數(shù)控機床使用及維修四

一、設(shè)備平均有效度關(guān)于設(shè)備的牢靠性和穩(wěn)定性，國際上通用的指標為平均有效度(A)，并由下式來定義：式中，MTBF—兩次故障間隔的時間，即平均無故障時間；MTTR—解除故障的修復(fù)時間。明顯，正確的操作、完善的設(shè)備管理與維護，可削減停機時間，即增大了MTBF；高效的診斷故障與修復(fù)設(shè)備則是減小了MTTR。于是設(shè)備的平均有效度A越大，表明設(shè)備利用率高，企業(yè)的效益就增大。一、設(shè)備平均有效度1.增大MTBF措施1）電源電壓正常，遠離干擾源、振動源2）溫度、濕度適宜，通風良好，避開灰塵、煙霧進入機床（電控柜門不要常打開）3）正確運用、操作（開關(guān)機、裝夾、換刀對刀、編程、校驗等）4）好的保養(yǎng)、維護（清潔、潤滑（油量、油質(zhì)）、冷卻風扇及通風裝置（檢查、清潔）、松動狀況、數(shù)控機床不易長期封存）一、設(shè)備平均有效度2.減小MTTR措施1）資料2）修理工具3）備件4）提高修理人員、操作人員故障診斷實力（自學、培訓）5）管理（RCM、TPM）二、數(shù)控機床修理的基本要求1.必要的技術(shù)資料1）數(shù)控機床編程、操作說明書2）機床手冊機：安裝與調(diào)整、傳動系統(tǒng)及主要部件、潤滑與冷卻系統(tǒng)、液壓氣動、自動換刀裝置、數(shù)控轉(zhuǎn)臺、排屑器等電：主要元器件明細、機床電氣限制原理圖等3）數(shù)控系統(tǒng)方面的資料接口與連接、參數(shù)意義與設(shè)定、報警清單等4）PLC的資料梯形圖、I/O地址及意義、報警信息等5）伺服單元的資料伺服驅(qū)動器、主軸驅(qū)動器運用說明書6）修理記錄二、數(shù)控機床修理的基本要求2.必要的修理器具與備件1)常用測量儀器、儀表如萬用表、示波器、相序表、長度測量工具等。2)常用修理器具如電烙鐵、旋具類工具、鉗類工具、扳手類工具等。3)常用備件配置數(shù)控系統(tǒng)的備件要依據(jù)實際狀況來處理。通常一些易損的電氣元器件，如各種規(guī)格的熔斷器、保險絲、開關(guān)、電刷，還有易出故障的大功率模塊和印刷電路板等，均是應(yīng)當配備的。三、故障分類1.按發(fā)生故障的部件分主機故障和電氣故障主機故障又稱機床本體故障，主要包括機械、潤滑、冷卻、排屑、液壓、氣動、防護裝置。三、故障分類2.按性質(zhì)分系統(tǒng)性故障和隨機性故障3.按有無報警顯示分有報警顯示（硬件報警和軟件報警）和無報警顯示（如某軸運動中突然停止、某軸運動時快時慢）4.按緣由分數(shù)控機床自身故障和外部故障大多為自身故障，外部故障有：供電電壓、環(huán)境（溫度、濕度、粉塵等）、外來振動和干擾、人為因素（操作或維護不當）等。四、數(shù)控機床故障解除思路與步驟1.思路駕馭信息、找尋特征；查看故障記錄、修理檔案、技術(shù)資料、詢問操作人員故障全過程、現(xiàn)場親自視察。據(jù)理析象、推斷類型；排列成因、確定步驟；排列全部可能緣由（CNC、機械、強電、液壓、氣動等），綜合推斷、分析，確定步驟。合理測試、故障定位；運用故障解除原則，高效、精確的定位。解除故障、復(fù)原設(shè)備。復(fù)原設(shè)備、現(xiàn)場，整理相關(guān)資料，做好修后檔案工作。四、數(shù)控機床故障解除思路與步驟2.