檢測(cè)數(shù)控設(shè)備故障方法說(shuō)明

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現(xiàn)在數(shù)控設(shè)備使用越來(lái)越廣泛，隨之而來(lái)的是如何保證設(shè)備的有效利用率，設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，要盡快將設(shè)備恢復(fù)正常使用。為了解決那個(gè)問(wèn)題，首先要求維修人員應(yīng)該有專門(mén)高的素養(yǎng)，不但要求具有豐富的專業(yè)知識(shí)，如機(jī)電一體化技術(shù)、計(jì)算機(jī)原理、數(shù)控技術(shù)、PLC技術(shù)、自控技術(shù)、拖動(dòng)原理、液壓技術(shù)等，還要掌握機(jī)械加工常識(shí)和數(shù)控裝置的簡(jiǎn)單編程，另外還要具有一定的英語(yǔ)水平，能夠閱讀英文技術(shù)資料。要有足夠的資料，包括機(jī)、電、液圖紙，機(jī)床參數(shù)備份，系統(tǒng)使用維修手冊(cè)，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(yàn)，掌握一定的維修方法。筆者從事數(shù)控設(shè)備維修多年，積存了一定的經(jīng)驗(yàn)，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(dāng)數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，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(shí)的情況，在可能的情況下觀看故障發(fā)生的過(guò)程，觀看故障是在什么情況下發(fā)生的，如何發(fā)生的，引起如何樣的后果。只有了解到第一手情況，才有利于故障的排除，把故障過(guò)程搞清了，問(wèn)題就解決一半了。搞清了故障現(xiàn)象，然后依照機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)的工作原理，就能夠?qū)ｉT(mén)快地確診問(wèn)題所在并將故障排除，使設(shè)備恢復(fù)正常使用。如，一臺(tái)采納美國(guó)BRYANT公司TEACHABLEⅢ系統(tǒng)的數(shù)控外圓磨床在自動(dòng)加工時(shí)，砂輪將修整器磨掉一塊。為了觀看故障現(xiàn)象并防止意外再次發(fā)生，將砂輪拆下運(yùn)行機(jī)床，這時(shí)再觀看故障現(xiàn)象，發(fā)覺(jué)在自動(dòng)磨削加工時(shí)，磨削正常沒(méi)有問(wèn)題，工件磨削完之后，修整砂輪時(shí)，砂輪正常進(jìn)給，而砂輪修整器旋轉(zhuǎn)特不快，專門(mén)快就壓上限位開(kāi)關(guān)，假如這時(shí)砂輪沒(méi)拆，確信砂輪又要撞到修整器上。依照機(jī)床的工作原理，砂輪修整器由E軸伺服電機(jī)帶動(dòng)，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(shí)，Z軸滑臺(tái)帶動(dòng)E軸修整器移動(dòng)到修整位置，修整器做30°~120°的擺動(dòng)來(lái)修整砂輪。我們多次觀看故障現(xiàn)象發(fā)覺(jué)，E軸在壓上限位開(kāi)關(guān)時(shí)，在屏幕上E軸的坐標(biāo)值只有60°左右，而實(shí)際位置大概在180°左右，顯然是位置反饋出現(xiàn)問(wèn)題，但更換了位控板和編碼器都沒(méi)有解決問(wèn)題。我們又通過(guò)反復(fù)的觀看和試驗(yàn)，發(fā)覺(jué)：E軸修整器在Z軸的邊緣時(shí)，回參考點(diǎn)和旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)都沒(méi)有問(wèn)題，要利用系統(tǒng)的報(bào)警信息現(xiàn)在數(shù)控系統(tǒng)的自診斷能力越來(lái)越強(qiáng)，設(shè)備的大部分故障數(shù)控系統(tǒng)都能夠診斷出來(lái)，并采取相應(yīng)的措施，如停機(jī)等，一般都能產(chǎn)生報(bào)警顯示。