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(shí)例, 探討分 析怎樣利用簡(jiǎn)單手段來(lái)確定故障部位及 PCL 系統(tǒng)。關(guān)鍵詞;精度檢測(cè),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(cè)及反饋還有速度檢測(cè)反饋, 檢測(cè)元件 的精度是影響, 機(jī)床精度主要因素之一, 檢測(cè)的精度不僅取決于檢測(cè)傳感器, 也 取決于測(cè)量電路,在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中,數(shù)控機(jī)床檢測(cè)反饋系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)故障, 因此分析檢測(cè)反饋系統(tǒng)對(duì)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(guò)程所需的各種操作 (如主軸變速、 工件的松開(kāi) 與夾緊、進(jìn)刀與退刀、開(kāi)車(chē)與停車(chē)、自動(dòng)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(guò)控制介質(zhì) (如穿孔紙帶或磁盤(pán)等 將數(shù)字信息送入 數(shù)控裝置, 數(shù)控裝置對(duì)輸入的信息進(jìn)行處理與運(yùn)算, 發(fā)出各種控制信號(hào), 控制機(jī) 床的伺服系統(tǒng)或其他驅(qū)動(dòng)元件, 使機(jī)床自動(dòng)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(duì)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(duì)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(yàn);(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(diǎn)(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(chǎng)合。 也就是適合單件、 小批生產(chǎn)及新產(chǎn)品的開(kāi)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(hào)形 式控制的, 數(shù)控裝置每輸出一個(gè)脈沖信號(hào), 則機(jī)床移動(dòng)部件移動(dòng)一個(gè)脈沖當(dāng)量 (一 般為 0.001mm ,而且機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)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(shí)間和輔助時(shí)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(shí)代, 數(shù)控機(jī)床移動(dòng)部件的快速移動(dòng)和定位及高速切削加工, 減少了半成品 的工序間周轉(zhuǎn)時(shí)間,提高了生產(chǎn)效率。(5 改善勞動(dòng)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(dòng), 機(jī)床就能自動(dòng)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(cè), 零件的檢

5、驗(yàn)等工作, 勞動(dòng)強(qiáng)度極大降低, 機(jī)床操作者的勞動(dòng)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(jì)加工時(shí)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(hào)與標(biāo)準(zhǔn)代碼為控制信息, 易于實(shí)現(xiàn)加工信息的標(biāo)準(zhǔn)化, 目前已與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造 (CAD/CAM 有機(jī)地結(jié)合起來(lái), 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(xiàng)使用數(shù)控機(jī)床之前, 應(yīng)仔細(xì)閱讀機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)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(diǎn):(1 機(jī)床操作、 維修人員必須是掌握相應(yīng)機(jī)床專(zhuān)業(yè)知識(shí)的專(zhuān)業(yè)人員或經(jīng)過(guò)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(zhuān)業(yè)人員不得打開(kāi)電柜門(mén), 打開(kāi)電柜門(mén)前必須確認(rèn)已經(jīng)關(guān)掉了機(jī)床總電源 開(kāi)關(guān)。只有專(zhuān)業(yè)維修人員才允許打開(kāi)電柜門(mén),進(jìn)行通電檢修;(3 除一些供用戶使用并可以改動(dòng)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(lái)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(shí), 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(jì)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(shí),如果連續(xù)運(yùn)行時(shí)間太長(zhǎng)會(huì)影響電氣系 統(tǒng)和部分機(jī)械器件的壽命,從而會(huì)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(dòng)故障。 2導(dǎo)軌,主軸等遠(yuǎn)動(dòng)部件的干 涉,摩擦過(guò)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(huì)發(fā)生故障, 2隨機(jī)性故障是機(jī)床在工作過(guò)程中 偶然會(huì)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(wú)關(guān),像現(xiàn)在的機(jī)床極大多數(shù)都是此類(lèi)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(guò)高所引起。 診斷壓力開(kāi) 關(guān) 故障實(shí)例 配 備 FANUC 系統(tǒng)的某數(shù)控車(chē)床故障現(xiàn)象;當(dāng)腳踏開(kāi)關(guān)使套筒頂尖 頂緊工件 時(shí),系統(tǒng)會(huì)報(bào)警。在 系 統(tǒng) 診 斷狀態(tài)下,調(diào)出 PLC 輸入信號(hào),發(fā)現(xiàn)腳踏向前開(kāi)關(guān)輸入 X05.2為“ 1” ,套筒轉(zhuǎn)換 開(kāi)關(guān)輸入 X17.3為“ 1” ,潤(rùn)滑油供給正常使液位開(kāi)關(guān)輸入 X17.6為 1? 1;調(diào)出 PLC 輸出信號(hào),當(dāng)腳踏向前開(kāi)關(guān)時(shí),輸出 Y49為 1,同時(shí),電磁閥 YV5.1也得電, 這說(shuō)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(kāi)腳踏開(kāi)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(shí)的油壓得到保持,該 油壓使壓力繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)接通,在系統(tǒng) P LC輸入信號(hào)中 X0.02為 1。但檢查 系統(tǒng) PLC 輸入信號(hào) X0.02則為 0,說(shuō)明壓力繼電器有問(wèn)題,其觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)損壞。 故障原因;因壓力器 SP5.1觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)損壞,油壓信號(hào)無(wú)法接通,從而照成 P LC 輸入信號(hào)為 0,故系統(tǒng)任務(wù)尾座套筒未頂緊而產(chǎn)生報(bào)警。解決方法; 更換新的壓

