(1)數控銑床本體(液壓、氣動(dòng)和潤滑裝置)對數控銑床本體而言,由于機械部件處于運動(dòng)摩擦過(guò)程中,因此對它的維護就顯得特別重要,如主軸箱的冷卻和潤滑、導軌副和滾珠絲杠副的間隙調整與潤滑,以及支承的預緊、液壓與氣動(dòng)裝置的壓力調整和流量調整等。
(2)電氣控制系統。電氣控制系統包括數控系統、伺服系統、機床電氣柜(也稱(chēng)強電柜)及操作面板等。數控系統與機床電氣設備之間的接口有四個(gè)部分:
1)驅動(dòng)電路,主要指與坐標軸進(jìn)給驅動(dòng)和主軸驅動(dòng)之間的電路。
2)位置反饋電路,指數控系統與位置檢測裝置之間的連接電路。
3)電源及保護電路,由數控銑床強電控制線(xiàn)路中的電源控制電路構成,強電線(xiàn)路由電源變壓器、控制變壓器、各種斷路器、保護開(kāi)關(guān)、接觸器、熔斷器等連接而成,以便為交流電動(dòng)機、電磁鐵、離合器和電磁閥等功率執行元件供電。
4)開(kāi)關(guān)信號連接電路。開(kāi)關(guān)信號是數控系統與機床之間的I/O控制信號,I/O控制信號在數控系統和機床之間的傳送通過(guò)I/O接口進(jìn)行。數控系統中的各種信號均可以用機床數據位數控銑床“I”或“O”來(lái)表示。數控系統通過(guò)對輸入開(kāi)關(guān)量的處理,向I/O接口輸出各種控制命令,控制強電線(xiàn)路的動(dòng)作。
數控設備從電氣的角度看,最明顯的特征就是用電氣驅動(dòng)替代了普通機床的機械傳動(dòng),相應的主運動(dòng)和進(jìn)給運動(dòng)由主軸電動(dòng)機和伺服電動(dòng)機執行完成,而電動(dòng)機的驅動(dòng)必須有相應的驅動(dòng)裝置和電源配置。
現代數控銑床一般用可編程序控制器替代普通機床電氣柜中的大部分機床電器,從而實(shí)現對主軸、進(jìn)給、換刀、潤滑、冷卻、液壓及氣動(dòng)傳動(dòng)等系統的邏輯控制。特別要注意的是機床上各部位的按鈕、行程開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)、繼電器、電磁閥等機床電氣開(kāi)關(guān),開(kāi)關(guān)的可靠性直接影響機床能否正確執行動(dòng)作。這些設備的故障是數控設備最常見(jiàn)的故障。
為了保證精度,數控銑床一般采用反饋裝置(包括速度檢測裝置和位置檢測裝置)。檢測裝置的好壞直接影響數控銑床的運動(dòng)精度及定位精度。
由上所述,電氣系統的故障診斷及維護是數控銑床故障診斷和維護的重點(diǎn)。
資料表明:數控設備的操作、保養和調整不當占整個(gè)設備故障的57%,伺服系統、電源及電氣控制部分的故陴占整個(gè)故障的37.5%,而數控系統的故障占5.5%。
(1)按數控銑床發(fā)生故障的部件分類(lèi)
1)機床本體故障。數控銑床的機床本體部分主要包括機械、潤滑、冷卻、排屑、液壓、氣動(dòng)與防護裝置。
因機械安裝、調試及操作使用不當等原因而引起的機械傳動(dòng)故障和導軌副摩擦過(guò)大故障,通常表現為傳動(dòng)噪聲大,加工精度差,運行阻力大。例如,傳動(dòng)鏈的撓性聯(lián)軸器松動(dòng),齒輪、絲杠與軸承缺油,導軌塞鐵調整不當,導軌潤滑不良以及數控系統參數設置不當等原因均可造成以上故障。
尤其應引起重視的是機床各部位標明的注油點(diǎn)(注油孔)需定時(shí)、定量加注潤滑(脂),這是機床各傳動(dòng)鏈正常運行的保證。
另外,液壓、潤滑與氣動(dòng)系統的故障主要表現為管路阻塞或密封不良,造成數控銑床無(wú)法正常工作。
2)電氣故障。電氣故障分弱電故障與強電故障。
