數(shù)控設(shè)備故障的診斷與維修方法

杭州機床維修

	數(shù)控設(shè)備故障的診斷與維修方法   4 ?7 O5 q- c" s8 R3 ]$ G* l 在數(shù)控設(shè)備使用越來越廣泛,，隨之而來的是如何保證設(shè)備的有效利用率，設(shè)備出現(xiàn)故障時,，要盡快將設(shè)備恢復正常使用,。為了解決這個問題，首先要求維修人員應(yīng)該有很高的素質(zhì),，不但要求具有豐富的專業(yè)知識,，如機電一體化技術(shù)、計算機原理,、數(shù)控技術(shù),、PLC技術(shù)、自控技術(shù),、拖動原理,、液壓技術(shù)等，還要掌握機械加工常識和數(shù)控裝置的簡單編程，另外還要具有一定的英語水平,，能夠閱讀英文技術(shù)資料,。要有足夠的資料，包括機,、電,、液圖紙，機床參數(shù)備份,，系統(tǒng)使用維修手冊,，PLC梯形圖等。還要有一定量的備件,。另外需要維修人員具有一定的經(jīng)驗,，掌握一定的維修方法。筆者從事數(shù)控設(shè)備維修多年,，積累了一定的經(jīng)驗,，總結(jié)一套維修數(shù)控設(shè)備的方法，現(xiàn)介紹如下以供參考,。   　　要搞清故障現(xiàn)象   　　當數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)故障時,，首先要搞清故障現(xiàn)象，向操作人員了解第一次出現(xiàn)故障時的情況,，在可能的情況下觀察故障發(fā)生的過程,，觀察故障是在什么情況下發(fā)生的，怎么發(fā)生的,，引起怎樣的后果,。只有了解到第一手情況，才有利于故障的排除,，把故障過程搞清了,，問題就解決一半了。搞清了故障現(xiàn)象,，然后根據(jù)機床和數(shù)控系統(tǒng)的工作原理，就可以很快地確診問題所在并將故障排除,，使設(shè)備恢復正常使用,。   　　如，一臺采用美國BRYANT公司TEACHABLEⅢ系統(tǒng)的數(shù)控外圓磨床在自動加工時,，砂輪將修整器磨掉一塊,。為了觀察故障現(xiàn)象并防止意外再次發(fā)生，將砂輪拆下運行機床,，這時再觀察故障現(xiàn)象,，發(fā)現(xiàn)在自動磨削加工時，磨削正常沒有問題，工件磨削完之后,，修整砂輪時,，砂輪正常進給，而砂輪修整器旋轉(zhuǎn)非�,？�,，很快就壓上限位開關(guān)，如果這時砂輪沒拆,，肯定砂輪又要撞到修整器上,。根據(jù)機床的工作原理，砂輪修整器由E軸伺服電機帶動,，用旋轉(zhuǎn)編碼器作為位置反饋元件,。正常情況下修整器修整砂輪時，Z軸滑臺帶動E軸修整器移動到修整位置,，修整器做30°~120°的擺動來修整砂輪,。我們多次觀察故障現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)，E軸在壓上限位開關(guān)時,，在屏幕上E軸的坐標值只有60°左右,，而實際位置大概在180°左右，顯然是位置反饋出現(xiàn)問題,，但更換了位控板和編碼器都沒有解決問題,。我們又經(jīng)過反復的觀察和試驗，發(fā)現(xiàn)：E軸修整器在Z軸的邊緣時,，回參考點和旋轉(zhuǎn)擺動都沒有問題,，要利用系統(tǒng)的報警信息   　　現(xiàn)在數(shù)控系統(tǒng)的自診斷能力越來越強，設(shè)備的大部分故障數(shù)控系統(tǒng)都能夠診斷出來,，并采取相應(yīng)的措施,，如停機等，一般都能產(chǎn)生報警顯示,。當數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)故障時,，有時在顯示器上顯示報警信息，有時在數(shù)控裝置上,、PLC裝置上和驅(qū)動裝置上還會有報警指示,。