1、數控機床的故障診斷及修理摘要; 述數控機床進給軸幾種典型故障的原因, 結合具體設備故障實例, 探討分 析怎樣利用簡單手段來確定故障部位及 PCL 系統。關鍵詞;精度檢測,故障分析,設備維修背景; 在數控機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,在實際的生產過程中,數控機床檢測反饋系統經常出現故障, 因此分析檢測反饋系統對數控機床的故障診斷與維修很有必要。一、數控機床數控機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、進刀與退刀、開車與停車、自動關停冷

2、卻液和步驟以及工件的形狀尺 寸用數字化的代碼表示, 通過控制介質 (如穿孔紙帶或磁盤等 將數字信息送入 數控裝置, 數控裝置對輸入的信息進行處理與運算, 發出各種控制信號, 控制機 床的伺服系統或其他驅動元件, 使機床自動加工出所需要的工件。 所以, 數控加 工的關鍵是加工數據和工藝參數的獲取,即數控編程。數控加工一般包括以下:(1 對圖紙進行分析,確定需要數控加工的部分;(2 利用圖形軟件(如 CAXA 制造工程師對需要數控加工的部分造型;(3 根據加工條件,選擇合適的加工參數,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 傳給機床加工

3、。2. 數控機床的特點(1 具有高度柔性在數控機床上加工零件, 主要取決于加工程序, 它與普通機床不同, 不必制 造、更換許多工具、夾具,不需要經常調整機床。因此,數控機床適用于零件頻繁更換的場合。 也就是適合單件、 小批生產及新產品的開發, 縮短了生產準備周 期,節省了大量工藝設備的費用。(2 加工精度高數控機床的加工精度,一般可達到 0.0050.1mm ,數控機床是按數字信號形 式控制的, 數控裝置每輸出一個脈沖信號, 則機床移動部件移動一個脈沖當量 (一 般為 0.001mm ,而且機床進給傳動鏈的反向間隙與絲杠螺距平均誤差可由數控 裝置進行補償,因此,數控機床定位精度比較高。(3 加

4、工質量穩定、可靠加工同一批零件, 在同一機床, 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,質量穩定。(4 生產率高數控機床可有效地減少零件的加工時間和輔助時間, 數控機床的主軸轉速和 進給量的范圍大, 允許機床進行大切削量的強力切削, 數控機床目前正進入高速 加工時代, 數控機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 的工序間周轉時間,提高了生產效率。(5 改善勞動條件數控機床加工前經調整好后, 輸入程序并啟動, 機床就能自動連續的進行加 工,直至加工結束。操作者主要是程序的輸入、編輯、裝卸零件、刀具準備、加 工狀態的觀測, 零件的檢

5、驗等工作, 勞動強度極大降低, 機床操作者的勞動趨于 智力型工作。另外,機床一般是封閉式加工,即清潔,又安全。(6 利于生產管理現代化數控機床的加工, 可預先精確估計加工時間, 所使用的刀具、 夾具可進行規 范化、 現代化管理。 數控機床使用數字信號與標準代碼為控制信息, 易于實現加工信息的標準化, 目前已與計算機輔助設計與制造 (CAD/CAM 有機地結合起來, 是現代集成制造技術的基礎。3. 數控機床使用中應注意的事項使用數控機床之前, 應仔細閱讀機床使用說明書以及其他有關資料, 以便正 確操作使用機床,并注意以下幾點:(1 機床操作、 維修人員必須是掌握相應機床專業知識的專業人員或經過技

6、 術培訓的人員,且必須按安全操作規程及安全操作規定操作機床;(2 非專業人員不得打開電柜門, 打開電柜門前必須確認已經關掉了機床總電源 開關。只有專業維修人員才允許打開電柜門,進行通電檢修;(3 除一些供用戶使用并可以改動的參數外, 其它系統參數、 主軸參數、 伺 服參數等,用戶不能私自修改,否則將給操作者帶來設備、工件、人身等傷害;(4 修改參數后, 進行第一次加工時, 機床在不裝刀具和工件的情況下用機 床鎖住、單程序段等方式進行試運行,確認機床正常后再使用機床;(5 機床的 PLC 程序是機床制造商按機床需要設計的, 不需要修改。 不正確 的修改,操作機床可能造成機床的損壞,甚至傷害操作者

