數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

1、【精品文檔】如有侵權(quán)，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除，僅供學(xué)習(xí)與交流數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢.精品文檔.數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢數(shù)控機(jī)床故障診斷數(shù)控機(jī)床是個復(fù)雜的系統(tǒng)，組成數(shù)控機(jī)床的這些部分，由于種種原因，不可避免 地會發(fā)生不同程度、不同類型的故障，導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床不能正常工作。故障診斷是進(jìn)行數(shù)控機(jī)床維修的第一步,它不僅可以迅速查明故障原因,排除故障,也可以起到預(yù)防故障發(fā)生與擴(kuò)大的作用。一、 數(shù)控機(jī)床故障診斷的基本方法 數(shù)控設(shè)備是一種自動化程度較高，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的先進(jìn)加工設(shè)備，是企業(yè)的重點、關(guān)鍵設(shè)備。要發(fā)揮數(shù)控設(shè)備的高效益，就必須正確的操作和精心的維護(hù)，才能保證設(shè)備的利用率。正確的操作使用能

2、夠防止機(jī)床非正常磨損，避免突發(fā)故障；做好日常維護(hù)保養(yǎng)，可使設(shè)備保持良好的技術(shù)狀態(tài)，延緩劣化進(jìn)程，及時發(fā)現(xiàn)和消滅故障隱患，從而保證安全運行，故障診斷是進(jìn)行數(shù)控機(jī)床維修的第一步,它不僅可以迅速查明故障原因,排除故障,也可以起到預(yù)防故障的發(fā)生與擴(kuò)大的作用。一般來說,數(shù)控機(jī)床的故障診斷方法主要有以下幾種: (一)常規(guī)診斷法 對數(shù)控機(jī)床的機(jī)、電、液等部分進(jìn)行的常規(guī)檢查,通常包括:(1)檢查電源的規(guī)格(包括電壓、頻率、相序、容量等)是否符合要求;(2)CNC、伺服驅(qū)動、主軸驅(qū)動、電機(jī)、輸入/輸出信號的連接是否正確、可靠;(3)CNC、伺服驅(qū)動等裝置內(nèi)的印制電路板是否安裝牢固,接插部位是否有松動;(4)CN

3、C、伺服驅(qū)動、主軸驅(qū)動等部分的設(shè)定端、電位器的設(shè)定、調(diào)整是否正確;(5)液壓、氣動、潤滑部件的油壓、氣壓等是否符合機(jī)床要求;(6)電器元件、機(jī)械部件是否有明顯的損壞。 (二)狀態(tài)診斷法 通過監(jiān)測執(zhí)行元件的工作狀態(tài)判定故障原因。在現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)中,伺服進(jìn)給系統(tǒng)、主軸驅(qū)動系統(tǒng)、電源模塊等部件主要參數(shù)的動、靜態(tài)檢測,及數(shù)控系統(tǒng)全部輸入輸出信號包括內(nèi)部繼電器、定時器等的狀態(tài),也可以通過數(shù)控系統(tǒng)的診斷參數(shù)予以檢查。 (三)動作診斷法 通過觀察、監(jiān)視機(jī)床的實際動作,判斷動作不良部位,并由此來追溯故障源。 (四)系統(tǒng)自診斷法 這是利用系統(tǒng)內(nèi)部自診斷程序或?qū)Ｓ玫脑\斷軟件,對系統(tǒng)內(nèi)部的關(guān)鍵硬件以及系統(tǒng)的控制軟件進(jìn)

4、行自我診斷、測試的診斷方法。主要包括開機(jī)自診斷、在線監(jiān)控和脫機(jī)測試三個方面的內(nèi)容。 二、 故障的調(diào)查與分析 這是排故的第一階段，是非常關(guān)鍵的階段，主要應(yīng)作好下列工作： 詢問調(diào)查 在接到機(jī)床現(xiàn)場出現(xiàn)故障要求排除的信息時，首先應(yīng)要求操作者盡量保持現(xiàn)場故障狀態(tài)，不做任何處理，這樣有利于迅速精確地分析故障原因。同時仔細(xì)詢問故障指示情況、故障表象及故障產(chǎn)生的背景情況，依此做出初步判斷，以便確定現(xiàn)場排故所應(yīng)攜帶的工具、儀表、圖紙資料、備件等，減少往返時間。 現(xiàn)場檢查 到達(dá)現(xiàn)場后，首先要驗證操作者提供的各種情況的準(zhǔn)確性、完整性，從而核實初步判斷的準(zhǔn)確度。由于操作者的水平，對故障狀況描述不清甚至完全不準(zhǔn)確的情