這時要根據(jù)手冊對這些報警信息進行分析，有些根據(jù)報警信息就可直接確認故障原因,，只要搞清報警信息的內(nèi)容,，就可排除數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)的故障。   　　如,，一臺采用德國SIEMENS 810系統(tǒng)的數(shù)控溝道磨床,，開機后就產(chǎn)生1號報警顯示“BATTERY ALARM POWER SUPPLY”,，很明顯指示數(shù)控系統(tǒng)斷電保護電池沒電，更換新的電池后(注意：一定要在系統(tǒng)帶電的情況下更換電池),，將故障復位,，機床恢復使用。另一臺采用SIEMENS 3系統(tǒng)的數(shù)控磨床,，開機后屏幕沒有顯示,，檢查數(shù)控裝置，發(fā)現(xiàn)CPU板上一個發(fā)光二極管閃爍,，根據(jù)說明書,，分析其閃爍頻率，確認為斷電保護電池電壓低,，更換電池后,，重新啟動系統(tǒng)故障消失。   3 R1 x( ]% ]. @) B7 ~6 G　　如,，一臺采用日本FANUC 0TC系統(tǒng)的數(shù)控車床,，出現(xiàn)2043號報警，顯示“HYD. PRESSURE DOWN",，指示液壓系統(tǒng)壓力低,。根據(jù)報警信息，對液壓系統(tǒng)進行檢查,，發(fā)現(xiàn)液壓壓力確實很低,，對液壓壓力進行調(diào)整使機床恢復了正常使用。   - S. \7 C& e# h  r  G) v' r　　另一些故障的報警信息并不能反映故障的根本原因,，而是反映故障的結(jié)果或者由此引起的其它問題,，這時要經(jīng)過仔細的分析和檢查才能確定故障原因，下面的方法對這類故障及沒有報警的一些故障的檢測是行之有效的,。   ' D* u# r, H; G1 x　　要利用數(shù)控系統(tǒng)的PLC狀態(tài)顯示功能   5 g9 p- a! o' ]0 w# S3 ? ( H- k3 O; C$ k- y　　許多數(shù)控系統(tǒng)都有PLC狀態(tài)顯示功能,，如西門子3系統(tǒng)PC菜單下的PC STATUS，西門子810系統(tǒng)DIAGNOSIS菜單下的PLC STATUS功能,，以及發(fā)那科0T系統(tǒng)DGNOS PARAM功能的PMC狀態(tài)顯示功能等,，利用這些功能可顯示PLC的輸入、輸出,、定時器,、計數(shù)器等的即時狀態(tài)和內(nèi)容。根據(jù)機床的工作原理和機床廠家提供的電氣原理圖,，通過監(jiān)視相應(yīng)的狀態(tài)，就可確診一些故障,。   : \, f, h, M# s
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	如,，一臺采用日本FANUC 0TC的數(shù)控車床,，一次出現(xiàn)故障，開機就出現(xiàn)2041號報警,，指示X軸超限位的報警,，但觀察X軸并沒有超限位，并且X軸的限位開關(guān)也沒有壓下,，但利用NC系統(tǒng)的PMC狀態(tài)顯示功能,，檢查X軸限位開關(guān)的PMC輸入X0.0的狀態(tài)為“1”，開關(guān)觸點確實已經(jīng)接通,，說明開關(guān)出現(xiàn)了問題,，更換新的開關(guān)后，機床故障消除,。   ; O  ]9 `# W/ q4 `: H  G 　　如,，一臺采用日本MITSUBINSHI MELDAS L3系統(tǒng)的數(shù)控車床，一次出現(xiàn)故障,，刀塔不旋轉(zhuǎn),。