當(dāng)數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，有時(shí)在顯示器上顯示報(bào)警信息，有時(shí)在數(shù)控裝置上、PLC裝置上和驅(qū)動(dòng)裝置上還會(huì)有報(bào)警指示。這時(shí)要依照手冊(cè)對(duì)這些報(bào)警信息進(jìn)行分析，有些依照?qǐng)?bào)警信息就可直接確認(rèn)故障緣故，只要搞清報(bào)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(tái)采納德國(guó)SIEMENS810系統(tǒng)的數(shù)控溝道磨床，開(kāi)機(jī)后就產(chǎn)生1號(hào)報(bào)警顯示“BATTERYALARMPOWERSUPPLY”，專門(mén)明顯指示數(shù)控系統(tǒng)斷電愛(ài)護(hù)電池沒(méi)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(fù)位，機(jī)床恢復(fù)使用。另一臺(tái)采納SIEMENS3系統(tǒng)的數(shù)控磨床，開(kāi)機(jī)后屏幕沒(méi)有顯示，檢查數(shù)控裝置，發(fā)覺(jué)CPU板上一個(gè)發(fā)光二極管閃耀，依照講明書(shū)，分析其閃耀頻率，確認(rèn)為斷電愛(ài)護(hù)電池電壓低，更換電池后，重新啟動(dòng)系統(tǒng)故障消逝。如，一臺(tái)采納日本FANUC0TC系統(tǒng)的數(shù)控車床，出現(xiàn)2043號(hào)報(bào)警，顯示“HYD.PRESSUREDOWN"，指示液壓系統(tǒng)壓力低。依照?qǐng)?bào)警信息，對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行檢查，發(fā)覺(jué)液壓壓力確實(shí)專門(mén)低，對(duì)液壓壓力進(jìn)行調(diào)整使機(jī)床恢復(fù)了正常使用。另一些故障的報(bào)警信息并不能反映故障的全然緣故，而是反映故障的結(jié)果或者由此引起的其它問(wèn)題，這時(shí)要通過(guò)認(rèn)確實(shí)分析和檢查才能確定故障緣故，下面的方法對(duì)這類故障及沒(méi)有報(bào)警的一些故障的檢測(cè)是行之有效的。要利用數(shù)控系統(tǒng)的PLC狀態(tài)顯示功能許多數(shù)控系統(tǒng)都有PLC狀態(tài)顯示功能，如西門(mén)子3系統(tǒng)PC菜單下的PCSTATUS，西門(mén)子810系統(tǒng)DIAGNOSIS菜單下的PLCSTATUS功能，以及發(fā)那科0T系統(tǒng)DGNOSPARAM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(shí)器、計(jì)數(shù)器等的即時(shí)狀態(tài)和內(nèi)容。依照機(jī)床的工作原理和機(jī)床廠家提供的電氣原理圖，通過(guò)監(jiān)視相應(yīng)的狀態(tài)，就可確診一些故障。如，一臺(tái)采納日本FANUC0TC的數(shù)控車床，一次出現(xiàn)故障，開(kāi)機(jī)就出現(xiàn)2041號(hào)報(bào)警，指示X軸超限位的報(bào)警，但觀看X軸并沒(méi)有超限位，同時(shí)X軸的限位開(kāi)關(guān)也沒(méi)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(kāi)關(guān)的PMC輸入X0.0的狀態(tài)為“1”，開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)確實(shí)差不多接通，講明開(kāi)關(guān)出現(xiàn)了問(wèn)題，更換新的開(kāi)關(guān)后，機(jī)床故障消除。如，一臺(tái)采納日本MITSUBINSHIMELDASL3系統(tǒng)的數(shù)控車床，一次出現(xiàn)故障，刀塔不旋轉(zhuǎn)。依照刀塔的工作原理，刀塔旋轉(zhuǎn)時(shí)，首先靠液壓缸將刀塔浮起，然后才能旋轉(zhuǎn)。