机床维修论文机床设计论文

机床维修论文机床设计论文探析机床电气故障的诊断与维修方法摘要:本文对机床电气的故障与修理做了理论与实际相结合的具体分析 ,从结构、原理及故障诊断技巧到处理方法进行介绍说明。对从事机床电气修理的工程技术人员和技工将会提供很大的参考价值。 Abstract: This paper made a detailed analysis of a combination of electrical machine failure and repair theory and practice, introduced the structure, principle and fault diagnostic skills and the treatment instructions which will have great reference value for the electrical machine repair engineers and technicians. 关键词:机床;电气故障;措施和方法 Key words: machine tool;electrical fault;measures and methods 中图分类号:TG659文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)21-0233-02 1机床设备的电气故障 1.1 自然故障机床电气设备常见的故障按性质产生原因,可以分为自然故障和人为故障两大类。机床在运行过程中,其电气设备常受到许多不利因素的影响,如电器动作过程中的机械振动、过电流的热效应加速电器元件的绝缘老化变质、电弧的烧损、长期动作的自然磨损、周围环境温度和湿度的影响、有害介质的侵蚀、元件自身的质量问题、自然寿命等原因。 1.2 人为故障机床在运行过程中,由于受到不应有的机械外力的破坏或因操作不当、安装不合理而造成的故障,也会造成机床事故,甚至危及人身安全。这些故障大致可分为两大类:故障有明显的外表特征并易被发现。如电动机、电器的显著发热、冒烟、散发出焦臭味或火花等。这类故障是由于电动机、电器的绕组过载、绝缘击穿、短路或接地所引起的。故障没有外表特征。这一类故障是控制电路的主要故障。在电气线路中由于电气元件调整不当,机械动作失灵,触头及压接线头接触不良或脱落,以及某个小零件的损坏,导线断裂等原因所造成的故障。线路越复杂,出现这类故障的机会越多。 2故障诊断及其处理的基本原则 当机床在运行过程中发生故障后,应立即切断电源进行检修。为了尽快找到故障点和故障原因,判断与处理原则如下:机床故障发生后,维修人员首先向机床操作人员了解机床在什么情况下出现的故障,故障现象如何,操作者采取了什么措施。电气维修人员在此基础上利用有关的电气工作原理,来判断故障发生的原因。分析可能造成故障的因素。机床电气设备出现的同一故障现象,原因是多种多样的,有可能是由于机械、电气控制系统等造成的。要准确地判断故障出现的环节和造成故障的原因,必须罗列所有的相关因素。比如在车床加工过程中,加工完成后按下停止按钮,主轴电动机不会停止。出现这种故障,其影响因素可能有以下几个方面:a.接触器主触点熔焊、被杂物卡住或有剩磁,使它不能复位;b.停止按钮常闭触点被卡住,不能断开。确定故障产生的原因。由于造成故障的原因很多,因此维修人员必须利用该机床的资料、现场经验和判断能力,以及维修人员的机、电和液等综合技术知识及必需的测试手段、最后确定可能因素,然后通过必要的实验逐一查找,确定故障点。排除故障。找出故障点后,要针对不同故障情况和部位相应采取正确的排除方法,不要轻易采用更换元件和补线等方法,更不要轻易改动线路或更换规格不同的电器元件,以防产生人为故障。 3常见的故障分析方法 首先向机床的操作者了解故障发生的前后情况,故障是首次突然发生还是经常发生;是否有烟雾、跳火、异常声音和气味出现,有何失常和误动作等。因为机床的操作者最熟悉本机床性能,最先了解故障发生的可能原因和部位,这样有利于电气修理人员在此基础上利用有关电气工作原理来判断故障发生点和分析故障产生原因;其次观察一下熔断器内的熔丝是否熔断,电器元件及导线连接处有无烧焦。