数控机床的故障诊断及修理摘要

1、数控机床的故障诊断及修理摘要; 述数控机床进给轴几种典型故障的原因, 结合具体设备故障实例, 探讨分 析怎样利用简单手段来确定故障部位及 PCL 系统。关键词;精度检测,故障分析,设备维修背景; 在数控机床的伺服中不仅有位置检测及反馈还有速度检测反馈, 检测元件 的精度是影响, 机床精度主要因素之一, 检测的精度不仅取决于检测传感器, 也 取决于测量电路,在实际的生产过程中,数控机床检测反馈系统经常出现故障, 因此分析检测反馈系统对数控机床的故障诊断与维修很有必要。一、数控机床数控机床的工作原理就是将加工过程所需的各种操作 (如主轴变速、 工件的松开 与夹紧、进刀与退刀、开车与停车、自动关停冷

2、却液和步骤以及工件的形状尺 寸用数字化的代码表示, 通过控制介质 (如穿孔纸带或磁盘等 将数字信息送入 数控装置, 数控装置对输入的信息进行处理与运算, 发出各种控制信号, 控制机 床的伺服系统或其他驱动元件, 使机床自动加工出所需要的工件。 所以, 数控加 工的关键是加工数据和工艺参数的获取,即数控编程。数控加工一般包括以下:(1 对图纸进行分析,确定需要数控加工的部分;(2 利用图形软件(如 CAXA 制造工程师对需要数控加工的部分造型;(3 根据加工条件,选择合适的加工参数,生成加工轨迹(包括粗加工、半 精加工、精加工轨迹 ;(4 轨迹的仿真检验;(5 生成 G 代码;(6 传给机床加工

3、。2. 数控机床的特点(1 具有高度柔性在数控机床上加工零件, 主要取决于加工程序, 它与普通机床不同, 不必制 造、更换许多工具、夹具,不需要经常调整机床。因此,数控机床适用于零件频繁更换的场合。 也就是适合单件、 小批生产及新产品的开发, 缩短了生产准备周 期,节省了大量工艺设备的费用。(2 加工精度高数控机床的加工精度,一般可达到 0.0050.1mm ,数控机床是按数字信号形 式控制的, 数控装置每输出一个脉冲信号, 则机床移动部件移动一个脉冲当量 (一 般为 0.001mm ,而且机床进给传动链的反向间隙与丝杠螺距平均误差可由数控 装置进行补偿,因此,数控机床定位精度比较高。(3 加

4、工质量稳定、可靠加工同一批零件, 在同一机床, 在相同加工条件下, 使用相同刀具和加工程 序,刀具的走刀轨迹完全相同,零件的一致性好,质量稳定。(4 生产率高数控机床可有效地减少零件的加工时间和辅助时间, 数控机床的主轴转速和 进给量的范围大, 允许机床进行大切削量的强力切削, 数控机床目前正进入高速 加工时代, 数控机床移动部件的快速移动和定位及高速切削加工, 减少了半成品 的工序间周转时间,提高了生产效率。(5 改善劳动条件数控机床加工前经调整好后, 输入程序并启动, 机床就能自动连续的进行加 工,直至加工结束。操作者主要是程序的输入、编辑、装卸零件、刀具准备、加 工状态的观测, 零件的检

5、验等工作, 劳动强度极大降低, 机床操作者的劳动趋于 智力型工作。另外,机床一般是封闭式加工,即清洁,又安全。(6 利于生产管理现代化数控机床的加工, 可预先精确估计加工时间, 所使用的刀具、 夹具可进行规 范化、 现代化管理。 数控机床使用数字信号与标准代码为控制信息, 易于实现加工信息的标准化, 目前已与计算机辅助设计与制造 (CAD/CAM 有机地结合起来, 是现代集成制造技术的基础。3. 数控机床使用中应注意的事项使用数控机床之前, 应仔细阅读机床使用说明书以及其他有关资料, 以便正 确操作使用机床,并注意以下几点:(1 机床操作、 维修人员必须是掌握相应机床专业知识的专业人员或经过技

6、 术培训的人员,且必须按安全操作规程及安全操作规定操作机床;(2 非专业人员不得打开电柜门, 打开电柜门前必须确认已经关掉了机床总电源 开关。只有专业维修人员才允许打开电柜门,进行通电检修;(3 除一些供用户使用并可以改动的参数外, 其它系统参数、 主轴参数、 伺 服参数等,用户不能私自修改,否则将给操作者带来设备、工件、人身等伤害;(4 修改参数后, 进行第一次加工时, 机床在不装刀具和工件的情况下用机 床锁住、单程序段等方式进行试运行,确认机床正常后再使用机床;(5 机床的 PLC 程序是机床制造商按机床需要设计的, 不需要修改。 不正确 的修改,操作机床可能造成机床的损坏,甚至伤害操作者

