數(shù)控機(jī)床的故障診斷及修理摘要

1、數(shù)控機(jī)床的故障診斷及修理摘要; 述數(shù)控機(jī)床進(jìn)給軸幾種典型故障的原因, 結(jié)合具體設(shè)備故障實例, 探討分 析怎樣利用簡單手段來確定故障部位及 PCL 系統(tǒng)。關(guān)鍵詞;精度檢測,故障分析,設(shè)備維修背景; 在數(shù)控機(jī)床的伺服中不僅有位置檢測及反饋還有速度檢測反饋, 檢測元件 的精度是影響, 機(jī)床精度主要因素之一, 檢測的精度不僅取決于檢測傳感器, 也 取決于測量電路,在實際的生產(chǎn)過程中,數(shù)控機(jī)床檢測反饋系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)故障, 因此分析檢測反饋系統(tǒng)對數(shù)控機(jī)床的故障診斷與維修很有必要。一、數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床的工作原理就是將加工過程所需的各種操作 (如主軸變速、 工件的松開 與夾緊、進(jìn)刀與退刀、開車與停車、自動關(guān)停冷

2、卻液和步驟以及工件的形狀尺 寸用數(shù)字化的代碼表示, 通過控制介質(zhì) (如穿孔紙帶或磁盤等 將數(shù)字信息送入 數(shù)控裝置, 數(shù)控裝置對輸入的信息進(jìn)行處理與運(yùn)算, 發(fā)出各種控制信號, 控制機(jī) 床的伺服系統(tǒng)或其他驅(qū)動元件, 使機(jī)床自動加工出所需要的工件。 所以, 數(shù)控加 工的關(guān)鍵是加工數(shù)據(jù)和工藝參數(shù)的獲取,即數(shù)控編程。數(shù)控加工一般包括以下:(1 對圖紙進(jìn)行分析,確定需要數(shù)控加工的部分;(2 利用圖形軟件(如 CAXA 制造工程師對需要數(shù)控加工的部分造型;(3 根據(jù)加工條件,選擇合適的加工參數(shù),生成加工軌跡(包括粗加工、半 精加工、精加工軌跡 ;(4 軌跡的仿真檢驗;(5 生成 G 代碼;(6 傳給機(jī)床加工

3、。2. 數(shù)控機(jī)床的特點(1 具有高度柔性在數(shù)控機(jī)床上加工零件, 主要取決于加工程序, 它與普通機(jī)床不同, 不必制 造、更換許多工具、夾具,不需要經(jīng)常調(diào)整機(jī)床。因此,數(shù)控機(jī)床適用于零件頻繁更換的場合。 也就是適合單件、 小批生產(chǎn)及新產(chǎn)品的開發(fā), 縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周 期,節(jié)省了大量工藝設(shè)備的費(fèi)用。(2 加工精度高數(shù)控機(jī)床的加工精度,一般可達(dá)到 0.0050.1mm ,數(shù)控機(jī)床是按數(shù)字信號形 式控制的, 數(shù)控裝置每輸出一個脈沖信號, 則機(jī)床移動部件移動一個脈沖當(dāng)量 (一 般為 0.001mm ,而且機(jī)床進(jìn)給傳動鏈的反向間隙與絲杠螺距平均誤差可由數(shù)控 裝置進(jìn)行補(bǔ)償,因此,數(shù)控機(jī)床定位精度比較高。(3 加

4、工質(zhì)量穩(wěn)定、可靠加工同一批零件, 在同一機(jī)床, 在相同加工條件下, 使用相同刀具和加工程 序,刀具的走刀軌跡完全相同,零件的一致性好,質(zhì)量穩(wěn)定。(4 生產(chǎn)率高數(shù)控機(jī)床可有效地減少零件的加工時間和輔助時間, 數(shù)控機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速和 進(jìn)給量的范圍大, 允許機(jī)床進(jìn)行大切削量的強(qiáng)力切削, 數(shù)控機(jī)床目前正進(jìn)入高速 加工時代, 數(shù)控機(jī)床移動部件的快速移動和定位及高速切削加工, 減少了半成品 的工序間周轉(zhuǎn)時間,提高了生產(chǎn)效率。(5 改善勞動條件數(shù)控機(jī)床加工前經(jīng)調(diào)整好后, 輸入程序并啟動, 機(jī)床就能自動連續(xù)的進(jìn)行加 工,直至加工結(jié)束。操作者主要是程序的輸入、編輯、裝卸零件、刀具準(zhǔn)備、加 工狀態(tài)的觀測, 零件的檢