弱電部分主要指CNC裝置、PLC、CRT顯示器以及伺服單元、I/O裝置等電子電路,這部分又有硬件故障與軟件故障之分。硬件故障主要是指上述各裝置的印制電路板上的集成電路芯片、分立元件、接插件以及外部連接組件等發(fā)生的故障。常見(jiàn)的軟件故障有加工程序出錯、系統程序和參數的改變或丟失、計算機的運算出錯等。
強電故障是指繼電器、接觸器、開(kāi)關(guān)、熔斷器、電源變壓器、電磁鐵、行程開(kāi)關(guān)等元器件,以及由其所組成的電路發(fā)生故障。這一部分的故障十分常見(jiàn),必須引起足夠的重視。
(2)按數控銑床發(fā)生故障的性質(zhì)分類(lèi)
1)系統性故障。系統性故障通常指只要滿(mǎn)足一定的條件或超過(guò)某一設定,工作中的數控銑床必然會(huì )發(fā)生的故障。這一類(lèi)故障現象極為常見(jiàn)。例如,潤滑、冷卻或液壓等系統由于管路泄漏引起游標下降,達到某一限值,必然會(huì )發(fā)生液位報警,使數控銑床停機。再如,數控銑床在加工中因切削用量過(guò)大,達到某一限值時(shí),必然會(huì )發(fā)生過(guò)載或超溫報警,導致數控系統迅速停機。
因此,正確使用與精心維護數控銑床是杜絕或避免這類(lèi)系統性故障的切實(shí)保障。
2)隨機性故障。隨機性故障通常指數控銑床在同樣的條件下工作時(shí)偶然發(fā)生的一次或兩次故障。有的文獻上稱(chēng)此為“軟故障”。由于此類(lèi)故障在條件相同的狀態(tài)下偶然發(fā)生一兩次,因此,隨機性故障的原因分析與故障診斷較其他故障困難得多。一般而言,這類(lèi)故障的發(fā)生往往與安裝質(zhì)量、組件排列、參數設定、元器件品質(zhì)、操作失誤與維護不當,以及工作環(huán)境影響等諸多因素有關(guān)。例如,接插件與連接組件因疏忽未加鎖定,印制電路板上的元器件松動(dòng)變形或焊點(diǎn)虛脫,繼電器觸點(diǎn)、各類(lèi)開(kāi)關(guān)觸頭因污染銹蝕,以及直流電刷接觸不良等所造成的接觸不可靠等。另外,工作環(huán)境溫度過(guò)高或過(guò)低,濕度過(guò)大,電源波動(dòng)與機械振動(dòng)、有害粉塵與氣體污染等原因均可引發(fā)此類(lèi)偶然性故障。
因此,加強數控系統的維護檢査,確保電氣柜門(mén)的密封,嚴防工業(yè)粉塵及有害氣體的侵襲等,均可避免此類(lèi)故障的發(fā)生。
(3)按數控銑床發(fā)生故障時(shí)有無(wú)報警顯示分類(lèi)
1)有報警顯示的故障。這類(lèi)故障又可分為硬件報警顯示與軟件報警顯示兩種。
硬件報警顯示指各單元裝置上的警示燈(一般由LED發(fā)光管或小型指示燈等組成)有指示。在數控系統中有許多用來(lái)指示故障部位的警示燈,如控制操作面板、位置控制印制電路板、伺服控制單元、主軸單元、電源單元等部位常設有這類(lèi)警示燈。一旦數控系統出現故障,借助相應部位上的警示燈可大致分析判斷故障發(fā)生的部位與性質(zhì),這無(wú)疑給故障分析、診斷帶來(lái)了極大的方便。因此,維修人員在日常維護和排除故障時(shí)應認真檢查這些警示燈的狀態(tài)是否正常。
軟件報警顯示通常是指顯示屏(CRT)上顯示出來(lái)的報警號和報警信息。由于數控系統具有自診斷功能,因此它一旦檢測到故障,即按故障的級別進(jìn)行處理,同時(shí)在CRT上以報警號的形式顯示該故障信息。這類(lèi)報警顯示常見(jiàn)的有存儲器警示、過(guò)熱警示、伺服系統警示、軸超程警示、程序出錯警示、主軸警示、過(guò)載警示以及短路警示等。通常軟件報警類(lèi)型少則幾十種,多則上千種,這無(wú)疑為故障診斷和排除提供了極大的幫助。
