数控机床维修实例分析

第七章数控机床维修案例分析由于最新数控系统的可靠性越来越高，数控系统本身的故障越来越低，数控设备的外部故障可以分为软件故障和外部硬件损坏造成的硬故障。软件故障是由操作、调整处理不当引起的，这些故障大多发生在设备使用之前的期间或设备使用离职时。数控机床维修，重要的是发现问题。特别是数控机床的外部故障。诊断过程有时更复杂，但如果发现问题，则更容易解决。解决外部问题需要遵循以下两个原则：首先要熟练掌握机床的工作原理及操作顺序。其次，为了使用PLC阶梯和NC系统的状态指示功能监视PLC的运行状态，通常遵循上述准则并谨慎执行，可以及时解决常见的CNC故障。外部硬件操作导致的故障是数控修复中的常见故障。通常是由感应开关、液压系统、气动系统、电气执行元件、机械装置问题引起的。其中一些故障可以通过警告信息找到故障的原因。典型的数控系统包括故障诊断功能或信息警报。维护人员可以使用此信息缩小诊断范围。某些故障不会反映故障的实际原因，即使显示警告消息也是如此。此时需要根据警报信息和错误现象分析解决方案。7.1电源类故障电源是电路板的能量供应部分，如果电源不正常，电路板的操作就一定很奇怪。而且，电源部分故障率高，维修时要充分注意，外观检查后可以先检查电源部分。电路板的部分工作电源由外部电源系统提供。部分由电路板本身的稳压器电路生成，包括输出电压稳定性检查和输出纹波检查。输出重排太大可能会导致系统不稳定，您可以使用示波器AC输入文件检查图案分幅。纹波大小通常是由于集成电压调节器的损坏或过滤器电容不良造成的。需要运算放大器、比较器、单电源、双电源、双电源操作器、正负电源对称，差异一般不能大于0.2V(具有零调节功能的操作器除外)。7.1.1FANUC OC/0D系统电源1、单元输入电路工作原理图8-1电源设备的输入电路2、电源设备输出工作原理3、电源设备常见故障和诊断(1)解决电源无法通电的问题故障现象是机床操作指示灯亮起，系统显示设备不亮。图8-3 SSCK-20数控车床电源设备连接图8-3是SSCK-20数控车床电源设备连接图。按NC准备SB2时，CRT上不显示任何内容，CRT上的灯丝也不亮。如果CRT的CP15没有24V输出，则表示电源无法正常工作或无法通电。如果电源状态指示灯LED绿色PIL不亮，可能是由于外部交流输入电路CP1输入错误、熔断器F11、F12错误或辅助电路熔断器F1错误。如果电源设备状态指示灯LED亮起，可能是因为此时ALM故障指示灯未亮、CP3外部连接交换机SB2、SB3、SQ21和缆线错误，或内部电路RY2、RY3、RY4继电器控制电路错误。电源设备指示灯和错误状态指示灯都亮时，关闭并重新打开机床电源会使电源设备受到外部干扰的干扰。如果不能释放，则可能是电源设备输出电压5V、15V、-15、24V直流电压或内部电路故障。示例SSCK-20数控车床(2)电源设备保险丝故障诊断1)保险丝F11、F12保险丝故障诊断熔断器F11、F12用于保护电源设备输入侧电路的短路。F11、F12关闭时，CRT不亮，电源设备状态指示灯PIL和错误状态指示灯ALM也不亮。失败的原因可能是：浪涌吸收器VS11故障。整流DS11击穿短路或电容C12，C13严重泄漏。开关管Q14、Q15击穿短路或保护二极管D33、D34打开。辅助电路短路(例如开关Q1击穿短路)。F11、F12的规格为A60L-0001-0194(7.5A)。2)保险丝F13保险丝故障诊断熔断器F13用于保护电源设备24V的输出侧短路。F13关闭时，CRT不亮(CRT灯丝也不亮)，电源设备状态指示灯PIL和错误状态指示灯ALM均亮。失败的原因可能是： CRT单元中短路或连接的24V电源线可能短路。从电源设备上拔下CP15的插头，系统重新打开，电源设备上的警报指示灯(红色指示灯ALM)不亮，如果CP15终端有24V输出，系统显示设备CRT一侧将出现错误。电源设备内部电路短路了。