再者电动机、控制变压器、接触器、继电器运行中声音是否正常;最后在机床电气设备运行一段时间后,切断电源用手触摸有关电器的外壳或电磁线圈,试其温度是否显著上升,是否有局部过热现象。对机床电气原理图进行分析,确定产生故障的可能范围。机床电气线路有的很简单,但有的也很复杂。对于比较简单的电气线路,若发生了故障。仅有的几个电器元件和几根导线会一目了然,即使采用逐个电器、逐根导线的依次检查,也容易寻找故障部位。但是对线路较复杂的电气设备则不能采用上述方法来检查电气故障。电气维修人员必须熟悉和理解机床的电气线路图,这样才能正确判断和迅速排除故障。机床的电气线路是根据机床的用途和工艺要求而确定的,因此了解机床基本工作原理、加工范围和操作程序,对掌握控制线路,总是由主电路和控制电路两大部分组成,而控制电路又可分为若干个基本控制电路或环节(如点动、正反转、降压起动、制动、调速等等)。分析电路时,通常首先从主电路中使用接触器的主触头的连接方式,大致可看出电动机是否有正反转控制,是否采用了降压起动、是否有制动控制,是否有调速控制等;再从接触器主触头的文字符号在控制电路中找到相应的控制电路,联系到机床对控制线路的要求和前面所提到的各种基本线路的知识,逐步深入了解各个原理进行分析,便可迅速判断出故障发生的可能范围,以便进一步分析找出故障发生的确切部位。在判断了故障可能发生的范围后,在此范围内对有关电器元件进行外表检查,这时常常能发现故障的确切部位。例如:熔断器熔丝熔断、接线头松动或脱落,接触器或继电器触头脱落或接触不良,线圈烧坏使表层绝缘纸烧焦变色,烧化的绝缘清漆流出,弹簧脱落或断裂,电气开关的动作机构受阻失灵等,都能明显地表明故障点所在。 4电气故障的检修步骤 4.1 检修前的电气故障的调查电气维修人员在处理故障前,应首先向机床操作者了解发生故障的情况,因为操作者最了解所使用的设备的性能和经常发生故障的部位,使维修人员能够更准确地判断故障可能发生的部位,迅速排除故障。向操作者了解的故障内容应包括以下几点:故障发生在开动前、开动后,还是发生在运行中;是运行中自动。发生故障时,机床处在什么工作状况,按了哪个按钮,扳动了哪个开关。故障发生前后有何异常情况 (声音、气味、弧光等)。以前是否发生过类似故障,是如何处理的。在听取操作者介绍故障时,要认真正确地分析和判断出是机械或液压故障,还是电气故障,或者是综合故障。 4.2 分析电路,缩小并确定故障范围弄清楚被检修电路、设备的结构和工件原理是避免盲目检修的前提。检修故障时,先从主电路入手,看拖动该设备的几个电动机是否正常,然后逆着电流方向检查主电路的触头系统、热元件、熔断器、隔离开关及线路本身是否有故障。检修故障时,先从主电路入手,看拖动该设备的几个电动机是否正常,然后逆着电流方向检查主电路的触头系统、热元件、熔断器、隔离开关及线路本身是否有故障。 4.3 断电检查检查前先断开总电源,然后根据故障可能产生的部位,逐步查找故障点。检查时应先检查电源线进线处有无损伤而引起电源接地、短路等现象,熔断器、热继电器是否动作,然后检查电器外部有无损坏,连接导线有无断路、松动等。 4.4 通电检查断电检查仍未找到故障时,可对电气设备通电检查。通电检查时,要尽量使电动机和机械传动部分脱开,注意人身及设备的安全。作通电检查前,要尽量使电机和传动的机械部分脱开,将电气控制装置上相应转换开关置于零位,行程开关恢复到正常位置。开动机床检查时,一定要在操作者的配合下进行,以免发生意外事故。做通电检查时,一般按先易后难,一部分一部分地进行下去,而每次通电检查的部位不要太大,范围越小,故障越明显。检查顺序:一般应先检查控制电路,后检查主电路;先检查辅助系统,后检查主传动系统;先检查控制系统,后检查调整系统;先检查交流系统,后检查直流系统;先检查重点怀疑部位,后检查一般部位。特别是对比较复杂的机床电气设备故障进行检查时,应在检查前考虑好一个初步检查顺序,将复杂电路划分为若干单元,要耐心仔细地一个单元、一个单元检查下去,决不可马虎大意,以防故障点被漏掉。 5电气故障的检修方法 5.1 用测量法确定故障点带电检测。