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数控机床电路维修课堂(数控机床控制电路图)

admin 2022-12-31 45 抢沙发
数控机床电路维修课堂(数控机床控制电路图)摘要: 本文目录一览:1、数控机床维修的方法?2、征集数控机床的日常保养和常见问题的维修,…...

本文目录一览:

数控机床维修的方法?

1 常见的维修方法

数控设备维修是一项很复杂、技术含量很高的一项工作,数控设备与普通设备有较大的差别。

1.1 利用数控系统的自诊断功能

一般CNC系统都有较为完备的自诊断系统,无论是发那科系统还是西门子系统,数控系统上电初始化时或运行中均能对自身或接口做出一定范围的自诊断。维修人员应熟悉系统自诊断各种报警信息。根据说明书进行分析以确定故障范围,定位故障元器件,对于进口的数控系统一般只能定位到板级,其片级维修一般可依靠各数控系统的厂家售后维修部门。

1.2 利用PLC程序的逻辑查找

现在一般CNC控制系统均带有PLC控制器,大多为内置式PLC控制。维修人员应根据梯形图对机床控制电器进行分析,在CRT上直观地看出CNC系统I/O的状态。通过PLC程序的逻辑分析,方便地检查出问题存在部位,如FANUC-OT系统中自诊断页面等。根据图纸PLC梯图进行分析,定位机床与CNC系统接口故障,以确定故障部位是机械、电器、液压还是气动故障。

1.3 与当场的操作人员充分沟通

现场操作人员是数控机床最亲密的伙伴,操作人员也是各种故障的第一发现人。因此,当故障发生后,维修人员一般不要急于动手,先与操作人员进行充分的沟通,要仔细询问故障发生时机床处在什么工作状态、表现形式、产生的后果、是否误操作,故障能否再现等,这样有助于维修人员快速分析和判断故障原因。

2 数控机床的抗干扰措施

机床数控系统中既包含高电压、大电流的强电设备,又包含低电压、小电流的控制与信号处理设备,即弱电设备。强电设备产生的强烈电磁干扰对弱电设备的正常工作构成

极大的威胁。此外,系统所处生产现场的电磁环境较恶劣,系统外各种动力负载的干扰、供电系统的干扰、大气中电磁波的干扰等都会对系统内的弱电设备产生严重影响,由于弱电设备是控制强电的设备,所以,一旦弱电设备受到干扰,最终将导致整个系统的瘫痪。

通常从以下几个方面采取措施来提高数控系统的扰干扰能力。

2.1 减少供电线路和信号线路的干扰可采取以下措施

(1)数控机床远离具有中、高频电源的设备。

(2)数控机床不要和大功率且频繁起停的设备用同一供电干线供电。

(3)对于电网电压较长时间的欠电压、过电压和电压波动的场合安装交流稳压器。

(4)采用电源滤波器。电源滤波器的作用是双向的,它不仅可以阻止电网中的噪声进入设备,也可以抑制设备所产生的噪声污染电网。

(5)采用带屏蔽层的隔离变压器。隔离变压器是一种应用相当广泛的电源抗干扰设备,它最基本的作用是实现电路与电路之间的电气隔离,解决设备与设备之间产生的干扰。

(6)模拟信号传输线的配线应尽可能短,并使用屏蔽线。

(7)光电编码器、手摇脉冲发生器、光栅尺等的输出信号在接收电路端并联电容,抑制高频干扰。光电编码器电缆的屏蔽层双端接地。

(8)电动机驱动电缆屏蔽层双端接地。

(9)动力线和信号线分开走线。

(10)控制信号线采用屏蔽双绞线。

2.2 减少机床电气控制系统中的干扰可采取以下措施

(1)在电源输入部分加压敏电阻保护(浪涌吸收器),对线路中的瞬变、尖蜂等噪声进行抑制。

(2)感性负载加装吸收电路,抑制瞬态噪声。系统中的感性负载如继电器、接触器、电磁阎、电动机等在关断时会产生强烈的脉冲噪声,影响其他电路的正常工作,必须在感性负载处加装吸收电路,抑制瞬态噪声。直流电感元件(直流继电器线圈)并联续流二掇管。交流接触器、电磁阀、继电器的线圈并联RC阻容吸收器。三相交流电动机的电枢绕组之间并联RC阻容吸收器。

(3)保证良好的“接地”。“接地”是数控机床安装中一项关键的抗干扰技术。数控系统和电气柜中的控制设备必须按照使用说明书的要求进行“接地”,否则电网中的许多干扰因素都会通过“地线”对机床的运行产生干扰。

征集数控机床的日常保养和常见问题的维修,…

一、数控设备的维护保养知识

数控设备是一种自动化程度较高,结构较复杂的先进加工设备,是企业的重点、关键设备。要发挥数控设备的高效益,就必须正确的操作和精心的维护,才能保证设备的利用率。正确的操作使用能够防止机床非正常磨损,避免突发故障;做好日常维护保养,可使设备保持良好的技术状态,延缓劣化进程,及时发现和消灭故障隐患,从而保证安全运行。

1、数控设备使用中应注意的问题

1.1数控设备的使用环境

为提高数控设备的使用寿命,一般要求要避免阳光的直接照射和其他热辐射,要避免太潮湿、粉尘过多或有腐蚀气体的场所。腐蚀气体易使电子元件受到腐蚀变质,造成接触不良或元件间短路,影响设备的正常运行。精密数控设备要远离振动大的设备,如冲床、锻压设备等。

1.2电源要求

为了避免电源波动幅度大(大于±10%)和可能的瞬间干扰信号等影响,数控设备一般采用专线供电(如从低压配电室分一路单独供数控机床使用)或增设稳压装置等,都可减少供电质量的影响和电气干扰。

