數控機床設備維修淺析.doc

此文檔收集于網絡，如有侵權，請聯(lián)系網站刪除數控機床設備維修淺析一、概述要使數控機床發(fā)揮其高效率，本人認為首先要重視數控機床日常維護和保養(yǎng)工作，要根據數控機床其功能、結構的不同及實際使用情況，并參照說明書的要求，制訂和建立必要的定期、定級保養(yǎng)制度。做好資料管理和數據備份工作，對長期不用的數控機床，要定期通電，特別是在環(huán)境濕度較大的梅雨季節(jié)，應每周通電兩次，以防電子元件受潮或印刷板電路霉斷等現(xiàn)象，甚至有時會造成機床參數的丟失，從而造成意想不到的損失。二、數控機床維修實例及總結數控機床維修實例一：我廠一臺FANUC-Oi系統(tǒng)臥式加工中心有兩個刀庫，分別為A刀庫和B刀庫，換刀臂靠運載器在兩個刀庫中移動，實現(xiàn)抓刀和還刀功能，換刀位固定不變。一次故障時，換刀臂在A庫抓刀后，運載器一邊向主軸移動，一邊向換刀位移動，然而到換刀位時運載器并沒有停，而是向上繼續(xù)運行，換刀臂一邊旋轉一邊完成換刀動作，直到運載器到B刀庫換刀位才停止。此現(xiàn)象很危險，極易造成設備事故。故障發(fā)生時CRT上沒有任何報警提示，通過監(jiān)視與換刀有關的各個限位開關狀態(tài)，開關狀態(tài)都正常，外表看似乎是電氣控制問題，然而用電氣方法卻遇到了難題，此時通過分析運載器的工作原理來尋找突破。由于其動作是靠各電磁閥的動作來控制運動的，通過分析其液壓原理圖，發(fā)現(xiàn)運載器在換刀位停止是靠撞一塊機械閥的閥芯來控制其停止。通過檢查該機械閥芯，發(fā)現(xiàn)該閥芯銹蝕，動作失靈，不能有效關閉油路造成的，經拆開清洗后重裝，故障排出。體會：對于電氣維修人員來說，不僅要掌握數控機床的工作原理，還應熟悉機床的液壓原理。數控機床維修實例二：我廠一臺加工中心，其Y軸驅動電機采用FANUC-S伺服電機，由于電機和編碼器的聯(lián)接器斷裂，需脫開編碼和電機之間的連接更換聯(lián)接哭器，經更換重裝后，顯示編碼器連接出錯報警，說明編碼器的安裝位置有要求，經查閱相關資料，重新按照以下步驟重裝后，機床正?！，F(xiàn)將安裝步驟介紹同仁，以供大家參考。（1）將電動機電樞線的V、W相（電樞插頭的B、C腳）相連。（2）將U相（電樞插頭的A腳）和直流調壓器的“+”端相聯(lián)，V、W和直流調壓器的“”端相聯(lián)，編碼器加入+5V電源（編碼器插頭的J、N腳間）。（3）通過調壓器對電動機電樞加入勵磁電流。伺服電動機（永磁式）將自動轉到U相的位置進行定位。注意：加入的勵磁電流不可以太大，只要保證電動機能進行定位即可（實際維修時調整在3-5A）。（4）在電動機完成U相定位后，旋轉編碼器，使編碼器的轉子位置檢測信號C1、C2、C4、C8（編碼器插頭的C、P、L、M腳）同時為“1”，使轉子位置檢測信號和電動機實際位置一致。（5）安裝編碼器固定螺釘，裝上后蓋，完成電動機維修。體會：伺服電機的電機軸和編碼器（增量式）的聯(lián)接，在安裝上有位置上的要求，不能隨意安裝。數控機床維修實例三：我廠一臺立式龍門加工中心，在執(zhí)行M06主軸換刀定位功能時，主軸旋轉不停，不能定位，經檢查主軸定位上各測試點電壓正常，更換主軸定位備用板故障依舊。由于其主軸定位是靠磁感應器感應發(fā)磁體發(fā)出定位信號，初步判定其磁感應器有問題，更換磁感器后，主軸定位時，主軸來回搖擺，仍不能定位，經詢問FANUC公司，將磁感應器調換1800重新安裝后，故障排除。體會：主軸定位磁傳感器的安裝位置也有要求。