觀看故障現(xiàn)象，當(dāng)手動(dòng)按下刀塔旋轉(zhuǎn)的按鈕時(shí)，刀塔全然沒(méi)有反應(yīng)，也確實(shí)是講，刀塔沒(méi)有浮起，依照電氣原理圖，PLC的輸出Y4.4操縱繼電器K44來(lái)操縱電磁閥，電磁閥操縱液壓缸使刀塔浮起，首先通過(guò)NC系統(tǒng)的PLC狀態(tài)顯示功能，觀看Y4.4的狀態(tài)，當(dāng)按下手動(dòng)刀塔旋轉(zhuǎn)按鈕時(shí)，其狀態(tài)變?yōu)椤?”，沒(méi)有問(wèn)題，接著檢查發(fā)覺(jué)，是其操縱的直流繼電器K44的觸點(diǎn)損壞，更換新的繼電器，刀塔恢復(fù)了正常工作。要利用機(jī)床廠家提供的PLC梯形圖數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)的大部分故障差不多上通過(guò)PLC裝置檢查出來(lái)的，PLC檢測(cè)故障的機(jī)理確實(shí)是通過(guò)運(yùn)行機(jī)床廠家為特定機(jī)床編制的PLC梯形圖(即程序)，依照各種輸入、輸出狀態(tài)進(jìn)行邏輯推斷，假如發(fā)覺(jué)問(wèn)題，產(chǎn)生報(bào)警并在顯示器上產(chǎn)生報(bào)警信息。因此對(duì)一些PLC產(chǎn)生報(bào)警的故障，或一些沒(méi)有報(bào)警的故障，能夠通過(guò)分析PLC的梯形圖對(duì)故障進(jìn)行診斷，利用NC系統(tǒng)的梯圖顯示功能或者機(jī)外編程器在線跟蹤梯形圖的運(yùn)行，可提高診斷故障的速度和準(zhǔn)確性。如，一臺(tái)采納SIEMENS810系統(tǒng)的數(shù)控磨床，一次出現(xiàn)故障，開(kāi)機(jī)后機(jī)床不回參考點(diǎn)同時(shí)沒(méi)有故障顯示，檢查操縱面板發(fā)覺(jué)分度裝置落下的指示燈沒(méi)亮，這臺(tái)機(jī)床為了安全起見(jiàn)，只要分度裝置沒(méi)落下，機(jī)床的進(jìn)給軸就不能運(yùn)動(dòng)。但檢查分度裝置，差不多落下沒(méi)有問(wèn)題。依照機(jī)床廠家提供PLC梯形圖，PLC的輸出A7.3操縱面板上的分度裝置落下指示燈。用編程器在線觀看梯形圖的運(yùn)行，發(fā)覺(jué)F143.4沒(méi)有閉合，致使A7.3的狀態(tài)為“0”。F143.4指示工件分度臺(tái)在落下位置，接著檢查發(fā)覺(jué)由于輸入E13.2沒(méi)有閉合導(dǎo)致F143.4的狀態(tài)為“0”。依照電氣原理圖，PLC輸入E13.2接的是檢測(cè)工件分度裝置落下的接近開(kāi)關(guān)36PS13，將分度裝置拆開(kāi)，發(fā)覺(jué)機(jī)械裝置有問(wèn)題，不能帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)接近開(kāi)關(guān)的機(jī)械裝置運(yùn)動(dòng)，因此E13.2始終不能閉合。將機(jī)械裝置維修好后，機(jī)床恢復(fù)了正常使用。一臺(tái)采納SIEMENS3TT系統(tǒng)的數(shù)控銑床，在自動(dòng)循環(huán)加工過(guò)程中，工件已加工完畢，工作臺(tái)剛要旋轉(zhuǎn)，主軸還沒(méi)有退到位，這時(shí)第二工位主軸停轉(zhuǎn)，自動(dòng)循環(huán)中斷，產(chǎn)生報(bào)警F97“SPINDLE1SPEEDNOTOKSTATION2”和F98“SPINDLE2SPEEDNOTOKSTATION2”，表示第二工位兩個(gè)主軸速度不正常。但對(duì)主軸系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)并沒(méi)有發(fā)覺(jué)問(wèn)題。為了確定故障緣故，用機(jī)外編程器動(dòng)態(tài)監(jiān)視機(jī)床PLC梯形圖的運(yùn)行，依照邏輯關(guān)系進(jìn)行檢查，最后發(fā)覺(jué)是第二工位的工件卡緊液壓壓力開(kāi)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(hào)瞬間變成“0”信號(hào)，緊接著又變成“1”信號(hào)，E21.1接的是壓力開(kāi)關(guān)P21.1，它的狀態(tài)變成“0”，信號(hào)指示工件沒(méi)有卡緊，因此主軸停轉(zhuǎn)，自動(dòng)循環(huán)停止。