1.3操作规程

操作规程是保证数控机床安全运行的重要措施之一,操作者一定要按操作规程操作。机床发生故障时,操作者要注意保留现场,并向维修人员如实说明出现故障前后的情况,以利于分析、诊断出故障的原因,及时排除。

另外,数控机床不宜长期封存不用,购买数控机床以后要充分利用,尤其是投入使用的第一年,使其容易出故障的薄弱环节尽早暴露,得以在保修期内得以排除。在没有加工任务时,数控机床也要定期通电,最好是每周通电1-2次,每次空运行1小时左右,以利用机床本身的发热量来降低机内的湿度,使电子元件不致受潮,同时也能及时发现有无电池报警发生,以防止系统软件、参数的丢失。

2、数控机床的维护保养

数控机床种类多,各类数控机床因其功能,结构及系统的不同,各具不同的特性。其维护保养的内容和规则也各有其特色,具体应根据其机床种类、型号及实际使用情况,并参照机床使用说明书要求,制订和建立必要的定期、定级保养制度。下面是一些常见、通用的日常维护保养要点。

2.1数控系统的维护

1)严格遵守操作规程和日常维护制度

2)应尽量少开数控柜和强电柜的门

在机加工车间的空气中一般都会有油雾、灰尘甚至金属粉末,一旦它们落在数控系统内的电路板或电子器件上,容易引起元器件间绝缘电阻下降,甚至导致元器件及电路板损坏。有的用户在夏天为了使数控系统能超负荷长期工作,采取打开数控柜的门来散热,这是一种极不可取的方法,其最终将导致数控系统的加速损坏。

3)定时清扫数控柜的散热通风系统

应该检查数控柜上的各个冷却风扇工作是否正常。每半年或每季度检查一次风道过滤器是否有堵塞现象,若过滤网上灰尘积聚过多,不及时清理,会引起数控柜内温度过高。

4)数控系统的输入/输出装置的定期维护

80年代以前生产的数控机床,大多带有光电式纸带阅读机,如果读带部分被污染,将导致读入信息出错。为此,必须按规定对光电阅读机进行维护。

5)直流电动机电刷的定期检查和更换

直流电动机电刷的过渡磨损,会影响电动机的性能,甚至造成电动机损坏。为此,应对电动机电刷进行定期检查和更换。数控车床、数控铣床、加工中心等,应每年检查一次。

6)定期更换存储用电池

一般数控系统内对CMOSRAM存储器件设有可充电电池维护电路,以保证系统不通电期间能保持其存储器的内容。在一般情况下,即使尚未失效,也应每年更换一次,以确保系统正常工作。电池的更换应在数控系统供电状态下进行,以防更换时RAM内信息丢失。

7)备用电路板的维护

备用的印制电路板长期不用时,应定期装到数控系统中通电运行一段时间,以防损坏。

2.2机械部件的维护

1)主传动链的维护

定期调整主轴驱动带的松紧程度,防止因带打滑造成的丢转现象;检查主轴润滑的恒温油箱、调节温度范围,及时补充油量,并清洗过滤器;主轴中刀具夹紧装置长时间使用后,会产生间隙,影响刀具的夹紧,需及时调整液压缸活塞的位移量。

2)滚珠丝杠螺纹副的维护

定期检查、调整丝杠螺纹副的轴向间隙,保证反向传动精度和轴向刚度;定期检查丝杠与床身的连接是否有松动;丝杠防护装置有损坏要及时更换,以防灰尘或切屑进入。

3)刀库及换刀机械手的维护

严禁把超重、超长的刀具装入刀库,以避免机械手换刀时掉刀或刀具与工件、夹具发生碰撞;经常检查刀库的回零位置是否正确,检查机床主轴回换刀点位置是否到位,并及时调整;开机时,应使刀库和机械手空运行,检查各部分工作是否正常,特别是各行程开关和电磁阀能否正常动作;检查刀具在机械手上锁紧是否可靠,发现不正常应及时处理。

2.3液压、气压系统维护

定期对各润滑、液压、气压系统的过滤器或分滤网进行清洗或更换;定期对液压系统进行油质化验检查和更换液压油;定期对气压系统分*滤气器放水;

2.4机床精度的维护

定期进行机床水平和机械精度检查并校正。机械精度的校正方法有软硬两种。其软方法主要是通过系统参数补偿,如丝杠反向间隙补偿、各坐标定位精度定点补偿、机床回参考点位置校正等;硬方法一般要在机床大修时进行,如进行导轨修刮、滚珠丝杠螺母副预紧调整反向间隙等。

二、维修工作的基本条件

数控机床的身价从几十万元到上千万元,一般都是企业中关键产品关键工序的关键设备,一旦故障停机,其影响和损失往往很大。但是,人们对这样的设备往往更多地是看重其效能,而不仅对合理地使用不够重视,更对其保养及维修工作关注太少,日常不注意对保养与维修工作条件的创造和投入,故障出现临时抱佛脚的现象很是普遍。因此,为了充分发挥数控机床的效益,我们一定要重视维修工作,创造出良好的维修条件。由于数控机床日常出现的多为电气故障,所以电气维修更为重要。

1.人员条件

数控机床电气维修工作的快速性、优质性关键取决于电气维修人员的素质条件。

(1)首先是有高度的责任心和良好的职业道德。

(2)知识面要广。要学习并基本掌握有关数控机床电气控制的各学科知识,如计算机技术、模拟与数字电路技术、自动控制与拖动理论、控制技术、加工工艺以及机械传动技术,当然还包括上节所讲的基本数控知识。