根據(jù)刀塔的工作原理，刀塔旋轉(zhuǎn)時,，首先靠液壓缸將刀塔浮起,，然后才能旋轉(zhuǎn)。觀察故障現(xiàn)象,，當手動按下刀塔旋轉(zhuǎn)的按鈕時,，刀塔根本沒有反應(yīng)，也就是說,，刀塔沒有浮起,，根據(jù)電氣原理圖，PLC的輸出Y4.4控制繼電器K44來控制電磁閥,，電磁閥控制液壓缸使刀塔浮起,，首先通過NC系統(tǒng)的PLC狀態(tài)顯示功能，觀察Y4.4的狀態(tài),，當按下手動刀塔旋轉(zhuǎn)按鈕時,，其狀態(tài)變?yōu)椤?”，沒有問題,，繼續(xù)檢查發(fā)現(xiàn),，是其控制的直流繼電器K44的觸點損壞，更換新的繼電器,，刀塔恢復了正常工作,。   / z+ M" ?$ J2 c' |* A　　要利用機床廠家提供的PLC梯形圖   / v: l5 `% r# c+ j5 f3 r * U- c) ]! F9 z; }7 H　　數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)的大部分故障都是通過PLC裝置檢查出來的，PLC檢測故障的機理就是通過運行機床廠家為特定機床編制的PLC梯形圖(即程序),，根據(jù)各種輸入,、輸出狀態(tài)進行邏輯判斷,，如果發(fā)現(xiàn)問題，產(chǎn)生報警并在顯示器上產(chǎn)生報警信息,。所以對一些PLC產(chǎn)生報警的故障,，或一些沒有報警的故障，可以通過分析PLC的梯形圖對故障進行診斷,，利用NC系統(tǒng)的梯圖顯示功能或者機外編程器在線跟蹤梯形圖的運行,，可提高診斷故障的速度和準確性。   " F! K9 e# t* ^( H2 D 　　如,，一臺采用SIEMENS 810系統(tǒng)的數(shù)控磨床,，一次出現(xiàn)故障，開機后機床不回參考點并且沒有故障顯示,，檢查控制面板發(fā)現(xiàn)分度裝置落下的指示燈沒亮,，這臺機床為了安全起見，只要分度裝置沒落下,，機床的進給軸就不能運動,。但檢查分度裝置，已經(jīng)落下沒有問題,。根據(jù)機床廠家提供PLC梯形圖,，PLC的輸出A7.3控制面板上的分度裝置落下指示燈。用編程器在線觀察梯形圖的運行,，發(fā)現(xiàn)F143.4沒有閉合,，致使A7.3的狀態(tài)為“0”。F143.4指示工件分度臺在落下位置,，繼續(xù)檢查發(fā)現(xiàn)由于輸入E13.2沒有閉合導致F143.4的狀態(tài)為“0”,。根據(jù)電氣原理圖，PLC輸入E13.2接的是檢測工件分度裝置落下的接近開關(guān)36PS13,，將分度裝置拆開,，發(fā)現(xiàn)機械裝置有問題，不能帶動驅(qū)動接近開關(guān)的機械裝置運動,，所以E13.2始終不能閉合,。將機械裝置維修好后，機床恢復了正常使用,。   * Y! A9 h% d- n' N5 r 　　一臺采用SIEMENS 3TT系統(tǒng)的數(shù)控銑床,，在自動循環(huán)加工過程中，工件已加工完畢,，工作臺正要旋轉(zhuǎn),，主軸還沒有退到位，這時第二工位主軸停轉(zhuǎn),，自動循環(huán)中斷,，產(chǎn)生報警F97“SPINDLE1 SPEED NOT OK STATION2”和F98“SPINDLE2 SPEED NOT OK STATION2”,，表示第二工位兩個主軸速度不正常。但對主軸系統(tǒng)進行檢測并沒有發(fā)現(xiàn)問題,。為了確定故障原因，用機外編程器動態(tài)監(jiān)視機床PLC梯形圖的運行,，根據(jù)邏輯關(guān)系進行檢查,，最后發(fā)現(xiàn)是第二工位的工件卡緊液壓壓力開關(guān)，E21.1在出現(xiàn)故障的瞬間其狀態(tài)發(fā)生變化,，由“1”信號瞬間變成“0”信號,，緊接著又變成“1”信號，E21.1接的是壓力開關(guān)P21.1,，它的狀態(tài)變成“0”,，信號指示工件沒有卡緊，所以主軸停轉(zhuǎn),，自動循環(huán)停止,。