數控機床的維修與故障

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發表于 2008-5-12 12:51:40 | 只看該作者 |倒序瀏覽 |閱讀模式

一、數控機床故障處理的基本條件
1、人員條件
從事數控機床維修的工程技術人員首先要具備高度的責任心和良好的職業道德，要充分掌握數控機床的工作原理、結構組成與工作狀況。尤其是該機床的數控系統的結構和特點。
2、工作條件
（1）、準備好常用的條件，并隨時可以得到微電子元件或其他機械、液壓、氣動元件的支援與供應。
（2）、具備必要的維修工具、測試工具、儀表及微機、最好有便攜式在線故障檢測儀。如有有必要可以用數字維修測試儀表測試儀器，如：邏輯分析儀、仿真器、特征分析儀、故障檢測儀等。
（3）、具備充分和必要的資料，如：線路圖冊、維修保養手冊、設備說明書，接口、調試與分析、參數設置記錄手冊與資料，位檢及傳感器手冊與資料，PLC說明書與用戶程序單，器件手冊與表格等。
（4）、收集現場信息是維修工作的重要組成部分。對故障出現前的操作與機床的運行情況更應了解并聽取操作人員的介紹，對現場檢查要有記錄。
三、數控裝置的故障處理
1、處理步驟
（1）、現場工作人員作好故障的詳細記錄，尤其應對出現故障時的數控裝置工作方式做詳細的記錄。
（2）、及時與維修專業部門聯系，維護現場，禁止盲目拆卸及非專業人員的亂調試。
（3）、維修專業人員在獲得詳細報告后，作好現場檢測、維修、調試工作準備，包括工具及資料的準備。
2、故障判斷和分析
（1）、利用外部現象判斷故障。觀察故障發生后的各種外部現象及作好故障的詳細記錄并判斷故障的可能部位。一般情況下簡單故障通過各種直接觀察就能解決問題。再有，檢查系統各種連接電纜是否松動，斷開、接觸不良也是處理數控系統故障時首先要想到的。
（2）、利用軟件報警功能。在系統運行中，能定時用自診斷程序對系統進行快速診斷，一旦檢測到故障，立即進行故障分類，并顯示在CRT上，點亮面板上的報警指示燈，停止機床的運行。維修時間可根據報警類型來查找問題所在。
（3）、利用硬件報警功能。對統統用的各種數控系統，為了提高系統的維護性，在數控系統中設置有眾多的報警指示裝置，通過指示燈的亮與滅，數碼管的顯示狀態來為維修人員指示鼓掌所在位置及類型。因此，前兩種方法不能解決的時候，可以借助各報警裝置，觀察有無報警指示，然后根據指示查閱隨機說明書來處理故障。
另外，也可以充分利用同類元氣件置換，判斷故障并排除。
四、軟件故障的處理
數控機床出現軟件故障后，一般采取以下方法予以排除：
（1）、對軟件丟失或變化造成的運行異、程序中斷、停機故障可采取對數據、程序更改補充方法，亦可采用清除再輸入法。
這類故障主要是指存儲在RAM中的NC機床數據、設定數據、PLC機床程序、零件程序出現丟失或出錯。這些程序是確定系統功能的依據，是系統適配于機床所必須的，出錯后造成系統故障或某些功能失效，PLC機床程序出錯也可能造成故障停機。對于這種情況的處理是找出出錯維修或丟失維修，更改補充后可以排除。若出錯或丟失較多，采用清除后重新寫入法恢復更好。
應該注意，敘談系統在清楚所有軟件后會使報警消失。在清除前應有充分準備，必須把現行可能被清除的內容記錄下來，以便清除后恢復他們。
（2）、對于機床程序和數據處理中發生了引起中斷的運行結果而造成的故障停機，可采用硬件復位法、開關系統電源法排除。
NCRESET 和PLC RESET分別可對系統，PLC復位，使后繼操作重新開始，但它們不會破壞有關軟件及正常的中間處理結果。不管任何時候都允許這樣做，以消除報警。也可以采取清除法，但對NC PLC 采用清除時，可能會使數據、程序丟失。這時候應注意保護不清楚的部分。開關系統電源一次的作用與使用RESET法類似，系統出現故障后有必要這樣做。
