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如何對數控機床進(jìn)行故障檢修?

時(shí)間: 2019-12-28 16:22:29來(lái)源: 濟南七機機床有限公司

在數控機床中,大部分的故障都有資料可查,但也有一些故障,提供的報警信息較含糊甚至根本無(wú)報警,或者出現的周期較長(cháng),無(wú)規律,不定期,給查找分析帶來(lái)了很多困難。對這類(lèi)機床故障,需要對具體情況分析,進(jìn)行耐心的查找,而且檢查時(shí)特別需要機械、電氣、液壓等方面的綜合知識,不然就很難快速、正確地找到故障的真正原因。

加工精度異常故障:系統參數發(fā)生變化或改動(dòng)、機械故障、機床電氣參數未優(yōu)化電機運行異常、機床位置環(huán)異?;蚩刂七壿嫴煌?,是生產(chǎn)中數控機床加工精度異常故障的常見(jiàn)原因,找出相關(guān)故障點(diǎn)并進(jìn)行處理,機床均可恢復正常。生產(chǎn)中經(jīng)常會(huì )遇到數控機床加工精度異常的故障。此類(lèi)故障隱蔽性強、診斷難度大。

導致此類(lèi)故障的原因主要有5個(gè)方面:

1、機床進(jìn)給單位被改動(dòng)或變化;

2、機床各軸的零點(diǎn)偏置(NULLOFFSET)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,也可能導致加工精度異常。

機械故障導致的加工精度異常,主要應對以下幾方面逐一進(jìn)行檢查。

1、檢查機床精度異常時(shí)正運行的加工程序段,特別是刀具長(cháng)度補償、加工坐標系(G54~G59)的校對及計算。

2、在點(diǎn)動(dòng)方式下,反復運動(dòng)Z軸,經(jīng)過(guò)視、觸、聽(tīng)對其運動(dòng)狀態(tài)診斷,發(fā)現Z向運動(dòng)聲音異常,特別是快速點(diǎn)動(dòng),噪聲更加明顯。由此判斷,機械方面可能存在隱患 。

故障排除

1、初始化復位法:一般情況下,由于瞬時(shí)故障引起的系統報警,可用硬件復位或開(kāi)關(guān)系統電源依次來(lái)清除故障,若系統工作存貯區由于掉電,拔插線(xiàn)路板或電池欠壓造成混亂,則必須對系統進(jìn)行初始化清除,清除前應注意作好數據拷貝記錄,若初始化后故障仍無(wú)法排除,則進(jìn)行硬件診斷。

2、參數更改,程序更正法:系統參數是確定系統功能的依據,參數設定錯誤就可能造成系統的故障或某功能無(wú)效。有時(shí)由于用戶(hù)程序錯誤亦可造成故障停機,對此可以采用系統的塊搜索功能進(jìn)行檢查,改正所有錯誤,以確保其正常運行。




3、調節,佳化調整法:調節是一種簡(jiǎn)單易行的辦法。通過(guò)對電位計的調節,修正系統故障。如某廠(chǎng)維修中,其系統顯示器畫(huà)面混亂,經(jīng)調節后正常。如在某廠(chǎng),其主軸在啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)發(fā)生皮帶打滑,原因是其主軸負載轉矩大,而驅動(dòng)裝置的斜升時(shí)間設定過(guò)小,經(jīng)調節后正常。

佳化調整是系統地對伺服驅動(dòng)系統與被拖動(dòng)的機械系統實(shí)現佳匹配的綜合調節方法,其辦法很簡(jiǎn)單,用一臺多線(xiàn)記錄儀或具有存貯功能的雙蹤示波器,分別觀(guān)察指令和速度反饋或電流反饋的響應關(guān)系。通過(guò)調節速度調節器的比例系數和積分時(shí)間,來(lái)使伺服系統達到即有較高的動(dòng)態(tài)響應特性,而又不振蕩的佳工作狀態(tài)。在現場(chǎng)沒(méi)有示波器或記錄儀的情況下,根據經(jīng)驗,即調節使電機起振,然后向反向慢慢調節,直到消除震蕩即可。

4、備件替換法:用好的備件替換診斷出壞的線(xiàn)路板,并做相應的初始化啟動(dòng),使機床迅速投入正常運轉,然后將壞板修理或返修,這是常用的排故辦法。

5、改善電源質(zhì)量法:一般采用穩壓電源,來(lái)改善電源波動(dòng)。對于高頻干擾可以采用電容濾波法,通過(guò)這些預防性措施來(lái)減少電源板的故障。

6、維修信息跟蹤法:一些大的制造公司根據實(shí)際工作中由于設計缺陷造成的偶然故障,不斷修改和完善系統軟件或硬件。這些修改以維修信息的形式不斷提供給維修人員。以此做為故障排除的依據,可正確徹底地排除故障。

診斷方法

數控機床電氣故障診斷有故障檢測、故障判斷及隔離和故障定位三個(gè)階段。階段的故障檢測就是對數控機床進(jìn)行測試,判斷是否存在故障;第二階段是判定故障性質(zhì),并分離出故障的部件或模塊;第三階段是將故障定位到可以更換的模塊或印制線(xiàn)路板,以縮短修理時(shí)間。為了及時(shí)發(fā)現系統出現的故障,快速確定故障所在部位并能及時(shí)排除,要求故障診斷應盡可能少且簡(jiǎn)便,故障診斷所需的時(shí)間應盡可能短。為此,可以采用以下的診斷方法:

1、直觀(guān)法

利用感覺(jué)器官,注意發(fā)生故障時(shí)的各種現象,如故障時(shí)有無(wú)火花、亮光產(chǎn)生,有無(wú)異常響聲、何處異常發(fā)熱及有無(wú)焦煳味等。仔細觀(guān)察可能發(fā)生故障的每塊印制線(xiàn)路板的表面狀況,有無(wú)燒毀和損傷痕跡,以進(jìn)一步縮小檢查范圍,這是一種基本、常用的方法。

2、CNC 系統的自診斷功能

依靠CNC系統快速處理數據的能力,對出錯部位進(jìn)行多路、快速的信號采集和處理,然后由診斷程序進(jìn)行邏輯分析判斷,以確定系統是否存在故障,及時(shí)對故障進(jìn)行定位?,F代CNC系統自診斷功能可以分為以下兩類(lèi):

1)開(kāi)機自診斷開(kāi)機自診斷是指從每次通電開(kāi)始至進(jìn)入正常的運行準備狀態(tài)為止,系統內部的診斷程序自動(dòng)執行對CPU、存儲器、總線(xiàn)、I/O單元等模塊、印制線(xiàn)路板、CRT 單元、光電閱讀機及軟盤(pán)驅動(dòng)器等設備運行前的功能測試,確認系統的主要硬件是否可以正常工作。

2)故障信息提示當機床運行中發(fā)生故障時(shí),在CRT 顯示器上會(huì )顯示編號和內容。根據提示,查閱有關(guān)維修手冊,確認引起故障的原因及排除方法。一般來(lái)說(shuō),數控機床診斷功能提示的故障信息越豐富,越能給故障診斷帶來(lái)方便。但要注意的是,有些故障根據故障內容提示和查閱手冊可直接確認故障原因;而有些故障的真正原因與故障內容提示不相符,或一個(gè)故障顯示有多個(gè)故障原因,這就要求維修人員必須找出它們之間的內在聯(lián)系,間接地確認故障原因。

3、數據和狀態(tài)檢查

CNC系統的自診斷不但能在CRT 顯示器上顯示故障報警信息,而且能以多頁(yè)的“診斷地址”和“診斷數據”的形式提供機床參數和狀態(tài)信息,常見(jiàn)的數據和狀態(tài)檢查有參數檢查和接口檢查兩種。

1)參數檢查數控機床的機床數據是經(jīng)過(guò)一系列試驗和調整而獲得的重要參數,是機床正常運行的保證。這些數據包括增益、加速度、輪廓監控允差、反向間隙補償值和絲杠螺距補償值等。當受到外部干擾時(shí),會(huì )使數據丟失或發(fā)生混亂,機床不能正常工作。

2)接口檢查CNC系統與機床之間的輸入/輸出接口信號包括CNC 系統與PLC、PLC 與機床之間接口輸入/輸出信號。數控系統的輸入/輸出接口診斷能將所有開(kāi)關(guān)量信號的狀態(tài)顯示在CRT 顯示器上,用“1”或“0”表示信號的有無(wú),利用狀態(tài)顯示可以檢查CNC系統是否已將信號輸出到機床側,機床側的開(kāi)關(guān)量等信號是否已輸入到CNC 系統,從而可將故障定位在機床側或是在CNC 系統。

4、報警指示燈顯示故障

現代數控機床的CNC 系統內部,除了上述的自診斷功能和狀態(tài)顯示等“軟件”報警外,還有許多“硬件”報警指示燈,它們分布在電源、伺服驅動(dòng)和輸入/輸出等裝置上,根據這些報警燈的指示可判斷故障的原因。

5、備板置換法

利用備用的電路板來(lái)替換有故障疑點(diǎn)的模板,是一種快速而簡(jiǎn)便的判斷故障原因的方法,常用于CNC 系統的功能模塊,如CRT 模塊、存儲器模塊等。需要注意的是,備板置換前,應檢查有關(guān)電路,以免由于短路而造成好板損壞,同時(shí),還應檢查試驗板上的選擇開(kāi)關(guān)和跨接線(xiàn)是否與原模板一致,有些模板還要注意模板上電位器的調整。置換存儲器板后,應根據系統的要求,對存儲器進(jìn)行初始化操作,否則系統仍不能正常工作。

6、交換法

在數控機床中,常有功能相同的模塊或單元,將相同模塊或單元互相交換,觀(guān)察故障轉移的情況,就能快速確定故障的部位。這種方法常用于伺服進(jìn)給驅動(dòng)裝置的故障檢查,也可用于CNC 系統內相同模塊的互換。

7、敲擊法

CNC 系統由各種電路板組成,每塊電路板上會(huì )有很多焊點(diǎn),任何虛焊或接觸不良都可能出現故障。用絕緣物輕輕敲打有故障疑點(diǎn)的電路板、接插件或電器元件時(shí),若故障出現,則故障很可能就在敲擊的部位。

8、測量比較法

為檢測方便,模塊或單元上設有檢測端子,利用萬(wàn)用表、示波器等儀器儀表,通過(guò)這些端子檢測到的電平或波形,將正常值與故障時(shí)的值相比較,可以分析出故障的原因及故障的所在位置。由于數控機床具有綜合性和復雜性的特點(diǎn),引起故障的因素是多方面的。上述故障診斷方法有時(shí)要幾種同時(shí)應用,對故障進(jìn)行綜合分析,快速診斷出故障的部位,從而排除故障。同時(shí),有些故障現象是電氣方面的,但引起的原因是機械方面的;反之,也可能故障現象是機械方面的,但引起的原因是電氣方面的;或者二者兼而有之。因此,對它的故障診斷往往不能單純地歸因于電氣方面或機械方面,而必須加以綜合,地進(jìn)行考慮。

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