由于工件的卡緊是由液壓來完成的，對液壓系統(tǒng)進行檢查,，發(fā)現(xiàn)壓力有些不穩(wěn),，對液壓系統(tǒng)進行調(diào)整，使之穩(wěn)定,，機床恢復了正常工作,。這個故障的報警信息反映的是由于液壓不穩(wěn)造成的主軸停轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，而沒有反映液壓不穩(wěn)的故障根源,。   　　以上兩種方法對機床側(cè)故障的檢測是非常有效的,，因為這些故障無非是檢測開關(guān)、繼電器,、電磁閥的損壞或者機械執(zhí)行結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題,，這些問題基本都可以根據(jù)PLC程序，通過檢測其相應(yīng)的狀態(tài)來確認故障點,。而遇到一些系統(tǒng)故障時,，有時情況比較復雜，采用以下的方法及檢測原則可快速確認故障點,。   0 w4 m2 o/ b9 N# g! d( Q7 q　　利用交換法準確定位故障點   　　對于一些涉及到控制系統(tǒng)的故障,，有時不容易確認哪一部分有問題，在確保沒有進一步損壞的情況下,，用備用控制板代換被懷疑有問題的控制板,，是準確定位故障點的有效辦法，有時與其它機床上同類型控制系統(tǒng)的控制板互換會更快速診斷故障(這時要保證不會把好的板子損壞),。   3 _+ @  I+ p: V. T# U! X7 k" L : z1 i: B4 G/ G) ]! C
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如,，一臺采用美國BRYANT公司TEACHABLEⅢ系統(tǒng)的數(shù)控內(nèi)圓磨床,，一次出現(xiàn)故障，在E軸運動時,，出現(xiàn)報警："E AXIS EXCESS FOLLOWING ERROR",，這個報警的含義是E軸位移的跟隨誤差超出設(shè)定范圍。由于E軸一動就產(chǎn)生這個報警,，E軸無法回參考點,。手動移動E軸，觀察故障現(xiàn)象,，當E軸運動時,，屏幕上顯示E軸位移的變化，當從0走到14時,，屏幕上的數(shù)值突然跳變到471,。反向運動時也是如此，當達到-14時,，也跳變到471,。這時出現(xiàn)上述報警，進給停止,。經(jīng)分析可能是E軸位置反饋系統(tǒng)的問題,，這包括E軸編碼器、連接電纜,、數(shù)控系統(tǒng)的位控板以及數(shù)控系統(tǒng)CPU板等,，為了盡快發(fā)現(xiàn)問題，本著先簡單后復雜的原則,，首先更換位控板,，這時故障消除。這臺機床另一次X軸出現(xiàn)這個報警,，首先更換位控板,，故障沒有排除，因此懷疑編碼器的損壞可能性比較大,，當拆下編碼器時發(fā)現(xiàn),，其聯(lián)軸節(jié)已斷開，更換新的聯(lián)軸節(jié),，故障消除,。   0 V8 e/ L! G8 j% P  J* e % E8 Y# A# x) U$ p0 j7 E6 Y2 b1 z: i　　要本著先外圍后內(nèi)部、先機械后電氣,、先簡單后復雜,、先靜后動、先公用后專用、先查軟件后查硬件的原則檢查故障   ( N4 A/ z3 `  A4 w2 r, y2 g   o2 n; }* k& x% d0 d8 t* d- B　　對于數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)較復雜的故障,，特別是涉及到控制系統(tǒng)時,，應(yīng)用這些原則可簡化故障的診斷過程，避免走彎路,。