5、況不乏其例，因此到現(xiàn)場后仍然不要急于動手處理，重新仔細(xì)調(diào)查各種情況，以免破壞了現(xiàn)場，使排故增加難度。 故障分析 根據(jù)已知的故障狀況按上節(jié)所述故障分類辦法分析故障類型，從而確定排故原則。由于大多數(shù)故障是有指示的，所以一般情況下，對照機(jī)床配套的數(shù)控系統(tǒng)診斷手冊和使用說明書，可以列出產(chǎn)生該故障的多種可能的原因。 確定原因 對多種可能的原因進(jìn)行排查從中找出本次故障的真正原因，這時對維修人員是一種對該機(jī)床熟悉程度、知識水平、實踐經(jīng)驗和分析判斷能力的綜合考驗。 排故準(zhǔn)備 有的故障的排除方法可能很簡單，有些故障則往往較復(fù)雜，需要做一系列的準(zhǔn)備工作，例如工具儀表的準(zhǔn)備、局部的拆卸、零部件的修理，元器件的采購甚

6、至排故計劃步驟的制定等等。 數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的調(diào)查、分析與診斷的過程也就是故障的排除過程，一旦查明了原因，故障也就幾乎等于排除了。因此故障分析診斷的方法也就變得十分重要了。下面把電氣故障的常用診斷方法綜列于下： (1)直觀檢查法這是故障分析之初必用的方法，就是利用感官的檢查。 詢問向故障現(xiàn)場人員仔細(xì)詢問故障產(chǎn)生的過程、故障表象及故障后果，并且在整個分析判斷過程中可能要多次詢問。 目視 總體查看機(jī)床各部分工作狀態(tài)是否處于正常狀態(tài)(例如各坐標(biāo)軸位置、主軸狀態(tài)、刀庫、機(jī)械手位置等)，各電控裝置(如數(shù)控系統(tǒng)、溫控裝置、潤滑裝置等)有無報警指示，局部查看有無保險燒煅，元器件燒焦、開裂、電線電纜脫落，

7、各操作元件位置正確與否等等。 觸摸 在整機(jī)斷電條件下可以通過觸摸各主要電路板的安裝狀況、各插頭座的插接狀況、各功率及信號導(dǎo)線(如伺服與電機(jī)接觸器接線)的聯(lián)接狀況等來發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)故障的原因。 通電 這是指為了檢查有無冒煙、打火、有無異常聲音、氣味以及觸摸有無過熱電動機(jī)和元件存在而通電，一旦發(fā)現(xiàn)立即斷電分析。 (2)儀器檢查法使用常規(guī)電工儀表，對各組交、直流電源電壓，對相關(guān)直流及脈沖信號等進(jìn)行測量，從中找尋可能的故障。例如用萬用表檢查各電源情況，及對某些電路板上設(shè)置的相關(guān)信號狀態(tài)測量點的測量，用示波器觀察相關(guān)的脈動信號的幅值、相位甚至有無，用PLC編程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。 (3)

8、信號與報警指示分析法 ： 硬件報警指示 這是指包括數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)在內(nèi)的各電子、電器裝置上的各種狀態(tài)和故障指示燈，結(jié)合指示燈狀態(tài)和相應(yīng)的功能說明便可獲知指示內(nèi)容及故障原因與排除方法。 軟件報警指示 如前所述的系統(tǒng)軟件、PLC程序與加工程序中的故障通常都設(shè)有報警顯示，依據(jù)顯示的報警號對照相應(yīng)的診斷說明手冊便可獲知可能的故障原因及故障排除方法。 (4)接口狀態(tài)檢查法 現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)多將PLC集成于其中，而CNC與PLC之間則以一系列接口信號形式相互通訊聯(lián)接。有些故障是與接口信號錯誤或丟失相關(guān)的，這些接口信號有的可以在相應(yīng)的接口板和輸入/輸出板上有指示燈顯示，有的可以通過簡單操作在CRT屏幕上顯示，

9、而所有的接口信號都可以用PLC編程器調(diào)出。這種檢查方法要求維修人員既要熟悉本機(jī)床的接口信號，又要熟悉PLC編程器的應(yīng)用。 (5)參數(shù)調(diào)整法 數(shù)控系統(tǒng)、PLC及伺服驅(qū)動系統(tǒng)都設(shè)置許多可修改的參數(shù)以適應(yīng)不同機(jī)床、不同工作狀態(tài)的要求。這些參數(shù)不僅能使各電氣系統(tǒng)與具體機(jī)床相匹配，而且更是使機(jī)床各項功能達(dá)到最佳化所必需的。因此，任何參數(shù)的變化(尤其是模擬量參數(shù))甚至丟失都是不允許的；而隨機(jī)床的長期運行所引起的機(jī)械或電氣性能的變化會打破最初的匹配狀態(tài)和最佳化狀態(tài)。此類故障多指故障分類一節(jié)中后一類故障，需要重新調(diào)整相關(guān)的一個或多個參數(shù)方可排除。這種方法對維修人員的要求是很高的，不僅要對具體系統(tǒng)主要參數(shù)十分了