故障舉例：TC1000型加工中心，某一故障現象是屏幕顯示紊亂，重新輸入機床數據，機床恢復正常，但停機后數小時再啟動，故障重現。經過檢查是MS140電源板上的電池電壓降至下限，重新更換電池后，重新輸入數據后故障消失。
五、驅動伺服系統的故障處理
數控機床的驅動伺服系統包括進給取得能夠及主軸驅動。分直流與交流兩類不同的裝置。
1、進給驅動系統故障的處理
（1）、軟件報警現象包括：伺服進給系統出錯報警（大多數是速度控制單元故障引起或是主控印刷線路板內與維修控制或伺服信號有關部分發生故障）、檢測單元（如測速發電機、旋轉變壓器或脈沖編碼器等）有故障或檢測信號引起故障以及過熱報警（包括伺服單元過熱、變壓器過熱及伺服電機過熱）等三種情況。
故障舉例：WY203型自動換箱數控組合機床Z軸一啟動，即出現跟隨誤差過大報警而停機。經檢查發現，位置控制環反饋元件光柵電纜，由于運動中受力而拉傷斷裂，造成丟失反饋信號，將光柵電纜連接好，再開機故障消失。
（2）、硬件報警現象包括：高壓報警（電網電壓不穩定+、大電流報警（晶閘管損壞），電壓過低報警（大多數為輸入電壓低于額定值的85%或電源線連接不良）、過載報警（機械負載過大）、速度反饋斷線報警、保護開關動作有誤等，這些故障在處理中應按具體情況分別對待，只要有針對性的措施就會順利排除故障。
（3）、無報警顯示的故障現象包括（機床失控、機場震動，機床過沖（參數設置不當）、躁聲過大（電機方面故障）、快進時不穩定等現象，這些故障要從檢查速度控制單元、參數設置、傳動副間距、異物侵入，電機軸向竄動，，電刷接觸不良等做起去查找故障源。
故障舉例：WY203型自動換箱數控組合機床出現X軸電機轉速下降。打開電機發現，電刷粘有污物，使其接觸不良，將污物清除后，再開機故障消失。
2、主軸驅動系統故障的處理
（1）、直流主軸控制系統的故障包括：主軸停止旋轉（觸發線路故障），主軸速度不正常（測速發電機故障或A/D轉換器故障），主電機振動或躁聲過大（相序不對或電源頻率設定有錯誤），過電流報警、速度偏差過大（速度過大或主軸被制動）等。
（2）、交流主軸控制系統的故障包括：電機過熱（負荷超標、冷卻系統過臟、冷卻風扇損壞或電機與控制單元接線不良等）、交流輸入電路及再生回路溶絲燒斷（這類故障原因很多，如阻抗過高、浪涌吸收器損壞、電源整流橋損壞、逆變器用的晶體管模塊損壞、控制單元印刷電路板損壞、電機加減頻率過高等）、主電機振動、噪音過大、惦記速度超標或達不到正常速度等故障。同樣，對待這些故障必須先從檢測開始，查找并分析故障原因，找出故障源，針對這些故障采取措施排除。
六、
數控機床機械部分的故障處理
數控機床機械部分的故障與普通機床機械故障部分相同的可按普通機床故障處理。但由于數控機床多采用電器控制，使機械結構簡單化，所以機械故障率明顯降低。重要有以下幾個方面：
1、
進給傳動鏈故障
由于數控機床的傳動鏈大多數采用滾動摩擦副，所以大多數表現運動品質下降而造成的。如反向間隙增大，定位精度達不到要求、機械爬行、軸承噪音大等。所以這部分的維修常與運動副的預緊力、松動環和補償環節的調整有密切關系。
2、
主軸部件故障
這部分故障多與刀柄的自動拉緊裝置、自動變檔裝置及主軸運動精度下降有關。
3、
ATC刀具自動交換裝置故障
據統計ATC刀具自動交換裝置故障占數控機床故障的一半以上。故障現象是：定位誤差超差、機械手夾持刀柄不穩、刀庫運動故障、機械手運動動作不準等。所有這些故障，都會導致換刀動作緊急停止。
4、
行程開關壓合故障。
數控機床配備了許多限位開關，使用一段時間后，使運動部件的運動性質起了變化以及壓合形成開關的機械可靠性與行程開關的品質、特性都會影響整機的運動。
5、
配套附件可靠性下降故障。
數控機床的配套附件包括：排削裝置、防護裝置、冷卻裝置、主軸冷卻恒溫箱裝置及野鴨油箱等。這些部件的損壞或動作不靈都會產生故障。使機床停止工作。如加工中心換刀動作依靠壓縮空氣，若氣泵供壓不足，或儲氣罐使氣壓會產生報警而停機。