有關(guān)數(shù)控機(jī)床的故障分析

1、有關(guān)數(shù)控機(jī)床的故障分析 摘 要目前，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用越來越廣泛，其加工柔性好，精度高，生產(chǎn)效率高，具有很多的優(yōu)點。但由于技術(shù)越來越先進(jìn)、復(fù)雜，對維修人員的素質(zhì)要 求很高，要求他們具有較深的專業(yè)知識和豐富的維修經(jīng)驗，在數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)故障才能及時排除。 關(guān)鍵詞數(shù)控機(jī)床 故障 中圖分類號：tp20 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a 文章編號：1009-914x（2015）19-0279-01 數(shù)控機(jī)床在現(xiàn)代制造業(yè)中的應(yīng)用日趨普及。在實際生產(chǎn)中用較短的時間和較低的維修成本，對數(shù)控機(jī)床所發(fā)生的故障及時做出準(zhǔn)確判斷，查明故障 部位，找出故障原因和排除方法，能大大減少維修的盲目性，提高生產(chǎn)經(jīng)濟(jì) 性和安全性。故障分析法是對復(fù)雜系統(tǒng)

2、進(jìn)行安全性、可靠性分析的一種好方 法，用它來預(yù)測和診斷故障，在數(shù)控機(jī)床的運行和維修中能收到良好的效果。在數(shù)控機(jī)床使用過程中，進(jìn)給伺服系統(tǒng)比較容易發(fā)生故障，因此，做好伺服系統(tǒng)的故障診斷和處理工作，是數(shù)控機(jī)床維修和維護(hù)的關(guān)鍵 1 nc系統(tǒng)故障 1.1 硬件故障 有時由于系統(tǒng)出現(xiàn)硬件的損壞，使機(jī)床停機(jī)。對于這類故障的診 斷，首先必須了解該數(shù)控系統(tǒng)的工作原理及各線路板的功能，然后根據(jù)故障 現(xiàn)象進(jìn)行分析，在有條件的情況下利用交換法準(zhǔn)確定位故障點。例1一臺采用德國西門子sinumeriksystem 3的數(shù)控機(jī)床，其ix用35 -130w/b， 一次發(fā)生故障，通過系統(tǒng)pc功能輸入的r參數(shù)，在加工中不起作用

3、，不 能更改加工程序中r參數(shù)的數(shù)值。通過對系統(tǒng)工作原理及故障現(xiàn)象的分析， 我們認(rèn)為plc的主板有問題，與另一臺機(jī)床的主板對換后，進(jìn)一步確定為plc 主板的問題。經(jīng)專業(yè)廠家維修，故障被排除。例2另一臺機(jī)床也是采用 sinumeriksysytem 3數(shù)控系統(tǒng)，其加工程序的程序號輸入不進(jìn)去，自動加工無 法進(jìn)行。經(jīng)確認(rèn)為系統(tǒng)存儲器板出問題，維修后，故障消除。 1.2 軟故障 數(shù)控床有些故障是由于系統(tǒng)機(jī)床參數(shù)引起的，有時因設(shè)置不當(dāng)， 有時因意外使參數(shù)發(fā)生變化或混亂，這類故障只要調(diào)整好參數(shù)，就會自然消 失。還有些故障由于偶然原因使nc系統(tǒng)處于死循環(huán)狀態(tài)，這類故障有時必須 采取強(qiáng)行啟動的方法恢復(fù)系統(tǒng)的使用

4、。例1一臺采用日本發(fā)那科公司fanu c-ot系統(tǒng)的數(shù)控車床，每次開機(jī)都發(fā)生死機(jī)現(xiàn)象，任何正常操作都不起作用。 后采取強(qiáng)制復(fù)位的方法，將系統(tǒng)內(nèi)存全部清除后，系統(tǒng)恢復(fù)正常，重新輸入 機(jī)床參數(shù)后，機(jī)床正常使用。這個故障就是由于機(jī)床參數(shù)混亂造成的。例2 一臺專用數(shù)控銑床，nc系統(tǒng)用西門子的sinumeriksystem 3，在批量加 工中nc系統(tǒng)顯示2號報警“l(fā)imi switch”，這種故障是因為y軸行程超出軟件設(shè)定的極限值，檢查程 序數(shù)值并無變化，經(jīng)仔細(xì)觀察敵障現(xiàn)象，當(dāng)出現(xiàn)故障時，crt上顯示的y軸坐標(biāo)確定達(dá)到軟件極限，仔細(xì)研究發(fā)現(xiàn)是補(bǔ)償值輸入變大引起的，適當(dāng)調(diào)整軟 件限位設(shè)置后，故障被排除。這

5、個故障就是軟件限位設(shè)置不當(dāng)造成的。 1.3因其它原因引起的nc系統(tǒng)故障有時因供電電源出現(xiàn)問題或緩沖電池失效也會引起系統(tǒng)故障例1 一臺用德國西 門子sinumeriksystem 3的數(shù)控機(jī)床，一次出現(xiàn)故障，nc系統(tǒng)加上電后，crt 不顯示，檢查發(fā)現(xiàn)nc系統(tǒng)上“coupling module”板上左邊的發(fā)光二極 管閃亮，指示故障。對plc進(jìn)行熱啟動后，系統(tǒng)正常工作。但過幾天后，這個故障又出現(xiàn)了，經(jīng)對發(fā)光二極管閃動頻率的分析，確定為電池故障，更換電池后，故障消除。例2 一臺用西門子sinumerik 810的數(shù)控機(jī)床，有時在自動加工過程中，系統(tǒng)突然掉電，測量其24v直 流供電電源，發(fā)現(xiàn)只有22v左

