數控車(chē)床常見(jiàn)故障診斷及維修實(shí)例

隨著(zhù)我國對先進(jìn)制造技術(shù)的不斷重視,在生產(chǎn)中扮演著(zhù)越來(lái)越重要的角色,但操作者所遇到的故障也在不斷增多,這對生產(chǎn)造成了很大的影響。本文通過(guò)對數控車(chē)床工作原理的介紹,詳細描述了目前數控車(chē)床所出現的常見(jiàn)故障、診斷方法與診斷原則,并結合實(shí)例進(jìn)行了分析。

是一種高精度、高柔性、高效率的自動(dòng)化機床,由于其投資比普通的機床高得多,因此降低數控機床的故障率、縮短故障修復時(shí)間,對提高機床利用率具有十分重要的意義。目前,數控機床的故障診斷一直是困擾操作、維修人員的難題。由于數控機床的安全性和工作可靠性會(huì )對生產(chǎn)單位的效益產(chǎn)生直接的影響,因此對數控機床出現的故障進(jìn)行及時(shí)的診斷十分重要。

數控車(chē)床的構成與基本工作原理

詳細地了解數控車(chē)床的基本構成及其工作原理,是提高數控車(chē)床故障的分析診斷能力的必要條件。下圖是數控車(chē)床加工工件的過(guò)程圖。

在數控車(chē)床上加工工件時(shí),操作者首先根據零件圖制定出加工方案,編寫(xiě)出零件加工程序,然后在控制裝置編輯狀態(tài)(edit)下,輸入加工程序,存入數控裝置的存儲器中。數控裝置對信息代碼進(jìn)行譯碼、寄存,經(jīng)處理和運算,把結果以數字信號的形式分配給機床各坐標的伺服機構。由數控裝置發(fā)出的信號,通過(guò)伺服機構經(jīng)傳動(dòng)裝置驅動(dòng)機床各運動(dòng)部件,使機床按規定的順序、速度和位移量進(jìn)行工作,從而加工出符合圖紙要求的零件。

數控車(chē)床常見(jiàn)故障維修

按照數控車(chē)床發(fā)生故障的部件分類(lèi),我們一般把故障的類(lèi)型分為以下兩大類(lèi)。

1.主機故障

數控車(chē)床的主機部分包括機械、冷卻、潤滑、液壓等裝置。常見(jiàn)的主機故障有以下幾種。

1.1功能性故障是指在工件加工精度方面所出現的故障,表現為加工精度不穩定,加工誤差大,運動(dòng)反向誤差大,工件表面粗糙度高。

1.2動(dòng)作型故障是指機床各種動(dòng)作故障,表現為主軸不轉動(dòng),工件夾不緊,刀架轉動(dòng)失調,等等。

1.3結構型故障是指主軸發(fā)熱,主軸箱噪聲大,產(chǎn)生切削振動(dòng),等等。

1.4使用型故障是指使用及操作不當引起的故障,如過(guò)載引起的機件損壞、撞車(chē)等。

2.故障

數控機床的電氣故障可一般可分為故障和強電故障。弱電故障主要指cnc裝置、伺服單元、輸入和輸出裝置、檢測裝置等電路發(fā)生故障;強電故障是指、、開(kāi)關(guān)、熔斷器、變壓器、、電磁鐵、行程開(kāi)關(guān)等電氣及其所組成的電路發(fā)生故障。

數控車(chē)床常見(jiàn)故障的診斷

數控車(chē)床常用的診斷方法

數控車(chē)床出現故障后,我們要從主機和電氣兩方面進(jìn)行分析,先判斷出到底是主機故障還是電氣故障,再深入分析、檢查,找出故障點(diǎn),最后予以排除。

1.1對設備維修人員的要求

維修人員須具備一定的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)。對特定的維修對象,維修人員首先要分解掌握系統每一部分的工作原理和車(chē)床的機械結構;其次要了解設備的操作方法,動(dòng)作順序;最后就是對可能造成故障的各種因素進(jìn)行全面分析并進(jìn)行實(shí)際檢查維修。每次維修后應建立詳細的設備檔案,記錄好故障發(fā)生的時(shí)間、現象,以及故障分析、診斷方法、排除故障的方法,如有遺留問(wèn)題也應詳盡記錄,這樣不僅能使每次故障都有據可查,而且可積累維修經(jīng)驗,為以后的故障維修打好基礎。

1.2主機故障的診斷

對于常見(jiàn)的主機故障,診斷的方法比較多,如利用先進(jìn)測試手段的“現代診斷技術(shù)”和傳統的“實(shí)用診斷技術(shù)”等。

1.2.1實(shí)用診斷技術(shù)

此診斷是由維護人員通過(guò)自己的感覺(jué)器官和經(jīng)驗對數控機床的故障進(jìn)行診斷。運用實(shí)用診斷技術(shù)的診斷過(guò)程因故障類(lèi)型而異,各種方法無(wú)先后之分,可穿插或同時(shí)進(jìn)行,應綜合分析,方能取得更好的效果。

實(shí)用診斷技術(shù)不需要復雜昂貴的儀器,可隨時(shí)隨地進(jìn)行診斷,且快速、便捷、準確性較高,特別適合對機床進(jìn)行初步診斷。

1.2.2現代診斷技術(shù)