10、力繼電器, 調(diào)整觸點(diǎn)壓力, 使其在向前腳 踏開(kāi)關(guān)動(dòng)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(mén)子驅(qū)動(dòng)及交流伺服電機(jī) 開(kāi) 機(jī)自檢工作一切正常,在加工的過(guò)程中經(jīng)常無(wú)規(guī)律地出現(xiàn)自動(dòng)關(guān)機(jī)(MACHINE OFF ,液壓、主軸、冷卻、進(jìn)給等也同時(shí)關(guān)閉。給加工帶來(lái)很大麻煩,特別是在 攻絲的時(shí)候停機(jī)造成絲錐折斷、 嚴(yán)重時(shí)工件報(bào)廢, 直接經(jīng)濟(jì)損失很大, 操作員不 敢加工。整個(gè)過(guò)程沒(méi)有任何警示信息出現(xiàn),也沒(méi)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(dòng)關(guān)機(jī)按鈕的情況下 才出現(xiàn)。 在加工的過(guò)程中無(wú)規(guī)律關(guān)機(jī)后檢查機(jī)床沒(méi)有發(fā)現(xiàn)故

11、障, 無(wú)法捕捉到瞬時(shí) 出現(xiàn)的故障點(diǎn)。將與關(guān)機(jī)有關(guān)的開(kāi)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(duì)全機(jī)的可疑的接近開(kāi)關(guān)等逐一測(cè)試檢查,故障還不時(shí)出現(xiàn)。 經(jīng)向生產(chǎn)廠多次咨詢, 懷疑是軟件問(wèn)題, 在其指導(dǎo)下進(jìn)行了軟件刷新, 故障沒(méi)有 排除。 以經(jīng)驗(yàn)判斷是一個(gè)軟故障, 電源干擾或某個(gè)重要系統(tǒng)的接口狀態(tài)抖動(dòng)所致, 將各個(gè)伺服單元送進(jìn) CNC 的 READ 信號(hào)短接,深夜開(kāi)機(jī)空運(yùn)行,故障存在。排除 了電源干擾及軟件問(wèn)題, 看來(lái)故障在系統(tǒng)外圍的開(kāi)關(guān)狀態(tài)了, 但在系統(tǒng) I/O監(jiān)視 畫(huà)面又都正常,用帶儲(chǔ)存功能的示波器監(jiān)視 24V 、 15V 、 12V 、 5V 以及重點(diǎn)懷疑的 輸入點(diǎn)。 終于在一次故障發(fā)生時(shí)捕捉到接近開(kāi)關(guān) LS17瞬時(shí)抖動(dòng), 做模擬實(shí)驗(yàn) I 23 (LS17輸入 +24V,故