步驟1）診斷與修理前的準備工作2）現(xiàn)場工作3）修后檔案工作五、故障解除應(yīng)遵循的原則1.先靜后動(或先方案后操作)2.先軟后硬3.先外后內(nèi)4.先機后電5.先公后專6.先簡后繁7.先一般后特殊8.先查輸入后查負載六、故障診斷與解除的基本方法1.直觀法(常規(guī)檢查法)這是一種最基本的方法。問：機床的故障現(xiàn)象、加工狀況等看：報警信息、報警指示燈、電子元器件、機械部分等聽：異樣聲響(振動、撞擊聲等)觸：發(fā)熱、振動、接觸不良等嗅：電器元件焦糊味及其他異味六、故障診斷與解除的基本方法例WY203型自動換向數(shù)控組合機床，Z軸一啟動就出現(xiàn)跟隨誤差過大而報警停機。故障分析經(jīng)檢查發(fā)覺位置限制環(huán)反饋元件光柵電纜由于運動中受力而拉傷斷裂，造成丟失反饋信號所致。六、故障診斷與解除的基本方法2.系統(tǒng)自診斷法現(xiàn)代的數(shù)控系統(tǒng)已具備了較強的自診斷功能，能隨時監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)的硬件和軟件的工作狀況。一旦發(fā)覺異樣，立刻在CRT上顯示報警信息或用發(fā)光二極管指示出故障的大致起因。利用自診斷功能，也能顯示出系統(tǒng)與主機之間接口信號的狀態(tài)，可以檢查數(shù)控系統(tǒng)是否將信號輸出到機床側(cè)，機床側(cè)的開關(guān)信號是否已輸入到數(shù)控系統(tǒng)，從而推斷出故障發(fā)生在機床側(cè)還是CNC側(cè)，并指示出故障的大致部位。此方法是當前修理最有效的一種方法。六、故障診斷與解除的基本方法1)軟件報警CRT顯示，CNC報警、PLC報警。2)硬件報警伺服單元、主軸伺服、電源單元、操作面板等報警燈及數(shù)碼管等。3)信號診斷的實時狀態(tài)表(1通0斷)PLC輸入輸出X、Y（PLC與MT信息交換）六、故障診斷與解除的基本方法3.參數(shù)檢查法在CRT上調(diào)用參數(shù)設(shè)置畫面，利用檢查參數(shù)來推斷故障類型、診斷與解除故障的方法。參數(shù)是整個數(shù)控系統(tǒng)中很重要的一部分，假如參數(shù)出現(xiàn)了問題可以引起各種各樣的問題，所以在修理調(diào)試的時候確定要留意檢查參數(shù)：首先解除因為參數(shù)設(shè)置不合理而引起的故障，再從別的位置查找問題的根源。六、故障診斷與解除的基本方法參數(shù)通常存放在磁泡存儲器或需由電池保持的CMOSRAM中，一旦電池不足或外界某種干擾等因素，會使個別參數(shù)丟失或變更，發(fā)生混亂，使機床無法正常工作。此時，通過核對、修正參數(shù)就能將故障解除。機床因長期閑置，工作時無緣無故地出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象或有故障而無報警時，就應(yīng)依據(jù)故障特征，檢查和校對有關(guān)參數(shù)。經(jīng)過長期運行的數(shù)控機床，由于其機械傳動部件磨損，電氣元件性能變更等緣由，也需對其有關(guān)參數(shù)進行調(diào)整。有些機床的故障往往就是由于未剛好修改某些不適應(yīng)的參數(shù)所致。六、故障診斷與解除的基本方法例配置某系統(tǒng)的XK715型數(shù)控立銑床，開機后不久出現(xiàn)403伺服未準備好、420、421、422號(X、Y、Z各軸超速)報警。