(3)应经过良好的技术培训。数控技术基础理论的学习,尤其是针对具体数控机床的技术培训,首先是参加相关的培训班和机床安装现场的实际培训,然后向有经验的维修人员学习,而更重要且更长时间的是自学。

(4)勇于实践。要积极投入数控机床的维修与操作的工作中去,在不断的实践中提高分析能力和动手能力。

(5)掌握科学的方法。要做好维修工作光有热情是不够的,还必须在长期的学习和实践中总结提高,从中提炼出分析问题、解决问题的科学的方法。

(6)学习并掌握各种电气维修中常用的仪器、仪表和工具。

(7)掌握一门外语,特别是英语。起码应做到能看懂技术资料。

2.物质条件

(1)准备好通用的和某台数控机床专用的电气备件。

(2)非必要的常备电器元件应做到采购渠道快速畅通。

(3)必要的维修工具、仪器仪表等,最好配有笔记本电脑并装有必要的维修软件。

(4)每台数控机床所配有的完整的技术图样和资料。

(5)数控机床使用、维修技术档案材料。

3.关于预防性维护

预防性维护的目的是为了降低故障率,其工作内容主要包括下列几方面的工作。

(1)人员安排为每台数控机床分配专门的操作人员、工艺人员和维修人员,所有人员都要不断地努力提高自己的业务技术水平。

(2)建规建档针对每台机床的具体性能和加工对象制定操作规章,建立工作与维修档案,管理者要经常检查、总结、改进。

(3)日常保养对每台数控机床都应建立日常维护保养计划,包括保养内容(如坐标轴传动系统的润滑、磨损情况,主轴润滑等,油、水气路,各项温度控制,平衡系统,冷却系统,传动带的松紧,继电器、接触器触头清洁,各插头、接线端是否松动,电气柜通风状况等等)及各功能部件和元气件的保养周期(每日、每月、半年或不定期)。

(4)提高利用率数控机床如果较长时间闲置不用,当需要使用时,首先机床的各运动环节会由于油脂凝固、灰尘甚至生锈而影响其静、动态传动性能,降低机床精度,油路系统的堵塞更是一大烦事;从电气方面来看,由于一台数控机床的整个电气控制系统硬件是由数以万计的电子元器件组成的,他们的性能和寿命具有很大离散性,从宏观来看分三个阶段:在一年之内基本上处于所谓“磨合”阶段。在该阶段故障率呈下降趋势,如果在这期间不断开动机床则会较快完成“磨合”任务,而且也可充分利用一年的维修期;第二阶段为有效寿命阶段,也就是充分发挥效能的阶段。在合理使用和良好的日常维护保养的条件下,机床正常运转至少可在五年以上;第三阶段为系统寿命衰老阶段,电器硬件故障会逐渐增多,数控系统的使用寿命平均在8~10年左右。

因此,在没有加工任务的一段时间内,最好较低速度下空运行机床,至少也要经常给数控系统通电,甚至每天都应通电。

三、维修与排故技术

1.常见电气故障分类

数控机床的电气故障可按故障的性质、表象、原因或后果等分类。

(1)以故障发生的部位,分为硬件故障和软件故障。硬件故障是指电子、电器件、印制电路板、电线电缆、接插件等的不正常状态甚至损坏,这是需要修理甚至更换才可排除的故障。而软件故障一般是指PLC逻辑控制程序中产生的故障,需要输入或修改某些数据甚至修改PLC程序方可排除的故障。零件加工程序故障也属于软件故障。最严重的软件故障则是数控系统软件的缺损甚至丢失,这就只有与生产厂商或其服务机构联系解决了。

(2)以故障出现时有无指示,分为有诊断指示故障和无诊断指示故障。当今的数控系统都设计有完美的自诊断程序,时实监控整个系统的软、硬件性能,一旦发现故障则会立即报警或者还有简要文字说明在屏幕上显示出来,结合系统配备的诊断手册不仅可以找到故障发生的原因、部位,而且还有排除的方法提示。机床制造者也会针对具体机床设计有相关的故障指示及诊断说明书。上述这两部分有诊断指示的故障加上各电气装置上的各类指示灯使得绝大多数电气故障的排除较为容易。无诊断指示的故障一部分是上述两种诊断程序的不完整性所致(如开关不闭合、接插松动等)。这类故障则要依靠对产生故障前的工作过程和故障现象及后果,并依靠维修人员对机床的熟悉程度和技术水平加以分析、排除。

(3)以故障出现时有无破坏性,分为破坏性故障和非破坏性故障。对于破坏性故障,损坏工件甚至机床的故障,维修时不允许重演,这时只能根据产生故障时的现象进行相应的检查、分析来排除之,技术难度较高且有一定风险。如果可能会损坏工件,则可卸下工件,试着重现故障过程,但应十分小心。

(4)以故障出现的或然性,分为系统性故障和随机性故障。系统性故障是指只要满足一定的条件则一定会产生的确定的故障;而随机性故障是指在相同的条件下偶尔发生的故障,这类故障的分析较为困难,通常多与机床机械结构的局部松动错位、部分电气工件特性漂移或可靠性降低、电气装置内部温度过高有关。此类故障的分析需经反复试验、综合判断才可能排除。

(5)以机床的运动品质特性来衡量,则是机床运动特性下降的故障。在这种情况下,机床虽能正常运转却加工不出合格的工件。例如机床定位精度超差、反向死区过大、坐标运行不平稳等。这类故障必须使用检测仪器确诊产生误差的机、电环节,然后通过对机械传动系统、数控系统和伺服系统的最佳化调整来排除。