10、解，既知曉其地址熟悉其作用，而且要有較豐富的電氣調(diào)試經(jīng)驗。 三、電氣維修與故障的排除 這是排故的第二階段，是實施階段。如前所述，電氣故障的分析過程也就是故障的排除過程，因此電氣故障的一些常用排除方法在上一節(jié)的分析方法中已綜合介紹過了，本節(jié)則列舉幾個常見電氣故障做一簡要介紹：(1)電源 電源是維修系統(tǒng)乃至整個機(jī)床正常工作的能量來源，它的失效或者故障輕者會丟失數(shù)據(jù)、造成停機(jī)。重者會毀壞系統(tǒng)局部甚至全部。西方國家由于電力充足，電網(wǎng)質(zhì)量高，因此其電氣系統(tǒng)的電源設(shè)計考慮較少，這對于我國有較大波動和高次諧波的電力供電網(wǎng)來說就略顯不足，再加上某些人為的因素，難免出現(xiàn)由電源而引起的故障。我們在設(shè)計數(shù)控機(jī)床的供

11、電系統(tǒng)時應(yīng)盡量做到： 供獨立的配電箱而不與其他設(shè)備串用。 電網(wǎng)供電質(zhì)量較差的地區(qū)應(yīng)配備三相交流穩(wěn)壓裝置。 電源始端有良好的接地。 進(jìn)入數(shù)控機(jī)床的三相電源應(yīng)采用三相五線制，中線(N)與接 地(PE)嚴(yán)格分開。 電柜內(nèi)電器件的布局和交、直流電線的敷設(shè)要相互隔離。 (2)數(shù)控系統(tǒng)位置環(huán)故障：報警，可能是位置測量回路開路；測量元件損壞；位置控制建立的接口信號不存在等。 坐標(biāo)軸在沒有指令的情況下產(chǎn)生運動?？赡苁瞧七^大；位置環(huán)或速度環(huán)接成正反饋；反饋接線開路；測量元件損壞。 (3)機(jī)床坐標(biāo)找不到零點?？赡苁橇惴较蛟谶h(yuǎn)離零點；編碼器損壞或接線開路；光柵零點標(biāo)記移位；回零減速開關(guān)失靈。 (4)機(jī)床動態(tài)特性變

12、差，工件加工質(zhì)量下降，甚至在一定速度下機(jī)床發(fā)生振動。這其中有很大一種可能是機(jī)械傳動系統(tǒng)間隙過大甚至磨損嚴(yán)重或者導(dǎo)軌潤滑不充分甚至磨損造成的；對于電氣控制系統(tǒng)來說則可能是速度環(huán)、位置環(huán)和相關(guān)參數(shù)已不在最佳匹配狀態(tài)，應(yīng)在機(jī)械故障基本排除后重新進(jìn)行最佳化調(diào)整。 (5)偶發(fā)性停機(jī)故障。這里有兩種可能的情況：一種情況是如前所述的相關(guān)軟件設(shè)計中的問題造成在某些特定的操作與功能運行組合下的停機(jī)故障，一般情況下機(jī)床斷電后重新通電便會消失；另一種情況是由環(huán)境條件引起的，如強(qiáng)力干擾(電網(wǎng)或周邊設(shè)備)、溫度過高、濕度過大等。這種環(huán)境因素往往被人們所忽視，例如南方地區(qū)將機(jī)床置于普通廠房甚至靠近敞開的大門附近，電柜長時

13、間開門運行，附近有大量產(chǎn)生粉塵、金屬屑或水霧的設(shè)備等等。這些因素不僅會造成故障，嚴(yán)重的還會損壞系統(tǒng)與機(jī)床。 數(shù)控機(jī)床的故障診斷會向數(shù)據(jù)化方向發(fā)展，任何故障都是可以通過儀器檢測出來的。舉幾個例子：主軸可能通過振動檢測出軸承使用情況，是否可以繼續(xù)使用，最好能預(yù)測在正常使用情況下可以使用多少時間。數(shù)控系統(tǒng)通訊出現(xiàn)問題，通過數(shù)據(jù)測試儀器，就知道通訊在哪條電纜上出了問題，是否可以轉(zhuǎn)換通道暫時使用，并買電纜更換?，F(xiàn)在傳統(tǒng)的方式是，同一故障，不同的人可能得到不同的判斷，經(jīng)驗多的人判斷的準(zhǔn)確率高，經(jīng)驗少的人準(zhǔn)確率低。現(xiàn)在的數(shù)控系統(tǒng)大多支持因特網(wǎng)聯(lián)接，未來的維修人員，或許有些故障通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)在辦公室里就可以解決。而且隨著數(shù)控系統(tǒng)不斷進(jìn)步和完善，數(shù)控系統(tǒng)可