由于工件的卡緊是由液壓來(lái)完成的，對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行檢查，發(fā)覺(jué)壓力有些不穩(wěn)，對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，使之穩(wěn)定，機(jī)床恢復(fù)了正常工作。那個(gè)故障的報(bào)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(méi)有反映液壓不穩(wěn)的故障根源。以上兩種方法對(duì)機(jī)床側(cè)故障的檢測(cè)是特不有效的，因?yàn)檫@些故障無(wú)非是檢測(cè)開(kāi)關(guān)、繼電器、電磁閥的損壞或者機(jī)械執(zhí)行結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問(wèn)題，這些問(wèn)題差不多都能夠依照PLC程序，通過(guò)檢測(cè)其相應(yīng)的狀態(tài)來(lái)確認(rèn)故障點(diǎn)。而遇到一些系統(tǒng)故障時(shí)，有時(shí)情況比較復(fù)雜，采納以下的方法及檢測(cè)原則可快速確認(rèn)故障點(diǎn)。利用交換法準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)關(guān)于一些涉及到操縱系統(tǒng)的故障，有時(shí)不容易確認(rèn)哪一部分有問(wèn)題，在確保沒(méi)有進(jìn)一步損壞的情況下，用備用操縱板代換被懷疑有問(wèn)題的操縱板，是準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)的有效方法，有時(shí)與其它機(jī)床上同類型操縱系統(tǒng)的操縱板互換會(huì)更快速診斷故障(這時(shí)要保證可不能把好的板子損壞)。如，一臺(tái)采納美國(guó)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(yùn)動(dòng)時(shí)，出現(xiàn)報(bào)警："EAXISEXCESSFOLLOWINGERROR"，那個(gè)報(bào)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(dòng)就產(chǎn)生那個(gè)報(bào)警，E軸無(wú)法回參考點(diǎn)。手動(dòng)移動(dòng)E軸，觀看故障現(xiàn)象，當(dāng)E軸運(yùn)動(dòng)時(shí)，屏幕上顯示E軸位移的變化，當(dāng)從0走到14時(shí)，屏幕上的數(shù)值突然跳變到471。反向運(yùn)動(dòng)時(shí)也是如此，當(dāng)達(dá)到-14時(shí)，也跳變到471。這時(shí)出現(xiàn)上述報(bào)警，進(jìn)給停止。經(jīng)分析可能是E軸位置反饋系統(tǒng)的問(wèn)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)覺(jué)問(wèn)題，本著先簡(jiǎn)單后復(fù)雜的原則，首先更換位控板，這時(shí)故障消除。這臺(tái)機(jī)床另一次X軸出現(xiàn)那個(gè)報(bào)警，首先更換位控板，故障沒(méi)有排除，因此懷疑編碼器的損壞可能性比較大，當(dāng)拆下編碼器時(shí)發(fā)覺(jué)，其聯(lián)軸節(jié)已斷開(kāi)，更換新的聯(lián)軸節(jié)，故障消除。要本著先外圍后內(nèi)部、先機(jī)械后電氣、先簡(jiǎn)單后復(fù)雜、先靜后動(dòng)、先公用后專用、先查軟件后查硬件的原則檢查故障