7、;(6 建議機床連續運行最多 24小時,如果連續運行時間太長會影響電氣系 統和部分機械器件的壽命,從而會影響機床的精度;(7 機床全部連接器、接頭等,不允許帶電拔、插操作,否則將引起嚴重的 后果。按照故障發生的部位分; 1機械部件安裝,調試, 操作使用不當等原因引起的機械傳動故障。 2導軌,主軸等遠動部件的干 涉,摩擦過大等原因引起的故障。 3機械零件的損壞, 聯結不良等原因 引起的故障等。 按故障性質分;1確定性故障是指控制系統主機中的硬件損壞或只要滿足一定的條件, 機床必定 會發生故障, 2隨機性故障是機床在工作過程中 偶然會發生的機械故障,這種故障很難找出其規律性。按故障產生的原因; 1

8、數 控 機 床 自 身 故 障 這種故障的發生與其外部使用的環境無關,像現在的機床極大多數都是此類故 障。 2數控機床的外部故障 這種故障的發生主要由于 供電電壓不足或過高所引起。 診斷壓力開 關 故障實例 配 備 FANUC 系統的某數控車床故障現象;當腳踏開關使套筒頂尖 頂緊工件 時,系統會報警。在 系 統 診 斷狀態下,調出 PLC 輸入信號,發現腳踏向前開關輸入 X05.2為“ 1” ,套筒轉換 開關輸入 X17.3為“ 1” ,潤滑油供給正常使液位開關輸入 X17.6為 1? 1;調出 PLC 輸出信號,當腳踏向前開關時,輸出 Y49為 1,同時,電磁閥 YV5.1也得電, 這說明系

9、統 PLC 輸入、輸出狀態均為正常,分析尾座套筒液壓系統。當電磁閥 YV5.1通電后, 液壓油經流閥、 流量控制閥和單向閥進 入尾座套筒液壓缸, 使其向前頂緊工件。 松開腳踏開關后, 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 P LC輸入信號中 X0.02為 1。但檢查 系統 PLC 輸入信號 X0.02則為 0,說明壓力繼電器有問題,其觸點開關損壞。 故障原因;因壓力器 SP5.1觸點開關損壞,油壓信號無法接通,從而照成 P LC 輸入信號為 0,故系統任務尾座套筒未頂緊而產生報警。解決方法; 更換新的壓

10、力繼電器, 調整觸點壓力, 使其在向前腳 踏開關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、 西門子驅動及交流伺服電機 開 機自檢工作一切正常,在加工的過程中經常無規律地出現自動關機(MACHINE OFF ,液壓、主軸、冷卻、進給等也同時關閉。給加工帶來很大麻煩,特別是在 攻絲的時候停機造成絲錐折斷、 嚴重時工件報廢, 直接經濟損失很大, 操作員不 敢加工。整個過程沒有任何警示信息出現,也沒有預兆和規律。故障分析及排除:關機信息(MACHINE OFF應該只有在按動關機按鈕的情況下 才出現。 在加工的過程中無規律關機后檢查機床沒有發現故

11、障, 無法捕捉到瞬時 出現的故障點。將與關機有關的開關、電路、電纜、繼電器、接口板卡等全部仔 細檢查部分更換,對全機的可疑的接近開關等逐一測試檢查,故障還不時出現。 經向生產廠多次咨詢, 懷疑是軟件問題, 在其指導下進行了軟件刷新, 故障沒有 排除。 以經驗判斷是一個軟故障, 電源干擾或某個重要系統的接口狀態抖動所致, 將各個伺服單元送進 CNC 的 READ 信號短接,深夜開機空運行,故障存在。排除 了電源干擾及軟件問題, 看來故障在系統外圍的開關狀態了, 但在系統 I/O監視 畫面又都正常,用帶儲存功能的示波器監視 24V 、 15V 、 12V 、 5V 以及重點懷疑的 輸入點。 終于在一次故障發生時捕捉到接近開關 LS17瞬時抖動, 做模擬實驗 I 23 (LS17輸入 +24V,故