押し当てます。異音がないか確認してください。異常音がない場合は、ベアリングが原因である可能性は低いでしょう。
  4. 潤滑不良が原因でない場合は、スピンドルボックス内部に問題がある可能性があります。スピンドルボックスを開けて、スピンドルモーターとスピンドル間の同期ベルト接続部を点検してください。ベルトの張力が適切であることを確認してください。
  5. スピンドルモーターとスピンドルの接続に問題がなく、スピンドルとエンコーダー間の同期ベルトが摩耗している場合は、新しいベルトに交換してください。ベルト交換後、システムは正常なスピンドル速度を表示し、CNC加工センターのスピンドル不具合は解消されます。