从电源上拔下CP15，系统重新打开后，电源上的警报指示灯(红色指示灯ALM)亮起，表明故障在电源内部(例如二极管DS17制动器短路或电容C74、C75严重泄漏等)。F13的规格为A60L-0001-0075(3.2A)。3)保险丝F14保险丝故障诊断保险丝F14用于系统内部(每个印刷电路板单元)、电源设备内部24E电路和机床侧信号控制输入电路短路保护。F14关闭时，CRT将显示系统“950”警报号，电源设备状态指示灯PIL亮起(故障状态指示灯ALM不亮)，系统主板故障指示灯L2亮。失败的原因可能是：系统内部24E电路短路(包括电源设备内部电路)。机床侧24E接线对接地短路。可以断开系统I/O板上的所有电缆接头以测量系统24E对接地电阻，如果测量的电阻为零，则系统内部24E段落(需要更换相应的印刷电路板)将出现故障。测量100左右的电阻会使工件机床侧配线短路(仔细检查工件机床侧的所有24E配线)。F14的规格为A60L-0001-0046(5A)。4)保险丝F1保险丝故障诊断熔断器F1实现了电源设备内部控制模块和辅助调节电源电路的短路保护。F1保险丝时，CRT不亮，电源设备状态指示灯PIL和错误状态指示灯ALM也不亮。失败的原因可能是：电源调节电源电路短路，如Q3制动下、ZD2制动下、C4泄漏或浪涌吸收器故障。电源设备内部控制模块段落。F1的规格为A60L-0001-0172(0.3A)。系统中为每个电路板供电的大多数系统电源都使用开关电源。这种电源种类多样，故障率高，但大部分是多米、示波器可确认的个别组件，维修机器开关电源时，最好在电源端连接1:1绝缘变压器，防止触电。下表概述了电源常见的一些故障现象。故障现象故障的原因排除方法系统通电后，系统没有响应且无法通电：没有电源指示灯明亮的1.没有提供外部电源，电源电压过低，相位不足或外部形成了短路电源保护装置跳闸或保险丝形成了电源。源已打开3.PLC地址错误或互锁设备产生电力。源连接不正确4.系统上的电气按钮接触或脱落不正确5.电源模块故障，原机损坏导致故障(保险丝保险丝、电涌吸收器短路等)1.检查外部电源2.关闭开关，更换保险丝4.更换3 .变更PLC位址或接线重新安装按钮5.更换组件或更换电源模块电源指示灯亮起系统没有反证嗯嗯1.未满足加电条件2.系统黑屏系统文件损坏，未进入系统。1.确保满足加电条件2.请参阅“显示类问题”解决方法3系统恢复强电部分连接起来，马爬上跳闸1)。在机械设计中，选定的空气开关容量太小，或者空气开关的电流选择拨号开关选择了较小的电流2)机床使用较大功率的变频器或伺服驱动器，在变频器或伺服驱动器电源输入前未使用绝缘变压器或电感的情况下，变频器或伺服驱动器电流在强电中引起电流大幅度波动，导致跳闸超过空气开关的有限电流。3)未满足系统加电条件1.更换空气开关或重新选择电流使用。2.使用时需要另外一个电抗。3.分阶段检查电源的强大功率以解决问题。电源模块故障1)整流桥损坏导致的电源短路2)由速流二极管损坏引起的短路3)电源模块外部电源短路4)滤波电容器损坏导致的故障5)电源电源不足电源模块无法正常工作更换更换调整线路更换增加电源的电源系统正常工作时，突然断电1.切削力太大，机器超载导致空跳闸2.机械设计时选择的空气开关容量太小，导致空跳闸3.机器发生漏电调整切削参数更换空气开关检查线路案例1:错误现象：一般CNC车床，NC启动后立即断电，不显示CRT错误分析：初步分析可能是接地不良的地方，对各接地点进行了测试处理后，问题没有解决。然后，检查了CNC各板的电压，使用示波器显示数字接口板集成电路的工作电压具有强纹波，并验证了电源低频滤波电容正常。在电源的两端安装小容量的过滤器电容，使机器正常运行，这是因为CNC系统电源抗干扰能力不强。案例2:确认导入的cNC系统、机械电源、CRT未显示、NC电源24V、15V、-15V、5V无输出。