數控機床維修實例四：我廠一臺H3500臥式加工中心，采用FANUC-0i系統(tǒng)，因系統(tǒng)主板故障，經北京FANUC公司維修后，由于CNC存儲器中有CNC參數、PMC參數、螺距誤差補償等數據全部丟失，必須重新向CNC存儲器輸入這些數據。由于有備份數據，在傳輸數據時應注意以下問題：（1）只有在一定參數條件下，才能進行數據輸入/輸出，要對照備份參數說明書正確輸入以下參數，參數號：0000、0020、0101、0102、0103。（2）在輸入PMC參數時，要先將K17參數第#1位設定為1，這樣才可選擇數據輸入界面。將以上參數全部輸入時，發(fā)現(xiàn)各軸均可手動移動，然而在移動回零操作時，X、Y、Z軸均不動，CRT上無報警信息，在對照參數說明書核對有關軸移動參數時，發(fā)現(xiàn)參數1420參數為各軸進給倍率，其數值均為零。將參數全部由“0”改為“500”后，重新執(zhí)行回零功能，動作正常。體會：平時要做好機床參數的備份工作，各機床參數一定要在機床正常情況下備份。實例五：辛辛那提1250立式加工中心（CINCINNAT850系統(tǒng)、GE FANUC驅動及交流伺服電機）開機自檢一切正常，在執(zhí)行回零操作時Y、Z軸工作正常，但X軸卻一直向X方向移動，直到撞到X限位開關。正常時應該是向X+方向移動在接近零點時減速并精確停止定位，完成回零動做。出現(xiàn)此現(xiàn)象系統(tǒng)沒有任何提示信息。故障分析及排除：此故障很奇怪，轉到手動操作狀態(tài)，點動X軸（X+、X）勻正常，用手輪移動X軸也正常。初步判定驅動器及伺服電機無故障，問題出在CNC部分，用萬用表檢測CN1端子8、9兩腳電壓，發(fā)現(xiàn)電壓極性可以隨X軸電機的轉向而變化，但在執(zhí)行回零操作時發(fā)現(xiàn)8、9兩腳電壓極性始終為負，CNC自檢可以通過且沒有任何告警信息說明系統(tǒng)無故障，應該是系統(tǒng)外圍的開關狀態(tài)不對。可能性最大的是X軸回零開關，經檢查該開關始終為高電平。原來CNC檢測到回零開關為高電平認為X軸離零點太近，先X方向移動退出零點一旦回零開關為低電平再向X+方向移動完成回零動做。更換X軸回零開關故障排除。維修完畢做模擬實驗移動X軸使回零開關動作，執(zhí)行回零操作果然不出所料先X方向移動退出零點再向X+方向移動完成回零。實例六：辛辛那提MAXIN630臥式加工中心（CINCINNATI950系統(tǒng)、西門子640驅動及交流伺服電機,直線軸全閉環(huán)光柵尺反饋）開機自檢一切正常，在執(zhí)行回零操作時X、Y、Z、B軸動作正常。在完成回零動作后，CRT上出現(xiàn)Axis are aligning的信息沒有消失（正常時應該出現(xiàn)Axis aligning finish）由于提示狀態(tài)信息不消失，表示對正沒有完成。系統(tǒng)無法繼續(xù)工作，所有的功能鍵都被禁止如同死機一樣。只能關機重啟。故障分析及排除：轉到手動操作狀態(tài)，全部功能操作正常,有了第一例的經驗可以得出以下結論：驅動器及伺服電機無故障，CNC自檢可以通過且沒有任何告警信息說明系統(tǒng)無故障，應該是系統(tǒng)外圍的開關狀態(tài)不對。轉到I/O監(jiān)視畫面，執(zhí)行回零操作，對照圖紙逐一查看每個與回零有關的開關狀態(tài)是否翻轉，發(fā)現(xiàn)B軸下落到位的接近開關沒有翻轉。人為的在I 7點輸入高電平（+24V）。系統(tǒng)馬上出現(xiàn)Axis aligning finish 表示對正完成，仔細調整B軸下落到位開關，故障排除。