王淑芳
摘要:數(shù)控機床故障診斷數(shù)控機床是個復(fù)雜的系統(tǒng),一臺數(shù)控機床既有機械裝置、液壓系統(tǒng),又有電氣控制部分和軟件程序等,組成數(shù)控機床的這些部分,由于種種原因,不可避免地會發(fā)生不同程度、不同類型的故障,導(dǎo)致數(shù)控機床不能正常工作。因此注重系統(tǒng)保養(yǎng),對于準(zhǔn)確維修數(shù)控機床故障,降低機床故障率具有重要意義。
關(guān)鍵詞:數(shù)控技術(shù);常見故障;診斷方法;維修方法
一、數(shù)控機床常見的故障診斷
(一)故障診斷。(1)先外部后內(nèi)部。由于數(shù)控機床是集機械、液壓、電氣為一體的機床,其故障的發(fā)生也會由這三者綜合反映出來,維修人員應(yīng)先由外向內(nèi)逐一進行排查,盡量避免隨意地啟封、拆卸,否則會擴大故障,使機床喪失精度、降低性能。(2)先機械后電氣。一般來說,機械故障較易發(fā)覺,而數(shù)控系統(tǒng)及電氣故障的診斷難度較大,在故障檢修之前,首先注意排除機械性的故障。(3)先靜態(tài)后動態(tài)。先在機床斷電的靜止?fàn)顟B(tài),通過了解、觀察、測試、分析,確認通電后不會造成故障擴大、發(fā)生事故后,方可給機床通電。在運行狀態(tài)下,進行動態(tài)的觀察、檢驗和測試,查找故障。而對通電后會發(fā)生破壞性故障的,必須先排除危險后,方可通電。(4)先簡單后復(fù)雜。出現(xiàn)多種故障互相交織一時無從下手時,應(yīng)先解決容易的問題,后解決難度較大的問題。
(二)診斷技術(shù)。(1)起動診斷 診斷的內(nèi)容為系統(tǒng)中最關(guān)鍵的硬件和系統(tǒng)控制軟件,如 CPU、存儲器、I/O 等單元模塊,以及MDI/CRT單元、紙帶閱讀機、軟盤單元等裝置或外部設(shè)備。只有當(dāng)全部項目都確認正確無誤之后,整個系統(tǒng)才能進入正常運行的準(zhǔn)備狀態(tài)。(2) 在線診斷 在線診斷是指通過CNC系統(tǒng)的內(nèi)裝程序,在系統(tǒng)處于正常運行狀態(tài)時對CNC系統(tǒng)本身及CNC裝置相連的各個伺服單元、伺服電機、主軸伺服單元和主軸電動機以及外部設(shè)備等進行自動診斷、檢查。只要系統(tǒng)不停電,在線診斷就不會停止。(3) 離線診斷 離線診斷是指數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障后,數(shù)控系統(tǒng)制造廠家或?qū)I(yè)維修中心利用專用的診斷軟件和測試裝置進行停機(或脫機)檢查。力求把故障定位到盡可能小的范圍內(nèi),如縮小到某個功能模塊、某部分電路,甚至某個芯片或元件,這種故障定位更為精確。
二、數(shù)控機床各部故障分析及維修
(一)主軸伺服系統(tǒng)故障檢查及維修。電子工業(yè)的飛速發(fā)展,使各種集成度高、性能先進的調(diào)速驅(qū)動層出不窮,給數(shù)控機床的更新?lián)Q代提供了有利條件,但對于目前大中型企業(yè)還無法將舊數(shù)控機床全部改造的現(xiàn)實,修理舊的驅(qū)動系統(tǒng),仍是維修戰(zhàn)線上的一項艱巨任務(wù)。在維修主回路采用錯位選觸無環(huán)流可逆調(diào)速驅(qū)動系統(tǒng)的數(shù)控車床中所遇到的部分故障及處理方法。
(二)機床PLC初始故障的診斷。機床PLC初始故障的診斷為了保護機床和維修方便,PLC有顯示和檢測機床故障的能力。一旦發(fā)生故障,維修人員就能根據(jù)機床的故障顯示號去確定故障類別,予以排除。但在實際加工過程中,發(fā)現(xiàn)有時PLC同時顯示幾個故障,它們是由某一個故障引起的連鎖故障,排除了初始的引發(fā)故障,其它故障報警就消失了。可是從機床PLC顯示的所有報警故障中,維修人員并不知道哪個故障是初始引發(fā)故障,維修人員只能逐個故障去查,這就增加了維修難度。機床PLC初始故障診斷功能,通過PLC程序,準(zhǔn)確判斷出初始故障的報警號。維修中,首先排除初始故障,其它引發(fā)故障自行消失,這樣就極大地方便了機床的維修,提高了機床維修的快速性和準(zhǔn)確性。