2.故障的调查与分析

这是排故的第一阶段,是非常关键的阶段,主要应作好下列工作:

①询问调查 在接到机床现场出现故障要求排除的信息时,首先应要求操作者尽量保持现场故障状态,不做任何处理,这样有利于迅速精确地分析故障原因。同时仔细询问故障指示情况、故障表象及故障产生的背景情况,依此做出初步判断,以便确定现场排故所应携带的工具、仪表、图纸资料、备件等,减少往返时间。

②现场检查 到达现场后,首先要验证操作者提供的各种情况的准确性、完整性,从而核实初步判断的准确度。由于操作者的水平,对故障状况描述不清甚至完全不准确的情况不乏其例,因此到现场后仍然不要急于动手处理,重新仔细调查各种情况,以免破坏了现场,使排故增加难度。

③故障分析 根据已知的故障状况按上节所述故障分类办法分析故障类型,从而确定排故原则。由于大多数故障是有指示的,所以一般情况下,对照机床配套的数控系统诊断手册和使用说明书,可以列出产生该故障的多种可能的原因。

④确定原因 对多种可能的原因进行排查从中找出本次故障的真正原因,这时对维修人员是一种对该机床熟悉程度、知识水平、实践经验和分析判断能力的综合考验。 ⑤排故准备 有的故障的排除方法可能很简单,有些故障则往往较复杂,需要做一系列的准备工作,例如工具仪表的准备、局部的拆卸、零部件的修理,元器件的采购甚至排故计划步骤的制定等等。

数控机床电气系统故障的调查、分析与诊断的过程也就是故障的排除过程,一旦查明了原因,故障也就几乎等于排除了。因此故障分析诊断的方法也就变得十分重要了。下面把电气故障的常用诊断方法综列于下。

(1)直观检查法这是故障分析之初必用的方法,就是利用感官的检查。

①询问向故障现场人员仔细询问故障产生的过程、故障表象及故障后果,并且在整个分析判断过程中可能要多次询问。

②目视 总体查看机床各部分工作状态是否处于正常状态(例如各坐标轴位置、主轴状态、刀库、机械手位置等),各电控装置(如数控系统、温控装置、润滑装置等)有无报警指示,局部查看有无保险烧煅,元器件烧焦、开裂、电线电缆脱落,各操作元件位置正确与否等等。

③触摸 在整机断电条件下可以通过触摸各主要电路板的安装状况、各插头座的插接状况、各功率及信号导线(如伺服与电机接触器接线)的联接状况等来发现可能出现故障的原因。

④通电 这是指为了检查有无冒烟、打火、有无异常声音、气味以及触摸有无过热电动机和元件存在而通电,一旦发现立即断电分析。

(2)仪器检查法使用常规电工仪表,对各组交、直流电源电压,对相关直流及脉冲信号等进行测量,从中找寻可能的故障。例如用万用表检查各电源情况,及对某些电路板上设置的相关信号状态测量点的测量,用示波器观察相关的脉动信号的幅值、相位甚至有无,用PLC编程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。

(3)信号与报警指示分析法

①硬件报警指示 这是指包括数控系统、伺服系统在内的各电子、电器装置上的各种状态和故障指示灯,结合指示灯状态和相应的功能说明便可获知指示内容及故障原因与排除方法。

②软件报警指示 如前所述的系统软件、PLC程序与加工程序中的故障通常都设有报警显示,依据显示的报警号对照相应的诊断说明手册便可获知可能的故障原因及故障排除方法。

(4)接口状态检查法 现代数控系统多将PLC集成于其中,而CNC与PLC之间则以一系列接口信号形式相互通讯联接。有些故障是与接口信号错误或丢失相关的,这些接口信号有的可以在相应的接口板和输入/输出板上有指示灯显示,有的可以通过简单操作在CRT屏幕上显示,而所有的接口信号都可以用PLC编程器调出。这种检查方法要求维修人员既要熟悉本机床的接口信号,又要熟悉PLC编程器的应用。

(5)参数调整法 数控系统、PLC及伺服驱动系统都设置许多可修改的参数以适应不同机床、不同工作状态的要求。这些参数不仅能使各电气系统与具体机床相匹配,而且更是使机床各项功能达到最佳化所必需的。因此,任何参数的变化(尤其是模拟量参数)甚至丢失都是不允许的;而随机床的长期运行所引起的机械或电气性能的变化会打破最初的匹配状态和最佳化状态。此类故障多指故障分类一节中后一类故障,需要重新调整相关的一个或多个参数方可排除。这种方法对维修人员的要求是很高的,不仅要对具体系统主要参数十分了解,既知晓其地址熟悉其作用,而且要有较丰富的电气调试经验。

(6)备件置换法 当故障分析结果集中于某一印制电路板上时,由于电路集成度的不断扩大而要把故障落实于其上某一区域乃至某一元件是十分困难的,为了缩短停机时间,在有相同备件的条件下可以先将备件换上,然后再去检查修复故障板。备件板的更换要注意以下问题。

①更换任何备件都必须在断电情况下进行。

②许多印制电路板上都有一些开关或短路棒的设定以匹配实际需要,因此在更换备件板上一定要记录下原有的开关位置和设定状态,并将新板作好同样的设定,否则会产生报警而不能工作。