错误分析：这种现象可以被确认为电源有问题，因此可以在电源输入方面根据电气原理图分阶段进行检查，保险后检查电气噪声滤波器时性能不良，后整流、振荡电路正常，拆卸噪声滤波器外壳发现在其中燃烧，更换噪声滤波器后可以解决系统问题。警告：如果有不可维修的电源，则可以使用市场上出售的开关电源，但电压级别和容量必须符合要求。解决此问题的方法是首先使屏幕正常工作。这也是部分原因。但是在很多情况下，多种失败可以共存。案例3:通电时屏幕变暗，操作面板上的NC电源开关按下的某个进口水平加工中心的红色、绿色指示灯亮起，这与确认电气机柜的开关和主要部分没有异常，关闭电源后再打开等缺陷。错误分析：电源没有故障，电压正常，CNC系统多处损坏，更换显示器，显示控制面板，然后出现屏幕，允许机器进入其它故障维修。案例4:垂直加工中心，启动后无视频。错误分析：在此加工中心中，使用导入的数控系统不显示屏幕的原因有很多。确认故障后，验证系统附带的外部电源是否正确后，如果主板的电压不正常，则可以确定主板故障已更换，更换主板后显示系统。更换主板后需要重置参数，因此在系统参数设置步骤中，对机床附带的参数表中的设置进行调整后，可以正常工作。屏幕上未显示的错误有多种原因，首先必须找出其他失败等原因，并根据机床的警报和其他故障信息解决问题案例5:在加工中心打开电源后，如果打开紧急停止，则在系统重置的同时伺服电源上升时，系统将始终处于空状态错误分析：该加工中心使用国内数控系统检查故障后，首先怀疑空温电流是否太小，计算分析后确认空开有点小，但基本满足了机器要求，使用示波器观察机器电气时电流的波动波形，伺服电机发现电流在电气时的冲击比较大。也就是说，电流波形电流波动很大，伺服内部没有阻抗等装置，因此使用时需要额外的电抗和电阻，电工可以在设计时添加制动电阻，从而达到省电效果，根据要求添加阻抗，系统可以使电力恢复正常。7.2系统显示类错误数控系统显示不正确的原因有多种，如果系统出现软件错误，大多数系统下一次显示会混乱、不正常、电源故障或系统主板故障，系统可能无法正常显示。显示系统本身的故障是系统显示不正常的主要原因，因此在系统显示不正常的情况下，首先要确定系统显示不正常的主要原因。不能简单地认为系统显示不正确是显示系统的故障。如果数控系统不能正常显示，可以分为两种情况：不能完全显示和不能正确显示。如果系统电源、系统的其它部分工作正常，则系统不显示的原因通常是硬件原因导致屏幕混乱或显示不正常，通常是由系统软件引起的。当然，系统不同，原因也不同，所以要根据实际情况进行分析研究。对电气系统显示类中常见的一些故障现象，总结了以下几点。故障现象故障的原因排除方法运行或作业死机或重新启动1)这是由参数设置错误或参数设置不正确引起的2)如果系统以外的内存驻留程序在软盘或网络上调用大程序，或从损坏的软盘调用程序，则可能会导致系统死机。此时，必须停止调用部件程序。3)系统文件损坏或感染了病毒4)电源不足5)系统组件损坏：1.正确设置参数2.停止部分运行或调用的程序3.使用防病毒软件删除软件系统扫描病毒，或重新安装和修复系统软件4.验证电源的负载容量是否符合系统要求电后屏幕或失真：1)系统文件已损坏2)系统内存不足3)外部干扰1.恢复系统文件或重新安装系统2.清理系统，清除一些不必要的垃圾3.增加抗干扰措施系统通电后，NC电源指示灯亮起，但屏幕上不显示或没有黑屏1)显示模块损坏2)显示模块电源不良或未通电3)电压过高，显示屏烧坏了4)系统显示亮度调整太暗1.更换显示模块2.电源恢复3.更换显示器4.重新调整亮度主轴有旋转速度，但没有显示CRT速度主轴编码器损坏主轴编码器电缆脱落或断开连接系统参数设置不正确，编码器反馈界面错误，或没有选择主轴控制的功能1.更换主轴编码器2.重新焊接电缆3.正确设定系统参数主轴的实际速度与发送的命令不匹配1)主轴编码器每个旋转的脉冲数设置错误验证主轴编码器中的旋转脉冲数是否设置正确。2)PLC程序错误。PLC程序中检查主轴转速和D/A输出部分的程序；3)速度控制信号电缆连接错误1.正确设置主轴编码器中每个旋转的脉