郝全生,郝立萍

(中航工業(yè)沈陽黎明航空發(fā)動機(集團)有限責任公司,遼寧 沈陽 110043)

1 機床系統(tǒng)組成

ZT-018數(shù)控電火花小孔加工機床采用6軸混合伺服控制,從結(jié)構(gòu)上分CNC系統(tǒng)控制、伺服控制、脈沖電源、機床主體及輔助裝置等部分,控制機是工業(yè)PC機,伺服系統(tǒng)采用松下交流伺服驅(qū)動,主軸為直流電機,Z軸采取電壓間隙調(diào)節(jié)控制。

2 機床常見故障及其原因分析

2.1 旋轉(zhuǎn)頭故障

旋轉(zhuǎn)頭是電極的夾持部分,帶動電極旋轉(zhuǎn),發(fā)生故障時,表現(xiàn)為運動旋轉(zhuǎn)頭不轉(zhuǎn),這樣在機床加工時無法保證加工效率和質(zhì)量。其原因有:①帶動旋轉(zhuǎn)頭的減速器故障,即自身機構(gòu)損壞而引起旋轉(zhuǎn)頭不轉(zhuǎn);②旋轉(zhuǎn)頭故障。旋轉(zhuǎn)頭內(nèi)部中心軸,通有高壓、高速流動的工作液,由于密封體及密封圈更換頻繁,常有水(工作液)滲透到旋轉(zhuǎn)頭軸承,在旋轉(zhuǎn)頭旋轉(zhuǎn)時,軸承滾珠就在電加工過程中有被電蝕的概率,在軸承遭到破壞性的損傷后,使旋轉(zhuǎn)頭旋轉(zhuǎn)受阻,造成旋轉(zhuǎn)困難或卡死等問題;③減速器電機故障。帶動減速器的電機沒有旋轉(zhuǎn),原因是電機本身或控制電機旋轉(zhuǎn)的電器部分發(fā)生問題,如:供電電源、連接電纜及接口控制板等。

2.2 伺服運動軸故障

故障是一個或幾個軸不能運動。原因有:驅(qū)動器、編碼器、運動副過載或連接電纜等出現(xiàn)問題。

2.3 放電加工問題

放電加工不好主要表現(xiàn)為燒孔、電極彎、加工速度不正常甚至不能放電等。其原因有很多:脈沖功率板、整流橋、大功率二極管、電極線與夾具聯(lián)結(jié)等原因,還應(yīng)注意脈沖峰值電流、脈寬、脈間等參數(shù)及旋轉(zhuǎn)頭狀態(tài)、導(dǎo)向器及介質(zhì)的影響等。

3 機床故障維修實例

(1)實例1:高頻電源問題的維修

故障現(xiàn)象:手動狀態(tài)下,S軸正反兩方向能正常運動,但在程序加工時,S軸不動。

分析與處理過程:手動狀態(tài)下,S軸可正反兩向運動,說明S軸計算機給定及S軸整個伺服系統(tǒng)應(yīng)該是正常的。但在程序狀態(tài)下S不動,就應(yīng)從加工狀態(tài)時發(fā)出S軸指令方面考慮。因為電火花間隙自動調(diào)整是將間隙電壓轉(zhuǎn)換為頻率信號,加方向判別觸發(fā)給出指令信號到伺服,若檢測到無電壓時則停止S運動。所以,檢查加工時電極電壓,發(fā)現(xiàn)無高頻電壓,再檢查高頻電源,發(fā)現(xiàn)高頻電源整流橋壞,更換后機床恢復(fù)正常。

(2)實例2:計算機與驅(qū)動器聯(lián)接電纜方面的維修

故障現(xiàn)象:Y軸不能回零,回零到最后計算機屏幕出現(xiàn)Y報警。

分析與處理過程:計算機顯示 Y軸報警,檢查Y軸驅(qū)動器,報警窗口顯示16號;查驅(qū)動器報警資料,16號是伺服過載問題;再觀察 Y軸所處位置,是機床絲杠末段,無法再運動。因此,出現(xiàn)16號過載報警,可懷疑是回零方面問題。關(guān)機,用手盤動Y軸到機床正反兩向可運動位置,上電,運動Y軸正、負方向,發(fā)現(xiàn)機床只向一個方向運動,判定Y 軸給定方面問題;檢查計算機與驅(qū)動器之間電纜線,發(fā)現(xiàn)插子略有松動,重新安裝緊固,運動Y軸正、負方向正常,Y軸回零也正常,說明此故障是電纜連接松動造成。