③某些印制电路板的更换还需在更换后进行某些特定操作以完成其中软件与参数的建立。这一点需要仔细阅读相应电路板的使用说明。

④有些印制电路板是不能轻易拔出的,例如含有工作存储器的板,或者备用电池板,它会丢失有用的参数或者程序。必须更换时也必须遵照有关说明操作。

鉴于以上条件,在拔出旧板更换新板之前一定要先仔细阅读相关资料,弄懂要求和操作步骤之后再动手,以免造成更大的故障。

(7)交叉换位法 当发现故障板或者不能确定是否故障板而又没有备件的情况下,可以将系统中相同或相兼容的两个板互换检查,例如两个坐标的指令板或伺服板的交换从中判断故障板或故障部位。这种交叉换位法应特别注意,不仅硬件接线的正确交换,还要将一系列相应的参数交换,否则不仅达不到目的,反而会产生新的故障造成思维的混乱,一定要事先考虑周全,设计好软、硬件交换方案,准确无误再行交换检查。

(8)特殊处理法 当今的数控系统已进入PC基、开放化的发展阶段,其中软件含量越来越丰富,有系统软件、机床制造者软件、甚至还有使用者自己的软件,由于软件逻辑的设计中不可避免的一些问题,会使得有些故障状态无从分析,例如死机现象。对于这种故障现象则可以采取特殊手段来处理,比如整机断电,稍作停顿后再开机,有时则可能将故障消除。维修人员可以在自己的长期实践中摸索其规律或者其他有效的方法。

3.电气维修与故障的排除

这是排故的第二阶段,是实施阶段。

如前所述,电气故障的分析过程也就是故障的排除过程,因此电气故障的一些常用排除方法在上一节的分析方法中已综合介绍过了,本节则列举几个常见电气故障做一简要介绍,供维修者参考。

(1)电源 电源是维修系统乃至整个机床正常工作的能量来源,它的失效或者故障轻者会丢失数据、造成停机。重者会毁坏系统局部甚至全部。西方国家由于电力充足,电网质量高,因此其电气系统的电源设计考虑较少,这对于我国有较大波动和高次谐波的电力供电网来说就略显不足,再加上某些人为的因素,难免出现由电源而引起的故障。我们在设计数控机床的供电系统时应尽量做到:

①提供独立的配电箱而不与其他设备串用。

②电网供电质量较差的地区应配备三相交流稳压装置。

③电源始端有良好的接地。

④进入数控机床的三相电源应采用三相五线制,中线(N)与接地(PE)严格分开。

⑤电柜内电器件的布局和交、直流电线的敷设要相互隔离。

(2)数控系统位置环故障

①位置环报警。可能是位置测量回路开路;测量元件损坏;位置控制建立的接口信号不存在等。

②坐标轴在没有指令的情况下产生运动。可能是漂移过大;位置环或速度环接成正反馈;反馈接线开路;测量元件损坏。

(3)机床坐标找不到零点。可能是零方向在远离零点;编码器损坏或接线开路;光栅零点标记移位;回零减速开关失灵。

(4)机床动态特性变差,工件加工质量下降,甚至在一定速度下机床发生振动。这其中有很大一种可能是机械传动系统间隙过大甚至磨损严重或者导轨润滑不充分甚至磨损造成的;对于电气控制系统来说则可能是速度环、位置环和相关参数已不在最佳匹配状态,应在机械故障基本排除后重新进行最佳化调整。

(5)偶发性停机故障。这里有两种可能的情况:一种情况是如前所述的相关软件设计中的问题造成在某些特定的操作与功能运行组合下的停机故障,一般情况下机床断电后重新通电便会消失;另一种情况是由环境条件引起的,如强力干扰(电网或周边设备)、温度过高、湿度过大等。这种环境因素往往被人们所忽视,例如南方地区将机床置于普通厂房甚至靠近敞开的大门附近,电柜长时间开门运行,附近有大量产生粉尘、金属屑或水雾的设备等等。这些因素不仅会造成故障,严重的还会损坏系统与机床,务必注意改善。

本文由于篇幅所限不做更多的介绍,读者可参阅数控机床的随机资料及其他专门介绍各种故障的文章。

4.维修排故后的总结提高工作

对数控机床电气故障进行维修和分析排除后的总结与提高工作是排故的第三阶段,也是十分重要的阶段,应引起足够重视。

总结提高工作的主要内容包括:

①详细记录从故障的发生、分析判断到排除全过程中出现的各种问题,采取的各种措施,涉及到的相关电路图、相关参数和相关软件,其间错误分析和排故方法也应记录并记录其无效的原因。除填入维修档案外,内容较多者还要另文详细书写。

②有条件的维修人员应该从较典型的故障排除实践中找出常有普遍意义的内容作为研究课题进行理论性探讨,写出论文,从而达到提高的目的。特别是在有些故障的排除中并未经由认真系统地分析判断而是带有一定地偶然性排除了故障,这种情况下的事后总结研究就更加必要。

③总结故障排除过程中所需要的各类图样、文字资料,若有不足应事后想办法补济,而且在随后的日子里研读,以备将来之需。

④从排故过程中发现自己欠缺的知识,制定学习计划,力争尽快补课。

⑤找出工具、仪表、备件之不足,条件允许时补齐。

总结提高工作的好处是:

①迅速提高维修者的理论水平和维修能力。

②提高重复性故障的维修速度。

③利于分析设备的故障率及可维修性,改进操作规程,提高机床寿命和利用率。

④可改进机床电气原设计之不足。

⑤资源共享。总结资料可作为其他维修人员的参数资料、学习培训教材。

数控机床的维修检测流程是什么?