故障分析這種現(xiàn)象常與參數(shù)有關(guān)。檢查參數(shù)后，發(fā)覺數(shù)據(jù)混亂。將參數(shù)重新輸入，上述報警消逝。再對存儲器重新支配后，機床復(fù)原正常。六、故障診斷與解除的基本方法4.功能測試法常應(yīng)用于：1)機床加工造成廢品而一時無法確定是編程、操作不當，還是數(shù)控系統(tǒng)故障。2)數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)隨機性故障，一時難以區(qū)分是外來干擾，還是數(shù)控系統(tǒng)穩(wěn)定性不好。如不能牢靠執(zhí)行各加工指令。3)閑置時間較長的數(shù)控機床再投入運用時，或?qū)?shù)控機床進行定期檢修時。六、故障診斷與解除的基本方法功能測試流程圖如下六、故障診斷與解除的基本方法例在配備FANUC-7CM數(shù)控系統(tǒng)的加工中心加工中，出現(xiàn)零件尺寸相差甚大，數(shù)控系統(tǒng)又無報警時，可運用功能程序測試法，將功能測試代輸人數(shù)控系統(tǒng)空運行。故障分析當運行到含有G01、G02、G03、G41等指令的四角帶圓弧的長方形典型程序時，發(fā)覺機床運行軌跡與所要求的圖形尺寸不符，從而確認機床刀補功能不良。該系統(tǒng)的刀補軟件存放在EPROM芯片中，調(diào)換該集成電路后機床加工復(fù)原正常。六、故障診斷與解除的基本方法5.交換部件法和部件替換法在大致確認了故障范圍，并確認外部條件完全相符的狀況下，利用裝置上同樣的印制電路板、模塊、集成電路芯片或元器件來替換有疑點部分的方法。它是電器修理中常用的一種方法，主要優(yōu)點是簡潔和便利。當數(shù)控系統(tǒng)某軸運動不正常，常接受換軸法來確定故障部位。六、故障診斷與解除的基本方法留意：1)必需斷電后才能更換電路板或組件。2)有些電路板，例如PLC的I/O板上有地址開關(guān)，交換時要相應(yīng)變更設(shè)置值。3)有的電路板上有跳線及橋接調(diào)整電阻、電容，應(yīng)調(diào)整到與原板相同時方可交換。4)模塊的輸入、輸出必需相同。以驅(qū)動器為例，互換時型號要相同，若不同，則要考慮接口、功能的影響，避開故障擴大。六、故障診斷與解除的基本方法另外：1)最好是相同規(guī)格的電子元件，最至少應(yīng)技術(shù)參數(shù)相近；2)留意拆接線；3)留意反饋環(huán)路的連接；4)不要在拆卸中造成被拆件的損壞。六、故障診斷與解除的基本方法例某數(shù)控車床，X軸不動（其機械部分正常），其他功能正常。故障分析可以接受交換法。X軸不能動，故障可能發(fā)生在數(shù)控系統(tǒng)、驅(qū)動器或電動機。將X、Z兩軸電動機驅(qū)動電纜交換，發(fā)覺X軸運動正常，而Z軸不動，說明原X軸電動機正常，數(shù)控系統(tǒng)到驅(qū)動器之間信號也正常。由此推斷原X軸驅(qū)動器損壞。后經(jīng)更換相同型號驅(qū)動器，故障解除。六、故障診斷與解除的基本方法6.隔離法當某些故障(如軸抖動、爬行等)，因一時難以區(qū)分是數(shù)控部分，還是伺服系統(tǒng)或機械部分造成的，常接受隔離法來處理。隔離法將機電分別，數(shù)控系統(tǒng)與伺服系統(tǒng)分開，或?qū)⑽恢瞄]環(huán)分開做開環(huán)處理等。