此診斷是利用診斷儀器和數據處理對機床機械裝置的某些特征參數,如振動(dòng)、噪聲和溫度等進(jìn)行測量,將測量值與規定的正常值進(jìn)行比較,以判斷機械裝置的工作狀態(tài)是否正常,從而對機械裝置的運行狀態(tài)進(jìn)行預報和預測;并可進(jìn)一步對機械裝置的故障原因、部位和故障的嚴重程度進(jìn)行定性和定量的分析。利用現代診斷技術(shù)可在機械裝置發(fā)生故障的初期,及時(shí)發(fā)現故障的部位,并進(jìn)行維護,從而可避免機械零件的進(jìn)一步損壞?，F代診斷技術(shù)如今已得到了不斷的推廣和應用。

1.3電氣系統故障的診斷

對于數控車(chē)床的電氣系統的故障,其調查、分析與診斷故障的過(guò)程,也就是故障的排除過(guò)程,因此其故障診斷的方法就特別重要。下面簡(jiǎn)單介紹一些常用的診斷方法。

1.直觀(guān)法

主要采用目測、手摸、通電等方法。

2.自診斷功能法

利用數控系統的自診斷功能,給出報警信息,指示故障的大致起因。

3.交換法

將相同的模塊和單元互相交換,觀(guān)察故障轉移的情況,從而快速確定故障的部位。

4.儀器測量比較法

當系統發(fā)生故障后,采用常規檢測儀器,對故障部分的電壓、電源、脈沖信號等進(jìn)行實(shí)測,將正常值與故障時(shí)的值相比較,可以分析出故障的原因與所在部位。

5.敲擊法

數控系統由各種電路板組成,每塊電路板上有很多焊點(diǎn),任何虛焊或接觸不良都可能出現故障可用絕緣物輕輕敲打有虛焊或接觸不良的疑點(diǎn)處,若故障出現,則故障很可能就在敲擊的部位。

上述幾種方法同時(shí)采用,進(jìn)行故障綜合分析,可快速診斷出故障的部位,從而能快速排除故障。

數控車(chē)床故障診斷的原則

故障的診斷是排除數控車(chē)床故障非常重要的階段。在進(jìn)行故障的診斷時(shí)應遵循以下原則。

1.先外部后內部

現代數控機床本身的故障率已變得越來(lái)越低,大部分故障的發(fā)生是非系統本身原因引起的。維修人員應由外向內逐一排查,盡量避免隨意啟封、拆卸,否則會(huì )擴大故障,使機床精度喪失、性能降低。

2.先主機后電氣

一般來(lái)說(shuō),主機故障較易發(fā)覺(jué),而數控系統與電氣故障的診斷難度較大。從實(shí)際經(jīng)驗來(lái)看,數控機床的故障中有很大部分是由于主機部分的失靈而引起的。所以在故障檢修之前,首先應注意排除機械性的故障,這樣往往可以達到事半功倍的效果。

3.先靜態(tài)后動(dòng)態(tài)

在車(chē)床斷電的靜止狀態(tài)下,通過(guò)了解、觀(guān)察、測試、分析,確認通電后不會(huì )造成故障擴大或發(fā)生事故,方可給車(chē)床通電。在運行狀態(tài)下,進(jìn)行動(dòng)態(tài)的觀(guān)察、檢驗和測試,查找故障。而對通電后可能會(huì )發(fā)生破壞性故障的,必須先排除危險后,方可通電。

4.先簡(jiǎn)單后復雜

當出現多種故障互相交織,應先解決容易的問(wèn)題,后解決難度較大的問(wèn)題。簡(jiǎn)單問(wèn)題解決后,難度大的問(wèn)題也可能變得容易。

5.先一般后特殊

在排除某一故障時(shí),要先考慮常見(jiàn)的可能原因,然后分析很少發(fā)生的特殊原因。

數控車(chē)床維修實(shí)例分析

故障一:程序運行結束刀具不回零點(diǎn)。

(1)故障原因分析:上述故障可能是控制系統故障所致。刀具在進(jìn)給或在加工時(shí),電機運轉速度較低,而程序回零點(diǎn)時(shí),則要求快速退回。電機高速運行,需采用高壓驅動(dòng)電源,使輸出轉矩增大?？刂聘邏狠敵鲭娫摧敵龅挠幸粋€(gè)開(kāi)關(guān),當開(kāi)關(guān)三極管損壞后,高速回零點(diǎn)時(shí)高壓電源打不開(kāi),電機輸出轉矩不夠,致使刀具回不到零點(diǎn)。

(2)故障處理:更換開(kāi)關(guān)三極管。

故障二:數控機床加工的工件尺寸誤差很大。

(1)故障原因分析:發(fā)生上述故障可能的原因有:絲杠或者絲母與車(chē)床連接松動(dòng),空走時(shí)沒(méi)有吃刀阻力,溜板運行正常,加工時(shí)切削阻力增大,若絲杠或絲母與車(chē)床連接松動(dòng),會(huì )造成加工的工件尺寸漂移;x軸、z軸絲杠反向間隙過(guò)大,也會(huì )造成工件尺寸漂移;電動(dòng)刀架故障也會(huì )造成工件尺寸漂移。

(2)故障處理:先檢查絲杠或者絲母與車(chē)床連接部位,若松動(dòng),緊固連接部分。再檢查x軸、z軸絲杠反向間隙,重新調整并確定間隙。還要檢查刀架鎖緊裝置及刀架控制箱,最后根據情況予以排除。

5.結語(yǔ)

數控車(chē)床是高度的設備,數控車(chē)床所產(chǎn)生的故障種類(lèi)繁多,其原因也往往比較復雜。因此,我們必須對出現的故障進(jìn)行廣泛的研究,探索故障發(fā)生的規律,并采取有效的診斷方法。在今后的工作中,我們必須不斷研究、深入探討,只有這樣才能不斷提高數控車(chē)床的故障診斷技術(shù)。