有時這些原則應(yīng)該結(jié)合使用,，這樣才能使故障盡快排除。   ( V, v! t% A& K5 G) R; E; E" A　　如,，一臺采用SIEMENS 3系統(tǒng)的數(shù)控磨床,，在回參考點時，X軸找不到參考點,，最后出現(xiàn)X軸超限位報警，本著先外圍后內(nèi)部的原則,，首先檢查X軸的零點開關(guān),，正常沒有問題，觀察故障現(xiàn)象,，X軸壓上限位開關(guān)后,，也能減速；之后根據(jù)先簡單后復雜的原則,，先檢查NC系統(tǒng)的位控板,，因為反饋硬件采用的是光柵尺，所以在位控板上,，X軸,、Y軸各加了一塊EXE處理板，首先將X軸與Y軸的EXE板互換,，這時開機測試,，X軸回參考點正常，故障轉(zhuǎn)移到Y(jié)軸上,，Y軸找不到參考點,，故障現(xiàn)象相同，從而確認EXE板有問題,，更換EXE板故障消除,。   ) F# S! F: K0 V: M% v  g8 h9 ^9 i 　　如，一臺采用SIEMENS 810系統(tǒng)的數(shù)控淬火機床,，一次出現(xiàn)故障,，開機回參考點，走X軸時,，出現(xiàn)報警1680“SERVO ENABLE TRAV. AXIS X”,，手動走X軸也出現(xiàn)這個報警，檢測伺服裝置，發(fā)現(xiàn)有過載報警指示,。根據(jù)西門子說明書產(chǎn)生這個故障的原因是機械負載過大,、伺服控制電源出現(xiàn)問題、伺服電機出現(xiàn)故障等,，本著先機械后電氣的原則,，首先檢測X軸滑臺，手動盤動X軸滑臺,，發(fā)現(xiàn)非常沉,，盤不動，肯定是機械部分出現(xiàn)了問題,。將X軸滾珠絲杠拆下檢測,，發(fā)現(xiàn)滾珠絲杠已銹蝕，原來是滑臺密封不好,，淬火液進入滾珠絲杠,，造成滾珠絲杠的銹蝕，更換新的滾珠絲杠故障消除,。   2 }; S4 Z+ |9 X( l. ~- F % R5 r' L6 s( \- k9 @( |　　如,，一臺采用SIEMENS 3系統(tǒng)的數(shù)控磨床，一段時間在自動加工過程中,，經(jīng)常中途停止自動循環(huán),，并且出現(xiàn)報警114“SERVO LOOP HARDWARE”，指示Y軸伺服系統(tǒng)出現(xiàn)問題,，根據(jù)手冊說明,，是伺服測量反饋系統(tǒng)的問題。為了進一步確認故障,，本著先靜后動的原則,，機床開機回完參考點后，機床不進行任何操作處于等待狀態(tài),，這時機床并不出現(xiàn)報警,，當進行自動加工時，偶爾就出現(xiàn)這個報警,，并且每次都是在運動到190mm左右時出現(xiàn)報警,，因為這臺機床的X軸和Y軸的位置反饋采用的是光柵尺，其引出電纜與滑臺一同運動,，因此懷疑該電纜經(jīng)常運動而使一些信號線折斷,，在運動到一定位置時斷開產(chǎn)生報警，經(jīng)檢查證實了這一判斷,，更換新的電纜后,，故障消除,。這臺機床另一次出現(xiàn)這個故障，在靜止觀察時就出現(xiàn)這個報警,，因此懷疑控制板有問題,，將位控板上Y軸的EXE板與X軸的對換，這時開機測試,，故障轉(zhuǎn)移到X軸上,，說明原Y軸的EXE板損壞，更換新的EXE板故障消除,。   + a4 d) W6 m( t' k+ l* }8 Z# \

zhmd1232003

看過,，有點用處！

fywsch

看下,學習了...............

603107044

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