這樣，將困難的問題就化為簡潔的問題，就能較快地找出故障緣由。六、故障診斷與解除的基本方法例配置某系統(tǒng)的JCS-018立式加工中心，Z軸突然出現(xiàn)異樣振動聲，馬上停機，將Z軸電動機與絲杠分開，試車時照舊振動，可見振動不是由機械傳動機構(gòu)的緣由所造成。為區(qū)分是伺服單元故障，還是電動機的故障，接受了Y軸伺服單元限制Z軸電動機的方法，還是振動，所以初步可推斷為Z軸電動機故障。更換后，故障解除。六、故障診斷與解除的基本方法7.測量比較法(對比法)為了調(diào)整、修理的便利，在數(shù)控系統(tǒng)的印制電路板上，通常都設(shè)置有檢測用的端子。修理人員利用這些檢測端子，可以測量、比較正常的印制電路板和有故障的印制電路板之間的電壓或波形的差異，進而分析、推斷故障緣由及故障所在位置。六、故障診斷與解除的基本方法例某數(shù)控立銑床，Y軸移動時出現(xiàn)振動，快速時尤為明顯，甚至伴有大的沖擊，而其他軸皆運行正常。將故障軸Y與正常軸X進行對比，用示波器視察低速時X軸和Y軸測速發(fā)電機的輸出電壓波形。發(fā)覺，Y軸測速發(fā)電動機輸出的電壓紋波明顯大于X軸。拆開Y軸測速發(fā)電機檢查，發(fā)覺其電樞被碳刷粉末污染。清除碳粉后再測其波形，紋波大為減小。移動Y軸，原抖動故障消退。六、故障診斷與解除的基本方法8.原理分析法(邏輯線路追蹤法)原理分析法是解除故障的最基本方法之一。當其他檢查方法難以奏效時，可從電路的基本原理動身，一步一步進行檢查，最終查出故障緣由。六、故障診斷與解除的基本方法9.獨立單元法在分析工作中，常常利用獨立單元的接口信號狀態(tài)分析來判定它是否有故障，稱之為“獨立單元分析法”。當獨立單元輸出不正常時，先查其輸入正常與否。假如輸入正常，則獨立單元本身有故障。假如輸入不正常，則向前追查前一個獨立單元。六、故障診斷與解除的基本方法10.接口信號分析法1)由系統(tǒng)工作原理，依據(jù)故障現(xiàn)象分析勾畫系統(tǒng)框圖，以便于故障大定位。2)查出與懷疑部分相關(guān)的I/O信號的意義與標記位(CRT上或修理手冊上查)。3)獲得與懷疑部分相關(guān)的I/O信號的標準邏輯狀態(tài)(可從系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置中或修理手冊上查到，也可從電氣圖上分析出每個器件正常時輸入與輸出的邏輯狀態(tài))。六、故障診斷與解除的基本方法4)獲得有關(guān)I/O信號的實際邏輯狀態(tài)，須要在主控板與顯示器處于正常的狀況下，在調(diào)用的診斷畫面上查到。5)狀態(tài)對比，將有關(guān)I/O信號的實際邏輯狀態(tài)與其標準邏輯狀態(tài)對比，推斷出故障器件。6)故障點測試，確定真正故障成因，解除故障。六、故障診斷與解除的基本方法11.拔出插入法有的本身就只是接插件接觸不良而引起的故障，經(jīng)過重新插入后，問題就解決了。六、故障診斷與解除的基本方法12.升降溫法當設(shè)備運行時間比較長或者環(huán)境溫度比較高時，機床簡潔出現(xiàn)故障。這時可人為地(例如可用電熱器或紅外燈干脆照射)將可疑的元器件溫度上升(應(yīng)留意器件的溫度參數(shù))或降低，加速一些溫度特性較差的元器件產(chǎn)生“病癥”或使“病癥”消退來找尋故障緣由。六、故障診斷與解除的基本方法13.電源拉偏法電源拉偏法就是拉偏(上升或降低電壓，但不能反極性)正常電源電壓，制造