(三)設(shè)備檢測元件故障及維修。測量方式可分為直接測量和間接測量:直接測量就是對機床的直線位移采用直線型檢測元件測量,常用的檢測元件包括:直線感應(yīng)同步器、計量光柵、磁尺激光干涉儀。間接測量就是對機床的直線位移采用回轉(zhuǎn)型檢測元件測量,常用的檢測元件包括:脈沖編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器、圓感應(yīng)同步器、圓光柵和圓磁柵。當(dāng)機床出現(xiàn)如下故障現(xiàn)象時,應(yīng)考慮是否是由檢測元件的故障引起的:
1.機械振蕩(加/減速時。)(1)脈沖編碼器出現(xiàn)故障,此時檢查速度單元上的反饋線端子電壓是否在某幾點電壓下降,如有下降表明脈沖編碼器不良,更換編碼器。(2)脈沖編碼器十字聯(lián)軸節(jié)可能損壞,導(dǎo)致軸轉(zhuǎn)速與檢測到的速度不同步,更換聯(lián)軸節(jié)。(3)測速發(fā)電機出現(xiàn)故障,修復(fù),更換測速機。
2.機械暴走(飛車)。在檢查位置控制單元和速度控制單元的情況下,應(yīng)檢查:(1)脈沖編碼器接線是否錯誤,檢查編碼器接線是否為正反饋,A相和B相是否接反。(2)脈沖編碼器聯(lián)軸節(jié)是否損壞,更換聯(lián)軸節(jié)。(3)檢查測速發(fā)電機端子是否接反和勵磁信號線是否接錯。
3.主軸不能定向或定向不到位。在檢查定向控制電路設(shè)置和調(diào)整,檢查定向板,主軸控制印刷電路板調(diào)整的同時,應(yīng)檢查位置檢測器(編碼器)是否不良,此時測編碼器輸出波形。
4.坐標(biāo)軸振動進給。在檢查電動機線圈是否短路,機械進給絲杠同電機的連接是否良好,檢查整個伺服系統(tǒng)是否穩(wěn)定的情況下,檢查脈沖編碼是否良好、聯(lián)軸節(jié)聯(lián)接是否平穩(wěn)可靠、測速機是否可靠。檢測元件是一種極其精密和容易受損的器件,一定要從下面幾方面注意,進行正確的使用和維護保養(yǎng)。a.不能受到強烈振動和摩擦以免損傷代碼板,不能受到灰塵油污的污染,以免影響正常信號的輸出。b工作環(huán)境周圍溫度不能超標(biāo),額定電源電壓一定要滿足,便于集成電路片子的正常工作。c要保證反饋線電阻、電容的正常,保證正常信號的傳輸。d防止外部電源、噪聲干擾,要保證屏蔽良好,以免影響反饋信號。e.安裝方式要正確,如編碼器聯(lián)接軸要同心對正,防止軸超出允許的載重量,以保證其性能的正常??傊?,在數(shù)控設(shè)備的故障中,檢測元件的故障比例是比較高的,只要正確的使用并加強維護保養(yǎng),對出現(xiàn)的問題進行深入分析,就一定能降低故障率,并能迅速解決故障,保證設(shè)備的正常運行。
5.機床加工精度異常故障及維修。生產(chǎn)中經(jīng)常會遇到數(shù)控機床加工精度異常的故障。此類故障隱蔽性強、診斷難度大。導(dǎo)致此類故障的原因主要有五個方面:(1)機床進給單位被改動或變化;(2)機床各軸的零點偏置(NULL OFFSET)異常;(3)軸向的反向間隙(BACKLASH)異常;(4)電機運行狀態(tài)異常,即電氣及控制部分故障;(5)機械故障,如絲桿、軸承、軸聯(lián)器等部件。此外,加工程序的編制、刀具的選擇及人為因素,也可能導(dǎo)致加工精度異常。
參考文獻:
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