淺談數(shù)控設(shè)備常見故障分析及維修方法
(作者未知) 2010/6/19
論文關(guān)鍵詞:數(shù)控設(shè)備;故障;維修
論文摘要:近年來,隨著國民經(jīng)濟和科學技術(shù)的不斷發(fā)展,我國各機械制造行業(yè)紛紛采用數(shù)控設(shè)備。它們在加工現(xiàn)場發(fā)揮出了強大的技術(shù)優(yōu)勢。在高效率的自動化生產(chǎn)中,如果數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)了故障,輕則影響設(shè)備的利用率,重則影響企業(yè)的興衰。所以,加強數(shù)控設(shè)備使用管理,降低數(shù)控機床故障發(fā)生率已是一個必須要解決的重要問題。
一、數(shù)控系統(tǒng)的構(gòu)成與特點
控制系統(tǒng)主要由總線、CPU、電源、存貯器、操作面板和顯示屏、位控單元、可編程序控制器邏輯控制單元以及數(shù)據(jù)輸入/輸出接口等組成。最新一代的數(shù)控系統(tǒng)還包括一個通訊單元,它可完成CNC、PLC的內(nèi)部數(shù)據(jù)通訊和外部高次網(wǎng)絡(luò)的連接。伺服驅(qū)動系統(tǒng)主要包括伺服驅(qū)動裝置和電機。位置測量系統(tǒng)主要是采用長光柵或圓光柵的增量式位移編碼器。
數(shù)控系統(tǒng)的主要特點是:可靠性要求高:因為一旦數(shù)控系統(tǒng)發(fā)生故障,即造成巨大經(jīng)濟損失;有較高的環(huán)境適應(yīng)能力,因為數(shù)控系統(tǒng)一般為工業(yè)控制機,其工作環(huán)境為車間環(huán)境,要求它具有在震動,高溫,潮濕以及各種工業(yè)干擾源的環(huán)境條件下工作的能力;接口電路復(fù)雜,數(shù)控系統(tǒng)要與各種數(shù)控設(shè)備及外部設(shè)備相配套,要隨時處理生產(chǎn)過程中的各種情況,適應(yīng)設(shè)備的各種工藝要求,因而接口電路復(fù)雜,而且工作頻繁。
二、數(shù)控系統(tǒng)的常見故障分析
根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的構(gòu)成,工作原理和特點,我們將常見的故障部位及故障現(xiàn)象分析如下:
位置環(huán)。這是數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出控制指令,并與位置檢測系統(tǒng)的反饋值相比較,進一步完成控制任務(wù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。它具有很高的工作頻度,并與外設(shè)相聯(lián)接,所以容易發(fā)生故障。
常見的故障有:①位控環(huán)報警:可能是測量回路開路;測量系統(tǒng)損壞,位控單元內(nèi)部損壞。②不發(fā)指令就運動,可能是漂移過高,正反饋,位控單元故障;測量元件損壞。③測量元件故障,一般表現(xiàn)為無反饋值;機床回不了基準點;高速時漏脈沖產(chǎn)生報警可能的原因是光柵或讀頭臟了;光柵壞了。
伺服驅(qū)動系統(tǒng)。伺服驅(qū)動系統(tǒng)與電源電網(wǎng),機械系統(tǒng)等相關(guān)聯(lián),而且在工作中一直處于頻繁的啟動和運行狀態(tài),因而這也是故障較多的部分。
其主要故障有:①系統(tǒng)損壞。一般由于網(wǎng)絡(luò)電壓波動太大,或電壓沖擊造成。我國大部分地區(qū)電網(wǎng)質(zhì)量不好,會給機床帶來電壓超限,尤其是瞬間超限,如無專門的電壓監(jiān)控儀,則很難測到,在查找故障原因時,要加以注意,還有一些是由于特殊原因造成的損壞。如華北某廠由于雷擊中工廠變電站并竄入電網(wǎng)而造成多臺機床伺服系統(tǒng)損壞。②無控制指令,而電機高速運轉(zhuǎn)。這種故障的原因是速度環(huán)開環(huán)或正反饋。如在東北某廠,引進的西德WOTAN公司轉(zhuǎn)子銑床在調(diào)試中,機床X軸在無指令的情況下,高速運轉(zhuǎn),經(jīng)分析我們認為是正反饋造成的。因為系統(tǒng)零點漂移,在正反饋情況下,就會迅速累加使電機在高速下運轉(zhuǎn),而我們按標簽檢查線路后完全正確,機床廠技術(shù)人員認為不可能接錯,在充分分析與檢測后我們將反饋線反接,結(jié)果機床運轉(zhuǎn)正常。機床廠技術(shù)人員不得不承認德方工作失誤。還有一例子,我們在天津某廠培訓講學時,應(yīng)廠方要求對他們廠一臺自進廠后一直無法正常工作的精密磨床進行維修,其故障是:機床一啟動電機就運轉(zhuǎn),而且越來越快,直至最高轉(zhuǎn)速。我們分析認為是由于速度環(huán)開路,系統(tǒng)漂移無法抑制造成。經(jīng)檢查其原因是速度反饋線接到了地線上造成。③加工時工件表面達不到要求,走圓弧插補軸換向時出現(xiàn)凸臺,或電機低速爬行或振動,這類故障一般是由于伺服系統(tǒng)調(diào)整不當,各軸增益系統(tǒng)不相等或與電機匹配不合適引起,解決辦法是進行最佳化調(diào)節(jié)。④保險燒斷,或電機過熱,以至燒壞,這類故障一般是機械負載過大或卡死。
電源部分。電源是維持系統(tǒng)正常工作的能源支持部分,它失效或故障的直接結(jié)果是造成系統(tǒng)的停機或毀壞整個系統(tǒng)。一般在歐美國家,這類問題比較少,在設(shè)計上這方面的因素考慮的不多,但在中國由于電源波動較大,質(zhì)量差,還隱藏有如高頻脈沖這一類的干擾,加上人為的因素(如突然拉閘斷電等)。這些原因可造成電源故障監(jiān)控或損壞。另外,數(shù)控系統(tǒng)部分運行數(shù)據(jù),設(shè)定數(shù)據(jù)以及加工程序等一般存貯在RAM存貯器內(nèi),系統(tǒng)斷電后,靠電源的后備蓄電池或鋰電池來保持。因而,停機時間比較長,拔插電源或存貯器都可能造成數(shù)據(jù)丟失,使系統(tǒng)不能運行。 可編程序控制器邏輯接口。數(shù)控系統(tǒng)的邏輯控制,如刀庫管理,液壓啟動等,主要由PLC來實現(xiàn),要完成這些控制就必須采集各控制點的狀態(tài)信息,如斷電器,伺服閥,指示燈等。因而它與外界種類繁多的各種信號源和執(zhí)行元件相連接,變化頻繁,所以發(fā)生故障的可能性就比較多,而且故障類型亦千變?nèi)f化。
其他。由于環(huán)境條件,如干擾,溫度,濕度超過允許范圍,操作不當,參數(shù)設(shè)定不當,亦可能造成停機或故障。有一(未完,下一頁)
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