NC報警為數控部分的故障報警,可通過(guò)所顯示的報警號,對照維修手冊中有關(guān)NC故障報警及說(shuō)明來(lái)確定產(chǎn)生該故障的原因。PLC的報警大多數屬于機床側的故障報警,顯示由PLC的報警信息文本所提供,可通過(guò)所顯示的報警號,對照維修手冊中有關(guān)PLC故障的報警信息、PLC接口說(shuō)明,以及PLC程序等內容檢查PLC有關(guān)接口和內部繼電器狀態(tài),確定產(chǎn)生故障的原因。通常,PLC報警發(fā)生的可能性要比NC報警高得多。
2)無(wú)報警顯示的故障。這類(lèi)故障發(fā)生時(shí)無(wú)任何硬件或軟件的報警顯示,因此分析診斷難度較大。例如,在數控銑床通電后,在手動(dòng)方式或自動(dòng)方式運行時(shí),X軸出現爬行現象,且無(wú)任何報警顯示。又如,機床在自動(dòng)方式運行時(shí)突然停止,而CRT上無(wú)任何報警顯示。在運行機床的某軸時(shí)發(fā)生異常聲響,一般也無(wú)報警顯示等。一些早期的數控系統由于自診斷功能不強,尚未采用PLC,無(wú)PLC報警信息文本,所以出現無(wú)報警顯示故障的情況會(huì )更多一些。
對于無(wú)報警顯示故障,通常要具體情況具體分析,要根據故障發(fā)生的前后變化狀態(tài)進(jìn)行分析判斷。例如,X軸在運行時(shí)出現爬行現象,首先判斷是數控部分故障還是伺服部分故障。具體做法是:在手搖脈沖進(jìn)給方式中,可均勻地旋轉手搖脈沖發(fā)生器,同時(shí)分別觀(guān)察比較CRT上Y軸、Z軸與X軸進(jìn)給數字的變化速率。通常,如數控部分正常,則三個(gè)軸的變化速率應基本相同,從而可確定X軸的爬行故障是伺服部分還是機械傳動(dòng)造成的。
(4)按數控銑床發(fā)生故障的原因分類(lèi)
1)數控銑床自身故障。這類(lèi)故障是由數控銑床自身的原因引起的,與外部使用環(huán)境條件無(wú)關(guān)。數控銑床所發(fā)生的大多數故障均屬此類(lèi)故障,但應區別有些故障并非由機床本身引起,而是由外部原因所造成的。
2)數控銑床外部故障。這類(lèi)故障是由外部原因造成的。例如,數控銑床的供電電壓過(guò)低,電壓波動(dòng)過(guò)大,電壓相序不對或三相電壓不平衡;環(huán)境溫度過(guò)高;有害氣體、潮氣、粉塵侵入數控系統;外來(lái)振動(dòng)和干擾,如電焊機所產(chǎn)生的電火花干擾等均有可能使數控銑床發(fā)生故障;還有人為因素所造成的故障,如操作不當、手動(dòng)進(jìn)給過(guò)快造成超程報贅、自動(dòng)切削進(jìn)給過(guò)數控銑床快造成過(guò)載報警。如操作不當、手動(dòng)進(jìn)給過(guò)快造成超程報警、自動(dòng)切削進(jìn)給過(guò)快造成過(guò)載報警。又如,由于操作人員不按時(shí)按量給機床機械傳動(dòng)系統加注潤滑油,易造成傳動(dòng)噪聲或導軌摩擦因數過(guò)大而使工作臺進(jìn)給超載。據有關(guān)資料統計,首次使用數控銑床或由技能不熟練的工人來(lái)操作數控銑床,在使用的第一年內,由操作不當所造成的外部故障要占1/3以上。
除上述常見(jiàn)故障分類(lèi)外,還可按故障發(fā)生時(shí)有無(wú)破壞性分為破壞性故障和非破壞性故障;按故障發(fā)生的部位分為數控裝置故障,進(jìn)給伺服系統故障,主軸系統故障,刀架、刀庫、工作臺故障等。
辦公:0532-68681187
傳真:0532-68681188
郵箱:Qingdao@tajane.com
地址:青島市即墨區大眾一路76號中南高科即墨科技創(chuàng )新產(chǎn)業(yè)園31號樓C-101