原來系統(tǒng)一直在處于等待狀態(tài)，I 7點沒有輸入高電平系統(tǒng)默認的動作沒完成，導致發(fā)生“故障”。數控機床維修實例七：高明KCM-3000立式龍門加工中心（FANUC-15系統(tǒng)驅動器交流伺服電機）開機自檢一切正常，進入程序加工時X、Y、Z軸不能按程序移動，主軸可以旋轉。不執(zhí)行程序時手動移動X、Y、Z軸正常，執(zhí)行G00G90X1000正常，但是執(zhí)行G01G90X1000F200M04S1000就有故障。為何可以執(zhí)行G00而不能執(zhí)行G01？出現(xiàn)此現(xiàn)象系統(tǒng)沒有任何提示信息。故障分析及排除：分析G00是定位， G01是執(zhí)行加工，加工是要檢測主軸的轉速是否達到設定值后直線軸才能按程序移動。執(zhí)行G00僅僅是定位，主軸不旋轉也可以。而不能執(zhí)行G01應該是主軸的轉速沒有達到設定值使直線軸不能按程序移動。觀察CRT上主軸的實際轉速果然沒有達到設定值，并且轉速波動。檢查主軸上的外置編碼器組件，發(fā)現(xiàn)編碼器的聯(lián)軸器松動、一個固定螺釘丟失。修復后故障排除。數控機床維修實例八：MAXIN630臥式加工中心（CINCINNATI950系統(tǒng)、西門子驅動及交流伺服電機）開機自檢工作一切正常，在加工的過程中經常無規(guī)律地出現(xiàn)自動關機（MACHINE OFF），液壓、主軸、冷卻、進給等也同時關閉。給加工帶來很大麻煩，特別是在攻絲的時候停機造成絲錐折斷、嚴重時工件報廢，直接經濟損失很大，操作員不敢加工。整個過程沒有任何警示信息出現(xiàn)，也沒有預兆和規(guī)律。故障分析及排除：關機信息（MACHINE OFF）應該只有在按動關機按鈕的情況下才出現(xiàn)。在加工的過程中無規(guī)律關機后檢查機床沒有發(fā)現(xiàn)故障，無法捕捉到瞬時出現(xiàn)的故障點。將與關機有關的開關、電路、電纜、繼電器、接口板卡等全部仔細檢查部分更換，對全機的可疑的接近開關等逐一測試檢查，故障還不時出現(xiàn)。經向生產廠多次咨詢，懷疑是軟件問題，在其指導下進行了軟件刷新，故障沒有排除。以經驗判斷是一個軟故障，電源干擾或某個重要系統(tǒng)的接口狀態(tài)抖動所致，將各個伺服單元送進CNC的READ信號短接，深夜開機空運行，故障存在。排除了電源干擾及軟件問題，看來故障在系統(tǒng)外圍的開關狀態(tài)了，但在系統(tǒng)I/O監(jiān)視畫面又都正常，用帶儲存功能的示波器監(jiān)視24V、15V、12V、5V以及重點懷疑的輸入點。終于在一次故障發(fā)生時捕捉到接近開關LS17瞬時抖動，做模擬實驗I 23（LS17）輸入+24V，故障立即出現(xiàn)，分析LS18、LS17是檢測主軸的刀具情況，有三種狀態(tài)（10、00、01），分別代表松刀、有刀、無刀。在加工的過程主軸旋轉震動出現(xiàn)01表示無刀，系統(tǒng)運行的條件破壞導致關機（MACHINE OFF）。仔細檢查原來主軸的刀具拉桿中的碟型彈簧破裂、刀抓螺帽松動，導致刀具拉桿行程加大，接近LS17使它誤動作。修復后故障排除。小結以上是我在數控機床出現(xiàn)故障時維修過程和維修技術的心得和休會，是我多年中近百次數控系統(tǒng)的調試和維修的經驗和總結。雖然，數控系統(tǒng)種類繁多，故障千變萬化，維修方法也不盡相同，一篇短文很難盡述，但是我仍希望把一些基本方法與思路寫出來，與大家交流以期能引起人們對數控系統(tǒng)維修技術的重視，旨在提高數控機床維修工作的快速性與針對性，克服盲目性與片面性，以期達到最佳維修效果。