5、驗等工作, 勞動強(qiáng)度極大降低, 機(jī)床操作者的勞動趨于 智力型工作。另外,機(jī)床一般是封閉式加工,即清潔,又安全。(6 利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化數(shù)控機(jī)床的加工, 可預(yù)先精確估計加工時間, 所使用的刀具、 夾具可進(jìn)行規(guī) 范化、 現(xiàn)代化管理。 數(shù)控機(jī)床使用數(shù)字信號與標(biāo)準(zhǔn)代碼為控制信息, 易于實現(xiàn)加工信息的標(biāo)準(zhǔn)化, 目前已與計算機(jī)輔助設(shè)計與制造 (CAD/CAM 有機(jī)地結(jié)合起來, 是現(xiàn)代集成制造技術(shù)的基礎(chǔ)。3. 數(shù)控機(jī)床使用中應(yīng)注意的事項使用數(shù)控機(jī)床之前, 應(yīng)仔細(xì)閱讀機(jī)床使用說明書以及其他有關(guān)資料, 以便正 確操作使用機(jī)床,并注意以下幾點:(1 機(jī)床操作、 維修人員必須是掌握相應(yīng)機(jī)床專業(yè)知識的專業(yè)人員或經(jīng)過技

6、 術(shù)培訓(xùn)的人員,且必須按安全操作規(guī)程及安全操作規(guī)定操作機(jī)床;(2 非專業(yè)人員不得打開電柜門, 打開電柜門前必須確認(rèn)已經(jīng)關(guān)掉了機(jī)床總電源 開關(guān)。只有專業(yè)維修人員才允許打開電柜門,進(jìn)行通電檢修;(3 除一些供用戶使用并可以改動的參數(shù)外, 其它系統(tǒng)參數(shù)、 主軸參數(shù)、 伺 服參數(shù)等,用戶不能私自修改,否則將給操作者帶來設(shè)備、工件、人身等傷害;(4 修改參數(shù)后, 進(jìn)行第一次加工時, 機(jī)床在不裝刀具和工件的情況下用機(jī) 床鎖住、單程序段等方式進(jìn)行試運(yùn)行,確認(rèn)機(jī)床正常后再使用機(jī)床;(5 機(jī)床的 PLC 程序是機(jī)床制造商按機(jī)床需要設(shè)計的, 不需要修改。 不正確 的修改,操作機(jī)床可能造成機(jī)床的損壞,甚至傷害操作者

7、;(6 建議機(jī)床連續(xù)運(yùn)行最多 24小時,如果連續(xù)運(yùn)行時間太長會影響電氣系 統(tǒng)和部分機(jī)械器件的壽命,從而會影響機(jī)床的精度;(7 機(jī)床全部連接器、接頭等,不允許帶電拔、插操作,否則將引起嚴(yán)重的 后果。按照故障發(fā)生的部位分; 1機(jī)械部件安裝,調(diào)試, 操作使用不當(dāng)?shù)仍蛞鸬臋C(jī)械傳動故障。 2導(dǎo)軌,主軸等遠(yuǎn)動部件的干 涉,摩擦過大等原因引起的故障。 3機(jī)械零件的損壞, 聯(lián)結(jié)不良等原因 引起的故障等。 按故障性質(zhì)分;1確定性故障是指控制系統(tǒng)主機(jī)中的硬件損壞或只要滿足一定的條件, 機(jī)床必定 會發(fā)生故障, 2隨機(jī)性故障是機(jī)床在工作過程中 偶然會發(fā)生的機(jī)械故障,這種故障很難找出其規(guī)律性。按故障產(chǎn)生的原因; 1