關(guān)于數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)較復(fù)雜的故障，特不是涉及到操縱系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)用這些原則可簡(jiǎn)化故障的診斷過(guò)程，幸免走彎路。有時(shí)這些原則應(yīng)該結(jié)合使用，如此才能使故障盡快排除。如，一臺(tái)采納SIEMENS3系統(tǒng)的數(shù)控磨床，在回參考點(diǎn)時(shí)，X軸找不到參考點(diǎn)，最后出現(xiàn)X軸超限位報(bào)警，本著先外圍后內(nèi)部的原則，首先檢查X軸的零點(diǎn)開(kāi)關(guān)，正常沒(méi)有問(wèn)題，觀看故障現(xiàn)象，X軸壓上限位開(kāi)關(guān)后，也能減速；之后依照先簡(jiǎn)單后復(fù)雜的原則，先檢查NC系統(tǒng)的位控板，因?yàn)榉答佊布杉{的是光柵尺，因此在位控板上，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(shí)開(kāi)機(jī)測(cè)試，X軸回參考點(diǎn)正常，故障轉(zhuǎn)移到Y(jié)軸上，Y軸找不到參考點(diǎn)，故障現(xiàn)象相同，從而確認(rèn)EXE板有問(wèn)題，更換EXE板故障消除。如，一臺(tái)采納SIEMENS810系統(tǒng)的數(shù)控淬火機(jī)床，一次出現(xiàn)故障，開(kāi)機(jī)回參考點(diǎn)，走X軸時(shí)，出現(xiàn)報(bào)警1680“SERVOENABLETRAV.AXISX”，手動(dòng)走X軸也出現(xiàn)那個(gè)報(bào)警，檢測(cè)伺服裝置，發(fā)覺(jué)有過(guò)載報(bào)警指示。依照西門(mén)子講明書(shū)產(chǎn)生那個(gè)故障的緣故是機(jī)械負(fù)載過(guò)大、伺服操縱電源出現(xiàn)問(wèn)題、伺服電機(jī)出現(xiàn)故障等，本著先機(jī)械后電氣的原則，首先檢測(cè)X軸滑臺(tái)，手動(dòng)盤(pán)動(dòng)X軸滑臺(tái)，發(fā)覺(jué)特不沉，盤(pán)不動(dòng)，確信是機(jī)械部分出現(xiàn)了問(wèn)題。將X軸滾珠絲杠拆下檢測(cè)，發(fā)覺(jué)滾珠絲杠已銹蝕，原來(lái)是滑臺(tái)密封不行，淬火液進(jìn)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。如，一臺(tái)采納SIEMENS3系統(tǒng)的數(shù)控磨床，一段時(shí)刻在自動(dòng)加工過(guò)程中，經(jīng)常中途停止自動(dòng)循環(huán)，同時(shí)出現(xiàn)報(bào)警114“SERVOLOOPHARDWARE”，指示Y軸伺服系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，依照手冊(cè)講明，是伺服測(cè)量反饋系統(tǒng)的問(wèn)題。為了進(jìn)一步確認(rèn)故障，本著先靜后動(dòng)的原則，機(jī)床開(kāi)機(jī)回完參考點(diǎn)后，機(jī)床不進(jìn)行任何操作處于等待狀態(tài)，這時(shí)機(jī)床并不出現(xiàn)報(bào)警，當(dāng)進(jìn)行自動(dòng)加工時(shí)，間或就出現(xiàn)那個(gè)報(bào)警，同時(shí)每次差不多上在運(yùn)動(dòng)到190mm左右時(shí)出現(xiàn)報(bào)警，因?yàn)檫@臺(tái)機(jī)床的X軸和Y軸的位置反饋采納的是光柵尺，其引出電纜與滑臺(tái)一同運(yùn)動(dòng)，因此懷疑該電纜經(jīng)常運(yùn)動(dòng)而使一些信號(hào)線折斷，在運(yùn)動(dòng)到一定位置時(shí)斷開(kāi)產(chǎn)生報(bào)警，經(jīng)檢查證實(shí)了這一推斷，更換新的電纜后，故障消除。這臺(tái)機(jī)床另一次出現(xiàn)那個(gè)故障，在靜止觀看時(shí)就出現(xiàn)那個(gè)報(bào)警，因此懷疑操縱板有問(wèn)題，將位控板上Y軸的EXE板與X軸的對(duì)換，這時(shí)開(kāi)機(jī)測(cè)試，故障轉(zhuǎn)移到X軸上，講明原Y軸的EXE板損壞，更換新的EXE板故障消除。上面介紹了幾種檢測(cè)數(shù)控設(shè)備故障的常用方法，還會(huì)有許多其它方法，但解決數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)的問(wèn)題最關(guān)鍵的也是最核心的是應(yīng)