数控机床是一种技术含量很高的机、电、仪一体化的高效复杂的自动化设备,通过数控装置发出各种控制信号按要求的形状和尺寸自动地将零件加工出来。较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题。但是机床在运行过程中,零部件不可避免地会发生不同程度、不同类型的故障,因此,熟悉机械故障的特征,掌握数控机床机械故障诊断的常用方法和手段,对确定故障的原因和排除有着重大的作用,下面简单介绍数控机床的维修检测流程:

一、数控机床故障诊断原则与基本要求

(1)数控机床故障诊断原则

主要包括以下几个方面:1)充分调查故障现象,首先对操作者询问出现故障的全过程,有些什么现象产生,采取过什么措施等。2)尽可能全面地列出可能引起该故障的原因,然后进行综合判断筛选确定最有可能产生故障的原因;3)在故障检修之前,首先应注意排除机械性的故障。再在运行状态下,进行动态的观察、检验和测试查找故障。

(2)数控机床故障诊断基本要求

除了丰富的专业知识外,进行数控故障诊断作业的人员需要具有一定的动手能力和实践操作经验,要求工作人员结合实际经验通过对故障机床的实际操作分析故障原因。完备的维修工具及诊断仪表必不可少,常用工具如螺丝刀、钳子、扳手、电烙铁等,常用检测仪表如万用表、示波器、信号发生器等。除此以外,工作人员还需要准备好必要的技术资料,如数控机床电器原理图纸、结构布局图纸、数控系统参数说明书、维修说明书、安装、操作、使用说明书等。

二、故障处理的思路

不同数控系统设计思想千差万异,但无论那种系统的基本原理和构成都是十分相似的。因此在机床出现故障时,要求维修人员能根据所掌握故障信息明确故障的复杂程度,并列出故障部位的全部疑点。准备必要的技术资料作为基础分析故障原因制定排除故障的方案。

在确定故障排除方案后,利用测量工具用试验的方法验证并检测故障,逐级定位故障部位,确认出故障属于电气故障还是机械故障,是系统性的还是随机性的,是自身故障还是外部故障等。

三、数控系统故障排除方法

数控机床的数控系统是数控机床的核心所在,它的可靠运行直接关系到设备能否正常运行。下面总结提炼出一些判断与排除数控机床故障的方法。

(1)直观法

利用感觉器官注意发生故障时的各种现象,如故障时有无火花、亮光产生,有无异常响声、何处异常发热及有无焦煳味等。仔细观察可能发生故障的每块印制线路板的表面状况,有无烧毁和损伤痕迹,以进一步缩小检查范围,这是一种最基本、最常用的方法。

(2)自诊断功能分析法

依靠数控系统快速处理数据的能力,对出错部位进行多路、快速的信号采集和处理,然后由诊断程序进行逻辑分析判断,以确定系统是否存在故障,及时对故障进行定位。

(3)检测程序分析法

数控机床最多,最频繁的故障就是机床的某些逻辑功能无法实现。此时就需结合电气原理图,检测程序,液压原理图等众多资料进行分析,找出故障所在的原因,对其部件进行维修或者更换,使数控机床恢复正常的工作。

(4)部件替换法

利用备用的电路板来替换有故障疑点的模板,是一种快速而简便的判断故障原因的方法。但需要注意的是备板置换前应检查有关电路,以免由于短路而造成好板损坏。同时还应检查试验板是否与原模板一致,置换存储器板后应根据系统的要求,对存储器进行初始化操作,否则系统仍不能正常工作。

四、故障排除的确认及善后工作

故障排除以后,维修工作还不能算完成,尚需从技术与管理两方面分析故障产生的深层次原因,采取适当措施避免故障再次发生。必要时可根据现场条件使用成熟技术对设备进行改造与改进。最后做维修记录,详细记录维修的整个过程,包括维修时间、更换件型号规格及故障原因分析等。

以上就是数控机床设备维修检测流程,合理制定日常机床设备的维修保养方案能有效降低机床故障可能性。

数控车床刀架的常见故障与维修

刀架故障情况初步判断方法

1 听

接到维修要求时,应仔细聆听操作工反映的现象,对产生疑问的地方,应询问清楚,以便排除人为因素造成的问题。

现场聆听刀架运转声音,以便观察是否存在异常噪声。

2 看

1)看刀架运转过程是否正常。

2)观察被加工零件的精度以及零件表面切屑痕迹,以便判断刀架是否锁紧,重复定位是否良好。

3 转

对有的故障的刀架,不要急于拆卸,可用手工方式转动刀架。对于四工位刀架,其蜗杆端部都有一个6mm内六角孔,先拆除段该处一颗密封螺钉,便可以用六角扳手或螺钉旋具转动蜗杆,使刀架进行转位、锁紧。