用万用表的电压挡可进行带电检测,检测前应确认电源电压正常。由于线路断路后,线路中不存在电流,各用电器件两端不应存在压降。故用万用表测量线路中各个元件或接线两端时,若有电源电压存在,则表明测试表笔两点之间存在断路。断电检测用万用表的电阻挡可进行断电检测。由于断路处两点之间的电阻为无限大,当万用表指示某两点之间为无限大时,则表明该两点之间有断路。万用表的量程应置于R1k或R10k挡上,以避免由于某些元件电阻较大造成测量不准。使用万用表时,不要两手同时触及两表笔之间的金属部分。被测电路中存在接触器的触点时,应人为的推动衔铁使其闭合,以避免线路中的假断路,给测量工作带来错误操作。测量时,首先切断电源,然后把万用表的转换开关置于倍率适当的电阻挡。如果测得某两点间电阻值很大(),即说明该两点间接触不良或导线断路。 5.2 应用经验检修故障电路应用在检修中长期积累的一些经验能够较快的检修同类或类似设备经常出现的一些常见性故障。例如:起动控制电路发生故障变为点动不能自锁,故障点往往是与起动按钮并联的接触器常开触点通电闭合时接触不良或接线松动。X62W型万能铣床变速冲动失灵,多数原因是冲动开关的常开触点在瞬间闭合时接触不良,其次是冲动行程开关松动,位置发生变化,变速手柄推回原位过程中机械装置未碰上冲动行程开关所致。弹压活动部件,如接触器的衔铁,行程开关的滑轮臂、按钮、开关等。通过反复弹压活动部件,使活动部件灵活,同时也是一些接触不良的触头达到摩擦,达到接触导通的目的。对于值得怀疑的元件,可采用替换的方法进行验证。如果故障依旧,说明故障点怀疑不准,可能该元件没有问题。但如果故障排除,则与该元件相关的电路部分存在故障,应加以确认。 5.3 自诊断功能法自诊断功能是数控系统的重要特点,是指数控系统在运行中,即可掌握系统运行的状态信息、查明故障部位与原因、或预知系统劣化倾向、并给出对策的技术。CNC系统在启动时,就对系统软硬件进行检测和初始化,如果启动过程中不能完成规定的诊断内容,就会产生相应的报警。启动诊断结果的表现形式,一般是主控制板上的指示灯和报警灯或七段数码管显示。如果系统不能正常启动,就可以根据其报警灯的指示,查阅维修手册进行故障判断。当系统正常启动后,就进入运行诊断,通过CNC系统内装的诊断程序或内部循环监控测试电路,对CNC系统本身、PLC装置、各个伺服单元与伺服电机、主轴伺服单元和主轴电机,以及与数控系统相连的其他外部装置进行自动的诊断与检查,并且显示相关的状态信息和故障信息。只要系统不断电,在线诊断就会以一定的时间间隔反复进行而不停止。 5.4 模块交换法在故障大定位时,利用备用的电路板、模块、集成电路芯片或元件,替换有疑点的部件,观察故障现象是否转移,从而把故障范围缩小到印刷线路板或芯片一级。也称为“备件置换法”。这种方法,往往可以节约维修时间与避免测试故障点中的一些难度。模块交换时,要注意在断电情况下进行,并应检查分析是否会出现危险或扩大故障范围。 5.5 独立单元分析法首先将数控机床划分为具有一定功能与简单适配关系的、可与系统中其他部分或环节相结合的独立部分独立单元,它可以是一个装置,一个系统,甚至一根电缆或一个节/接点。在故障分析中,经常利用独立单元的输入/输出信号状态分析,来判定它是否有故障。为了分析系统输出变化规律及其成因,可以画出相关的系统组成框图、连接框图等,在框图中标示独立单元/环节的连接关系及信号流向,便于分析与追踪信号。 5.6 信号强制法信号强制法用修改控制变量的状态参数,或硬接线信号强制输入,来判别硬件故障,判断所怀疑的执行器件有无故障,以及故障是出于NC还是PLC。当使用信号强制输入时需注意以下几个方面: 搞清被强制的单元能否安全地与前一级隔离,不能隔离就不可使用此法。搞清标准信号是什么类型:数字逻辑信号还是模拟信号,模拟信号是直流电平信号还是脉冲信号,数字逻辑信号是高电平有效还是低电平有效。强制输入信号前,安全检查机床可能在较长时间内移动或动作的范围内不发生运动干涉,以免碰撞。尽可能将机床的倍率、速度设为最小,以保证安全。密切观察强制输入后机床的运动情况,随时准备按下急停按钮,以防失控发生危险。 5.7 参数检查恢复法在系统显示器上调