淺談數控設備維修引言：本文通過修理實例分析，提出了修理中的故障分析方法，通過機電技術相結合，對機床結構及技術資料的熟悉和了解，使得在機床修理中取得較好效果。關鍵詞：充分了解、機電結合、綜合分析前言：隨著時代進步和社會快速發(fā)展各類大型設備尤其是數控設備越來越多。由于數控設備的先進性和故障的不穩(wěn)定性，且多數故障是以綜合故障形式出現(xiàn)，給設備維修加大了難度，這就要求維修人員必須加強學習，努力提高業(yè)務水平，適應這一要求。下面，我以修理實例來淺談一下設備維修的體會。一、 PAMA AT/130-2故障故障現(xiàn)象：PAMA數控臥式加工中心，是從意大利引進5軸聯(lián)動數控機床。在使用中發(fā)現(xiàn)冷卻液溫度過高，以及9242報警（刀具冷卻泵開關跳閘）。診斷維修：經檢查，冷卻系統(tǒng)2泵壓力過高，引起冷卻液溫度上升。改機床配有冷卻液噴頭12個，平時操作加工時不完全打開，一般只開12只噴頭，而該泵為定量泵（Q=150L/min），使得冷卻液阻力上升引起發(fā)熱。當12只噴頭一起開時冷卻液飛濺嚴重，污染周圍環(huán)境。為此，考慮在2泵出口加裝卸荷閥（Q=11F-16F）卸荷，既能保護泵不發(fā)熱，又能滿足冷卻加工要求。使用不久，又出現(xiàn)9242報警，經檢查是冷卻系統(tǒng)1泵過載，電流達到5A，超過額定電流45。原來該加工中心冷卻系統(tǒng)由兩只泵兩只水箱組成，冷卻液回1水箱，經過濾由1泵抽到2水箱，再由2泵抽出參與冷卻加工。由于系統(tǒng)加裝了卸荷閥，回水直接進1水箱，這樣2水箱水位下降較快，引起液位控制發(fā)訊使1泵啟動抽水進2#。由于啟動頻繁，外加過濾器臟堵，造成1泵過載報警。經分析后，將卸荷閥回路與2水箱接通，并調換了1泵過濾芯，重新投入使用，狀況良好。體會：當故障發(fā)生時，首先要充分了解故障是怎樣出現(xiàn)的，有哪些現(xiàn)象；然后，西子分析原因，并結合實際，運用所學知識，大膽實踐，達到解決問題的目的。二、 MAHO GR500C/5車削中心故障故障現(xiàn)象：該機床為西德引進，機床在加工葉柄軸時，表面出現(xiàn)一段波紋。診斷維修：由于該故障未顯示報警，從零件圖上可知，發(fā)生波紋為80150一段。經檢查，工件的尺寸80.02080.040符合要求。通過了解，加工切削參數和加工程序，從現(xiàn)象來看，造成工件表面波紋有幾個方面的因素：1. 機床主軸精度誤差。2. 機床尾架精度誤差，頂針松動。3. Z軸在加工處某一段絲桿精度誤差。4. X軸存在間隙，而從零件波紋來看，第二種因素可能性最大。首先將套筒完全收在尾座內，并提高轉速到1500rpm，精車外圓，波紋仍存在。檢查頂針和工件中心孔也正常。不用頂針，直接精車外圓，波紋消失，這樣問題應該出現(xiàn)在尾架軸上。拆下尾架檢查發(fā)現(xiàn)，5個軸承有3個出現(xiàn)失效現(xiàn)象。由于原軸承為意大利生產，沒有備件，最后選用相同形式的NSK軸承代用，同時適當調整尾架軸的液壓頂力，增加軸承使用壽命，使用情況良好。體會：數控機床出現(xiàn)同一種故障的原因是多種多樣的，有機械、有電氣、有控制系統(tǒng)等因素。因此，在故障分析時，把各種造成故障的因素盡可能列出，逐項排除，縮小故障范圍，最后找出故障點排除問題。三、 HOMMA FM-30/80BT 龍門銑故障故障現(xiàn)象：該機床是從日本引進的38龍門銑。機床主軸在換刀時，主軸不能正確定位。