刀架常见故障发生原因及排除方法

电动机故障

1)三相电源线相序接反。排除方法:立即切断电源,调整三相电源相序。

2)电压过低。排除方法:待电源电压正常后再使用或增加一只稳电压一提供稳压电源。

3)电动机损坏。排除方法:更换电动机。

刀架不转或卡死

1)弹簧断裂。排除方法:更换弹簧,注意两对销子不要弄混。

2)离合器的导销断裂。排除方法:更换导销,注意离合器与螺杆连接的柱销孔的位置。

3)主轴弯曲或断裂。排除方法:更换主轴,更换方式要参照相应刀架型号的主轴说明而定,不可随意改动主轴尺寸,否则将严重影响刀架的使用寿命。

4)外端齿盘处的导销断裂。排除方法:更换导销,注意外端齿盘、螺母、上刀体的位置关系。

5)刀架转位,但刀架转过多个刀位,且不能固定于任意刀位处。排除方法:检测霍尔元件静态参数和动态参数,若参数不正常则更换元件。更换CPU板和位置倍板。

刀架锁不紧

1)发信盘位置没对正。排除方法:拆开刀架的顶盖,旋动并调整发信盘位置,使刀架的霍尔元件对准磁钢,使刀位停在准确位置。

2)系统反锁时间不够长。排除方法:调整系统反锁时间参数即可(新刀架反锁时间t=1.2s即可)。

3)机械锁紧机构故障。排除方法:拆开刀架,调整机械,并检查定位销是否折断。

刀架精度不准

1)刀架锁不紧。排除方法:延长刀架锁紧时间。

2)断齿处有垃圾。排除方法:将刀架拆开,清除垃圾,清洗各零件,旋转部分加清洁黄油,端齿部分加注洁净机油。

3)上刀体压力模部位受压变形使齿轮齿合不良。排除方法:更换上刀体。

4)刀架连转不停或刀架在某个刀位不停。排除方法:检查发信盘接线是否有短路或开路现象。

5)霍尔元件与磁钢高度位置不准。排除方法:调整霍尔元件与磁钢的相对位置。

刀架故障实例分析

数控车换刀一般的过程是:换刀电机接到换刀信号后,通过蜗轮蜗杆减速带动刀架旋转,由霍尔元件发出刀位信号,数控系统再利用这个信号与目标值进行比较以判断刀具是否到位。刀换到位后,电机反转缩紧刀架。

故障1:一台六刀位数控车床,换刀时所有刀位都找不到,刀架旋转数周后停止,并且数控系统显示换刀报警:换刀超时或没有信号输入。

故障分析:对于该故障,仍可以排除机械故障,归咎于电气故障所致。产生该故障的电气原因有以下几种:

①磁性元件脱落;

②六个霍尔元件同时全部损坏;

③霍尔元件的供电和信号线路开路导致无电压信号输出。其中以第三种原因可能性最大。因此找来电路图,利用万用表对霍尔元件的电气线路的供电线路进行检查。结果发现:刀架检测线路端子排上的24V供电电压为0V,其它线路均正常。以该线为线索沿线查找,发现从电气柜引出的24V线头脱落,接上后仍无反应。由此判断应该是该线断线造成故障。

解决办法:利用同规格导线替代断线后,故障排除。

故障2:一台四刀位数控车床,发生一号刀位找不到,其它刀位能正常换刀的故障现象。

故障分析:由于只有一号刀找不到刀位,可以排除机械传动方面的问题,确定是电气方面的故障。可能是该刀位的霍尔元件及其周围线路出现问题,导致该刀位信号不能输送给PLC。对照电路图利用万用表检查后发现:1号刀位霍尔元件的24V供电正常,GND线路为正常,T1信号线正常。因此可以断定是霍尔元件损坏导致该刀位信号不能发出。

解决办法:更换新的霍尔元件后故障排除,一号刀正常找到。

故障3:一台配有FANUC-0imate系统大连机床厂的六刀位车床,选刀正常但是当所选刀位到位之后不能正常锁紧。系统报警:换刀超时。

故障分析:刀架选刀正常,正转正常,就是不能反向锁紧。说明蜗轮蜗杆传动正常,初步定为电气线路问题。在机床刀架控制电气原理图上,发现刀具反向锁紧到位信号是由一个位置开关来控制发出的,是不是该开关即周围线路存在问题呢?为了确认这个故障原因,打开刀架的顶盖和侧盖,利用万用表参照电路图检查线路,发现线路未有开路和短路,通过用手按动刀架反向锁紧位置开关,观察梯形图显示有信号输入,至此排除电气线路问题。推断可能是挡块运动不到位,位置微动开关未动作。于是重新换刀一次来观察一下,结果发现:果然挡块未运动到位。于是把挡块螺栓拧紧,试换刀一次正常。再换一次刀,原故障又出现了,同时发现蜗杆端的轴套打滑并且爬升现象。难道是它造成了电机反转锁紧时位置开关的挡块不到位,于是把该轴套进行了轴向定位处理,将刀架顶盖装好。结果刀架锁紧正常了。

数控机床的常见电气故障及诊断维修方法有哪些

1.1 数控基床电气装置常见故障

数控机床的电气装置部分的故障主要是硬件故障,其中的硬件故障为:控制系统某元器件接触不良或损坏、无供电电源等,这种故障必须更换损坏的器件或者维修后才能排除故障。

1.2 数控机床可编程控制器的故障分析

数控机床可编程控制器,也就是plc控制器部分的故障分为:(1)软件故障:包括数控机床用户程序,如果用户程序出现故障,在数控机床运行时会发生一些无报警的机床故障,因此PLC用户程序要编制好。(2)硬件故障:也即是在PLC输入输出模块出现问题而引起的故障。对于个别输入输出口出现故障,可以通过修改PLC程序,可使用备用接口替代出现故障的接口。

1.3 数控机床伺服系统的故障分析

数控机床伺服控制系统是数控机床故障率最高的部分。伺服控制系统可分为直流伺服控制单元、直流永磁电动机和交流伺服控制单元、交流伺服电动机有两个部分,两者各有其优、缺点。伺服系统的故障一般都是由于伺服控制单元、伺服电动机、测速装置、编码器等出现问题引起的,要分别对各单元进行分析。

1.4显示器的故障分析

通常情况下,数控机床显示器出现错误的表现为:系统的软件出错,从而会导致系统显示的混乱或者不正常或根本无法显示,如果机床的电源出现故障或者系统主板出现故障的话都会导致系统的不正常显示。其中,显示系统本身出现故障是引起系统显示器不正常的最主要原因,因此,如果系统不能正常显示,就必须首先要分清造成此现象的主要原因。