6、右，電網(wǎng)電壓向下波動時，引起這個電壓降低，導(dǎo)致nc系統(tǒng)取保護(hù)措施，自動斷電。經(jīng)確認(rèn)為整流變壓器匝間短路，造成容量不夠。更換新的整流變壓器后，故障排除。 2 故障樹的建立及其特點 充分熟悉系統(tǒng)是保證正確建樹的前提，為此，需要廣泛收集有關(guān)系統(tǒng) 的設(shè)計、運行、流程圖、設(shè)備技術(shù)、規(guī)范等技術(shù)文件和資料，并進(jìn)行仔細(xì)的 分析研究，在熟悉系統(tǒng)的功能、結(jié)構(gòu)、工作原理與使用條件的基礎(chǔ)上，明確 系統(tǒng)正常與故障狀態(tài)的定義或它們之間的界限。當(dāng)數(shù)控機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)發(fā) 生故障時，通常有3種表現(xiàn)形式：軟件故障報警、硬件故障報警和無故障報 警。根據(jù)以往圖標(biāo)所示，以數(shù)控機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)故障現(xiàn)象為頂事件，軟件 故障報警、硬件故障報

7、警和無故障報替為中間事件，找出直接導(dǎo)致頂事件和 中間事件發(fā)生的各種可能因素，按此方法一直追溯到引起系統(tǒng)發(fā)生故障的全 部原因，即分析到不需要繼續(xù)分析原因的底事件為止。然后把各級事件用相 應(yīng)的符號和適合的邏輯門與頂事件相連，就建成了一棵以頂事件為根、中間事件為節(jié)、底事件為葉的具有若干級的倒置故障樹。 故障樹診斷技術(shù)的特點：使工程人員能以演繹的方式直接探索出系統(tǒng) 的故障所在，能指出與人們感受興趣的失效模式有重要關(guān)系的系統(tǒng)狀態(tài)；故障樹提供了一個圖示的幫助，提供了系統(tǒng)可靠性分析中定性或定量分析的可 能，為工程人員提供了對系統(tǒng)特征的真實而透徹的理解。故障樹建成后便于 維護(hù)和維修人員迅速而清晰地了解系統(tǒng)的結(jié)

8、構(gòu)、功能和原理等，它相當(dāng)于一個形象的管理和維修指南，還可有針對性地向 部件生產(chǎn)商提出產(chǎn)品改進(jìn)建議。 3 故障分析與處理 維維修人員對機(jī)床進(jìn)行了檢修，檢查程序、對刀、參數(shù)是否正確，確定無誤后，讓機(jī)床空運行兩次，結(jié)果故障依舊。用手輪扳動絲杠很輕且無死點， 排除機(jī)械故障。測驅(qū)動板和向電動機(jī)均正常。為保險起見更換上備用的 驅(qū)動板和電動機(jī)，故障相同。難道是給定電纜有問題，測線均正常，后來重 新焊一條給定電纜。從配電箱外邊直接加到驅(qū)動板上，焊屏蔽線，纏繞在一起相互干擾所致。實例：故障現(xiàn)象：2004年自制設(shè)備數(shù)控車床ck40ph代，gsk928tc半閉環(huán)系統(tǒng)。主軸是有森蘭變頻器控制的無級變速。2006年6月

9、，主軸轉(zhuǎn)速出現(xiàn)時高時低轉(zhuǎn)速不穩(wěn)且30r/min要么起動不起來，要么爬行 障分析與處理：首先檢查了系統(tǒng)參數(shù)，變頻器參數(shù)均無誤。為了進(jìn)一步判斷 做了以下內(nèi)容：修改變頻器參數(shù)，變?yōu)槭謩臃绞剑ù朔绞讲皇芟到y(tǒng)控制）再 試轉(zhuǎn)速平衡正常，說明變頻器和變頻電動機(jī)均正常沒問題。把變頻器參數(shù) 還原（即模擬給定方式）改變主軸轉(zhuǎn)速，用數(shù)字表測輸出電壓正常，排除系統(tǒng) 故障。問題出在哪呢？難道又是電纜問題。為了找出問題的根本所在，并未直 接更換電纜，而是把電纜懸空，排除強(qiáng)電的干擾，再試故障依舊。把導(dǎo)線從 端子上取下來，直接短接，再試結(jié)果正常了。原來導(dǎo)線通過端子時，運行時 間長后有油泥和塵埃干擾所致。 通過維修數(shù)控車床系統(tǒng)，抗干擾盡量做到：強(qiáng)電與弱電盡量交、直 流分開，不在同一電纜，不要相互纏繞。焊接屏蔽線。導(dǎo)線盡量短。 盡量減少中問環(huán)節(jié)。配電箱內(nèi)保持清潔、干燥，經(jīng)常除塵。如果周圍有高頻或其他設(shè)備，還需要加適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)網(wǎng)。 參考文獻(xiàn) 1 史定華，王松瑞，故障樹分析方法和理論m.北京師范大學(xué)出版社， 1993. 2 龔中華.數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修500例m.機(jī)械工業(yè)出版社，200.機(jī)槭設(shè)備維修問答叢書編委會，數(shù)控機(jī)床故障檢測與維修問m.機(jī)械 工業(yè)出版社，2006. 3 李浩，楊今云.故障樹分析方法在數(shù)控加工中心故障診斷中的應(yīng)用j.機(jī)床電器，2006. 4 趙太平.故