診斷維修：主軸在M19指令下定位失靈，沒有報警告示，且運轉不停，從現(xiàn)象上看，負責主軸定位的編碼器零位消失，使主軸找不到準確位置而旋轉不停。從現(xiàn)象分析可能存在幾種可能：1. 編碼器問題。2. 編碼器輸入輸出接口和線問題。3. 編碼器輸入輸出板子問題。4. 編碼器與主軸傳動鏈的聯(lián)軸器問題。經檢查編碼器的輸入輸出電線正常，拆下編碼器檢查聯(lián)軸器，沒有損壞。即主軸與編碼器傳動鏈還存在，打開編碼器發(fā)現(xiàn)內部有少量油浸入，清潔干凈重新裝上，主軸在M19指令下旋轉不?，F(xiàn)象消失，但定位角度仍不準確，經仔細分析，發(fā)現(xiàn)主軸由0轉到45，再同向由45轉到90這之間基準沒有誤差，而從90反向轉到45就存在誤差。圖1所示為主軸端面鍵在M19指令下的零度位置。圖2為主軸端面鍵存在偏差的位置從圖中三角形ABC可知，sin=AB/BC3.83/60，得到角度為3.66度。120為X軸測量位置，AB為Y軸測量偏差。反復試驗幾次基本是常量，從而表明編碼器沒有問題。是反向間隙造成定位角度不準，而從機械角度講，存在兩種可能：1. 是主軸與編碼器的傳動軸相聯(lián)的1：1傳動齒輪由于磨損存在間隙。2. 編碼器與傳動軸之間的聯(lián)軸器在聯(lián)接中存在間隙。而齒輪間隙不可能這么大，只有聯(lián)軸的連接上有問題。拆下聯(lián)軸器仔細檢查發(fā)現(xiàn)傳動軸與聯(lián)軸器內孔和編碼器與聯(lián)軸器內孔相聯(lián)的鍵槽存在0.20.4mm松動現(xiàn)象。從右圖可知，偏差角由聯(lián)軸器與軸和聯(lián)軸器與編碼器的配合間隙疊加組成。sin=AB/BO=0.4/7.5=0.06,角度為3.44度。由于主軸與編碼器之間的傳動鏈誤差存在，使得主軸與編碼器之間的誤差為0.22度。由于重新配鍵有困難，就在聯(lián)軸器與編碼器和傳動軸相聯(lián)的部分各加一只M8支頭螺釘鎖死，重新啟動M19主軸定位準確，故障排除。體會：造成故障原因很多，必須仔細分析故障現(xiàn)象，列出可能造成故障的原因，先易后難，逐項排除，找出故障。四、 HOMMA FM-30/80BT 龍門銑漏油故障故障現(xiàn)象：該機床是從日本引進的38龍門銑。HOMMA龍門銑液壓站一段時間來經常少油，而潤滑油站卻出現(xiàn)溢油現(xiàn)象。診斷維修：經系統(tǒng)分析，液壓油站是負責Z軸平衡，C軸齒輪變檔，拉刀裝置的卸荷，附件的夾緊，橫梁的平衡、夾緊，ATC動作，而潤滑油路負責C軸齒輪潤滑，附件潤滑。從現(xiàn)象看問題，出現(xiàn)在Z軸和C軸刀架內，從相關部件看，又與卸荷油缸、變檔油缸、夾緊油缸有關。通過檢查，最終發(fā)現(xiàn)拉刀油缸端面油封損壞。換上新的油封，故障排除。體會：該數控機床是日本本間HOMMA公司生產，圖紙資料查看有一定困難，涵蓋面廣，由機、電、液、氣系統(tǒng)組成。因此，必須熟悉圖紙和機床結構分布，才能快速判斷問題所在。五、 SC50/6.5數控立車故障故障現(xiàn)象：該機床是90年代初從羅馬尼亞引進的6.5米數控立車。主軸在運轉時工作臺發(fā)出嚴重撞擊聲。診斷維修：經檢查，工作臺驅動齒輪箱有嚴重撞擊響聲，但時好時壞，電流表指針上下波動較大，工作臺轉速不穩(wěn)定，檢查了工作臺靜壓壓力正常，工作臺上浮量0.20正常。從現(xiàn)象看可能存在：1. 傳動齒輪箱內輸出軸上軸承損壞。2. 主電機齒輪箱輸入軸聯(lián)軸器聯(lián)接有問題。3. 主軸調速裝置歐陸590和電機上測速發(fā)電機有問題。4. 主電機有問題。經檢查，主軸傳動齒輪箱沒有異?，F(xiàn)象，