(3)實例3:伺服方面的維修

故障現(xiàn)象:運動伺服軸Y時,不時出現(xiàn)報警。

分析與處理過程:伺服軸 Y走一段距離,計算機顯示Y軸報警;打開控制柜,檢查對應(yīng)的 Y軸驅(qū)動器,顯示22號報警;查驅(qū)動器報警資料,22號報警是編碼器方面問題;對電機編碼器和驅(qū)動器之間的信號線檢查,發(fā)現(xiàn)有斷線,重新焊接聯(lián)線,機床恢復(fù)正常。

(4)實例4:機械方面的維修

故障現(xiàn)象:伺服軸Y走一段距離時發(fā)生報警。

分析與處理過程:伺服軸 Y走一段距離,計算機顯示Y軸報警;打開控制柜,檢查 Y軸驅(qū)動器,報警窗口顯示16號;查驅(qū)動器報警信息資料,16號是過載報警;打開電氣柜,檢查Y軸驅(qū)動單元電源正常,更換X、Y驅(qū)動控制器,運動 Y軸仍然出現(xiàn)報警,但運動X軸正常,說明驅(qū)動器正常,再檢查Y軸電機不缺相,檢查Y軸驅(qū)動器與電機電纜聯(lián)結(jié)線良好。關(guān)機,用手盤動Y軸,發(fā)現(xiàn) Y軸有一段行程較吃緊;檢查絲杠有問題,更換絲杠,再運動 Y軸,不再出現(xiàn)報警,機床恢復(fù)正常。

(5)實例5:X、Y、C 3個軸都不能運動的維修

故障現(xiàn)象:伺服X、Y、C軸都不能運動,其他軸正常。

分析與處理過程:3個軸都不能走,說明是3個軸共用的東西有問題。X、Y、C 3個伺服軸獨立部分各自有不同的驅(qū)動器和電機,共用部分是電源、接口控制板EDM8和指令控制板,但電源是所有軸共用,而其他軸正常,因此電源問題不應(yīng)考慮。對于脈沖指令發(fā)出板,ZT-018系統(tǒng)有EDM3和EDM4,根據(jù)圖紙,EDM3控制 X、Y、C軸,EDM4控制其他軸,因此檢查EDM3及其電纜聯(lián)線,更換EDM3控制板,運動 X、Y、C軸,各軸運動恢復(fù)正常。

(6)實例6:接口控制板EDM8的維修

故障現(xiàn)象:運動旋轉(zhuǎn)頭時不轉(zhuǎn)。

分析與處理過程:旋轉(zhuǎn)頭不轉(zhuǎn),首先檢查帶動旋轉(zhuǎn)頭的直流電機在計算機發(fā)出指令時是否有動作。如有,應(yīng)該是減速器或旋轉(zhuǎn)頭卡緊等機械問題;如無,應(yīng)檢查電機兩端的直流電壓。若有,是電機問題;若無則檢查接口板EDM8上AK6或相應(yīng)指示燈是否動作。如無,應(yīng)往上檢查計算機里控制板;如有,檢查EDM8接口板本身或電機聯(lián)線、電源。此次故障發(fā)生時,檢查電機端電壓沒有,但控制柜里EDM8板上繼電器有動作,因此,檢查EDM8接口板,發(fā)現(xiàn)電路板上KA6連接的印刷電路絲燒斷,重新焊接,安裝,運動旋轉(zhuǎn)頭正常。

(7)實例7:交流伺服驅(qū)動器報警方面的維修

故障現(xiàn)象:運動伺服軸Y時,出現(xiàn)14號報警。

分析與處理過程:計算機顯示Y軸報警,打開控制柜,檢查Y軸驅(qū)動器,報警窗口顯示14號;查驅(qū)動器報警信息資料,14號是伺服方面問題;然后關(guān)機,用手盤動Y軸,沒有發(fā)現(xiàn)絲杠有問題;X軸與Y軸驅(qū)動器對調(diào),故障出現(xiàn)在X軸,說明是原Y軸驅(qū)動器問題;更換驅(qū)動器,拷貝伺服參數(shù)到新驅(qū)動器,運行Y軸正常,機床恢復(fù)正常。

4 總結(jié)

通過對ZT-018的診斷修理,保障了設(shè)備的正常運行,同時積累了維修數(shù)控機床的經(jīng)驗,提高了水平,對其他數(shù)控設(shè)備的維修有借鑒作用。

[1]趙萬生.電火花加工技術(shù)[M].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學出版社,2000.