8、數(shù) 控 機(jī) 床 自 身 故 障 這種故障的發(fā)生與其外部使用的環(huán)境無關(guān),像現(xiàn)在的機(jī)床極大多數(shù)都是此類故 障。 2數(shù)控機(jī)床的外部故障 這種故障的發(fā)生主要由于 供電電壓不足或過高所引起。 診斷壓力開 關(guān) 故障實例 配 備 FANUC 系統(tǒng)的某數(shù)控車床故障現(xiàn)象;當(dāng)腳踏開關(guān)使套筒頂尖 頂緊工件 時,系統(tǒng)會報警。在 系 統(tǒng) 診 斷狀態(tài)下,調(diào)出 PLC 輸入信號,發(fā)現(xiàn)腳踏向前開關(guān)輸入 X05.2為“ 1” ,套筒轉(zhuǎn)換 開關(guān)輸入 X17.3為“ 1” ,潤滑油供給正常使液位開關(guān)輸入 X17.6為 1? 1;調(diào)出 PLC 輸出信號,當(dāng)腳踏向前開關(guān)時,輸出 Y49為 1,同時,電磁閥 YV5.1也得電, 這說明系

9、統(tǒng) PLC 輸入、輸出狀態(tài)均為正常,分析尾座套筒液壓系統(tǒng)。當(dāng)電磁閥 YV5.1通電后, 液壓油經(jīng)流閥、 流量控制閥和單向閥進(jìn) 入尾座套筒液壓缸, 使其向前頂緊工件。 松開腳踏開關(guān)后, 電磁換向閥處于中間 位置,油路停止供油,由于單向閥的作用,尾座套筒向前時的油壓得到保持,該 油壓使壓力繼電器常開觸點接通,在系統(tǒng) P LC輸入信號中 X0.02為 1。但檢查 系統(tǒng) PLC 輸入信號 X0.02則為 0,說明壓力繼電器有問題,其觸點開關(guān)損壞。 故障原因;因壓力器 SP5.1觸點開關(guān)損壞,油壓信號無法接通,從而照成 P LC 輸入信號為 0,故系統(tǒng)任務(wù)尾座套筒未頂緊而產(chǎn)生報警。解決方法; 更換新的壓

10、力繼電器, 調(diào)整觸點壓力, 使其在向前腳 踏開關(guān)動作后接通并保持壓力取消,故障排除。MAXIN630臥式加工中心 (CINCINNATI950系統(tǒng)、 西門子驅(qū)動及交流伺服電機(jī) 開 機(jī)自檢工作一切正常,在加工的過程中經(jīng)常無規(guī)律地出現(xiàn)自動關(guān)機(jī)(MACHINE OFF ,液壓、主軸、冷卻、進(jìn)給等也同時關(guān)閉。給加工帶來很大麻煩,特別是在 攻絲的時候停機(jī)造成絲錐折斷、 嚴(yán)重時工件報廢, 直接經(jīng)濟(jì)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(yù)兆和規(guī)律。故障分析及排除:關(guān)機(jī)信息(MACHINE OFF應(yīng)該只有在按動關(guān)機(jī)按鈕的情況下 才出現(xiàn)。 在加工的過程中無規(guī)律關(guān)機(jī)后檢查機(jī)床沒有發(fā)現(xiàn)故

11、障, 無法捕捉到瞬時 出現(xiàn)的故障點。將與關(guān)機(jī)有關(guān)的開關(guān)、電路、電纜、繼電器、接口板卡等全部仔 細(xì)檢查部分更換,對全機(jī)的可疑的接近開關(guān)等逐一測試檢查,故障還不時出現(xiàn)。 經(jīng)向生產(chǎn)廠多次咨詢, 懷疑是軟件問題, 在其指導(dǎo)下進(jìn)行了軟件刷新, 故障沒有 排除。 以經(jīng)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(jìn) CNC 的 READ 信號短接,深夜開機(jī)空運(yùn)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(guān)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(guān) LS17瞬時抖動, 做模擬實驗 I 23 (LS17輸入 +24V,故