7、;(6 建议机床连续运行最多 24小时,如果连续运行时间太长会影响电气系 统和部分机械器件的寿命,从而会影响机床的精度;(7 机床全部连接器、接头等,不允许带电拔、插操作,否则将引起严重的 后果。按照故障发生的部位分; 1机械部件安装,调试, 操作使用不当等原因引起的机械传动故障。 2导轨,主轴等远动部件的干 涉,摩擦过大等原因引起的故障。 3机械零件的损坏, 联结不良等原因 引起的故障等。 按故障性质分;1确定性故障是指控制系统主机中的硬件损坏或只要满足一定的条件, 机床必定 会发生故障, 2随机性故障是机床在工作过程中 偶然会发生的机械故障,这种故障很难找出其规律性。按故障产生的原因; 1

8、数 控 机 床 自 身 故 障 这种故障的发生与其外部使用的环境无关,像现在的机床极大多数都是此类故 障。 2数控机床的外部故障 这种故障的发生主要由于 供电电压不足或过高所引起。 诊断压力开 关 故障实例 配 备 FANUC 系统的某数控车床故障现象;当脚踏开关使套筒顶尖 顶紧工件 时,系统会报警。在 系 统 诊 断状态下,调出 PLC 输入信号,发现脚踏向前开关输入 X05.2为“ 1” ,套筒转换 开关输入 X17.3为“ 1” ,润滑油供给正常使液位开关输入 X17.6为 1? 1;调出 PLC 输出信号,当脚踏向前开关时,输出 Y49为 1,同时,电磁阀 YV5.1也得电, 这说明系

9、统 PLC 输入、输出状态均为正常,分析尾座套筒液压系统。当电磁阀 YV5.1通电后, 液压油经流阀、 流量控制阀和单向阀进 入尾座套筒液压缸, 使其向前顶紧工件。 松开脚踏开关后, 电磁换向阀处于中间 位置,油路停止供油,由于单向阀的作用,尾座套筒向前时的油压得到保持,该 油压使压力继电器常开触点接通,在系统 P LC输入信号中 X0.02为 1。但检查 系统 PLC 输入信号 X0.02则为 0,说明压力继电器有问题,其触点开关损坏。 故障原因;因压力器 SP5.1触点开关损坏,油压信号无法接通,从而照成 P LC 输入信号为 0,故系统任务尾座套筒未顶紧而产生报警。解决方法; 更换新的压

10、力继电器, 调整触点压力, 使其在向前脚 踏开关动作后接通并保持压力取消,故障排除。MAXIN630卧式加工中心 (CINCINNATI950系统、 西门子驱动及交流伺服电机 开 机自检工作一切正常,在加工的过程中经常无规律地出现自动关机(MACHINE OFF ,液压、主轴、冷却、进给等也同时关闭。给加工带来很大麻烦,特别是在 攻丝的时候停机造成丝锥折断、 严重时工件报废, 直接经济损失很大, 操作员不 敢加工。整个过程没有任何警示信息出现,也没有预兆和规律。故障分析及排除:关机信息(MACHINE OFF应该只有在按动关机按钮的情况下 才出现。 在加工的过程中无规律关机后检查机床没有发现故

11、障, 无法捕捉到瞬时 出现的故障点。将与关机有关的开关、电路、电缆、继电器、接口板卡等全部仔 细检查部分更换,对全机的可疑的接近开关等逐一测试检查,故障还不时出现。 经向生产厂多次咨询, 怀疑是软件问题, 在其指导下进行了软件刷新, 故障没有 排除。 以经验判断是一个软故障, 电源干扰或某个重要系统的接口状态抖动所致, 将各个伺服单元送进 CNC 的 READ 信号短接,深夜开机空运行,故障存在。排除 了电源干扰及软件问题, 看来故障在系统外围的开关状态了, 但在系统 I/O监视 画面又都正常,用带储存功能的示波器监视 24V 、 15V 、 12V 、 5V 以及重点怀疑的 输入点。 终于在一次故障发生时捕捉到接近开关 LS17瞬时抖动, 做模拟实验 I 23 (LS17输入 +24V,故