数控机床的显示不正常可以分为完全无显示和显示不正常两种情况。当电源和系统的其他部分工作正常时,系统无显示的原因,一般情况下是由于硬件原因引起,而显示混乱或显示不正常,一般来说是由于系统软件引起的。另外,系统不同,所引起的原因也不同,这要根据实际情况进行分析。

1.5 控制元件、检测开关的故障分析

数控机床常用的控制元件有液压元件、气动元件、电气执行元件、机械装置、检测开关,检测元件有:检测开关,这些常见的机床控制元件、检测开关由于接触不良引起各种故障比较多,这类故障很容易解决,但是必须用仪器仪表配合检查。

2 数控机床常见电气故障诊断与排除方法

数控机床故障排查的方法很多,大致可以分为以下几种:

2.1直观检查法

这是故障分析之初必用的方法,就是利用感官的检查。

(1)问。即向故障现场人员仔细询问故障产生的过程、故障表象及故障后果,并且在整个分析判断过程中可能要多次询问。

(2)看。总体查看机床各部分工作状态是否处于正常状态(例如各坐标轴位置、主轴状态、刀库、机械手位置等),各电控装置(如数控系统、温控装置、润滑装置等)有无报警指示,局部查看有无保险烧煅,元器件烧焦、开裂、电线电缆脱落,各操作元件位置正确与否等等 。

(3)摸。在整机断电条件下可以通过触摸各主要电路板的安装状况、各插头座的插接状况、各功率及信号导线(如伺服与电机接触器接线)的联接状况等来发现可能出现故障的原因。

(4)试。这是指为了检查有无冒烟、打火、有无异常声音、气味以及触摸有无过热电动机和元件存在而通电,一旦发现立即断电分析。

2.2仪器检查法

仪器检查法就是使用常规电工仪表对各组交、直流电源电压及相关直流和脉冲信号等进行测量,从中找寻可能的故障。例如用万用表检查各电源情况,及对某些电路板上设置的相关信号状态测量点的测量,用示波器观察相关的脉动信号的幅值、相位甚至有无,用PLC 编程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。

2.3 信号与报警指示分析法

(1)硬件报警指。这是指包括数控系统、伺服系统在内的各电子、电器装置上的各种状态和故障指示灯,结合指示灯状态和相应的功能说明便可获知指示内容及故障原因与排除方法。

(2)软件报警指示。如前所述的系统软件、PLC程序与加工程序中的故障通常都设有报警显示,依据显示的报警号对照相应的诊断说明手册便可获知可能的故障原因及故障排除方法。

2.4 接口状态检查法 

现代数控系统多将PLC集成于其中,而CNC与PLC之间则以一系列接口信号形式相互通讯联接。有些故障是与接口信号错误或丢失相关的,这些接口信号有的可以在相应的接口板和输入/输出板上有指示灯显示,有的可以通过简单操作在CRT屏幕上显示,而所有的接口信号都可以用PLC编程器调出。检修时,要求维修人员既要熟悉本机床的接口信号,又要熟悉PLC编程器的应用。

2.5 参数调整法 

数控系统都设置许多可修改的参数以适应不同机床、不同工作状态的要求。这些参数不仅能使各电气系统与具体机床相匹配,而且更是使机床各项功能达到最佳化所必需的。因此,任何参数的变化(尤其是模拟量参数)甚至丢失都是不允许的;而机床运行所引起的机械或电气性能的变化会改变其最佳化状态。此类故障需要重新调整相关的一个或多个参数方可排除。这种方法对维修人员的要求是很高的,不仅要对具体系统主要参数十分了解,既熟悉其作用,而且要有较丰富的电气调试经验。

2.6 备件置换法 

当故障集中于某一印制电路板上时,由于电路集成度的不断扩大而要把故障落实于某一区域乃至某一元件比较困难,为了缩短停机时间,在有相同备件的条件下可以先将备件换上,然后再检查修复故障板。备件板的更换要注意以下问题:

(1)更换任何备件都必须在断电情况下进行。

(2)在更换备件板上要记录下原有的开关位置和设定状态,并将新板作好同样的设定,否则会产生报警而不能工作。

(3)某些印制电路板的更换还需在更换后进行某些特定操作以完成其中软件与参数的建立。这一点需要仔细阅读相应电路板的使用说明。

(4)有些印制电路板是不能轻易拔出的,例如含有工作存储器的板,或者备用电池板,它会丢失有用的参数或者程序。必须更换时也必须遵照有关说明操作。

鉴于以上条件,在拔出旧板更换新板之前一定要先仔细阅读相关资料,弄懂要求和操作步骤之后再动手,以免造成更大的故障。

2.7交叉换位法 

当发现故障板或者不能确定是否故障板而又没有备件的情况下,可以将系统中相同或相兼容的两个板互换检查分散机 涂料分散机 高速分散机 实验室分散机 真空分散机 升降分散机 高粘度分散机 实验室分散机 双行星混合机 双行星搅拌机 多功能混合机 电池浆料搅拌机 环氧树脂搅拌机 电池浆料混合机,不仅硬件接线的正确交换,还要将一系列相应的参数交换,一定要事先考虑周全,设计好软、硬件交换方案,准确无误再行交换检查。

2.8 特殊处理法

当今的数控系统其中软件含量越来越丰富,有系统软件、机床制造者软件、甚至还有使用者自己的软件,由于软件逻辑的设计中不可避免的一些问题,会使得有些故障状态无从分析,例如死机现象。对于这种故障现象则可以采取特殊手段来处理,比如整机断电,稍作停顿后再开机,有时则可能将故障消除。维修人员可以在自己的长期实践中摸索其规律或者其他有效的方法。

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