① 數控機床電氣部分都有什麼故障,
數控的故障很多種的。常見的有這幾種:
(1)電源:電源是維修系統乃至整個機床正常工作的能量來源,它的失效或者故障輕者會丟
失數據、造成停機。重者會毀壞系統局部甚至全部。西方國家由於電力充足,電網質量高,因此其電氣系統的電源設計考慮較少,這對於我國有較大波動和高次諧波的電力供電網來說就略顯不足,再加上某些人為的因素,難免出現由電源而引起的故障。我們在設計數控機床的供電系統時應盡量做到:
①提供獨立的配電箱而不與其他設備串用。
②電網供電質量較差的地區應配備三相交流穩壓裝置。
③電源始端有良好的接地。
④進入數控機床的三相電源應採用三相五線制,中線(N)與接地(PE)嚴格分開。
⑤電櫃內電器件的布局和交、直流電線的敷設要相互隔離。
(2)數控系統位置環故障:
①位置環報警。可能是位置測量迴路開路;測量元件損壞;位置控制建立的介面信號不存在等。
②坐標軸在沒有指令的情況下產生運動。可能是漂移過大;位置環或速度環接成正反饋;反饋接線開路;測量元件損壞。
(3)機床坐標找不到零點。可能是零方向在遠離零點;編碼器損壞或接線開路;光柵零點標
記移位;回零減速開關失靈。
(4)機床動態特性變差:工件加工質量下降,甚至在一定速度下機床發生振動。這其中有很
大一種可能是機械傳動系統間隙過大甚至磨損嚴重或者導軌潤滑不充分甚至磨損造成的;對於電氣控制系統來說則可能是速度環、位置環和相關參數已不在最佳匹配狀態,應在機械故障基本排除後重新進行最佳化調。
(5)偶發性停機故障。這里有兩種可能的情況:一種情況是如前所述的相關軟體設計中的問題造成在某些特定的操作與功能運行組合下的停機故障,一般情況下機床斷電後重新通電便會消失;另一種情況是由環境條件引起的,如強力干擾(電網或周邊設備)、溫度過高、濕度過大等。這種環境因素往往被人們所忽視,例如南方地區將機床置於普通廠房甚至靠近敞開的大門附近,電櫃長時間開門運行,附近有大量產生粉塵、金屬屑或水霧的設備等等。這些因素不僅會造成故障,嚴重的還會損壞系統與機床,務必注意改善。
② 數控機床的常見故障及維護
數控機床全部或部分喪失了規定的功能的現象稱為數控機床的故障。
數控機床是機電一體化的產物,技術先進、結構復雜。數控機床的故障也是多種多樣、各不相同,故障原因一般都比較復雜,這給數控機床的故障診斷和維修帶來不少困難。為了便於機床的故障分析和診斷,本節按故障的性質、故障產生的原因和故障發生的部位等因素大致把數控機床的故障劃分為以下幾類。
1、按數控機床發生的故障性質分類
(1)系統性故障
這類故障是指只要滿足一定的條件,機床或者數控系統就必然出現的故障。例如電網電壓過高或者過低,系統就會產生電壓過高報警或者過低報警;切削量過大時,就會產生過載報警等。
例如一台採用SINUMERIK810
系統的數控機床在加工過程中,系統有時自動斷電關機,重新啟動後,還可以正常工作。根據系統工作原理和故障現象懷疑故障原因是系統供電電壓波動,測量系統電源模塊上的24V輸人電源,發現為22.3V左右,當機床加工時,這個電壓還向下波動,特別是切削量大時,電壓下降就大,有時接近21V,這時系統自動斷電關機,為了解決這個問題,更換容量大的24V電源變壓器將這個故障徹底消除。
(2)隨機故障
這類故障是指在同樣條件下,只偶爾出現一次或者二次的故障。要想人為地再現同樣的故障則是不容易的,有時很長時間也很難再遇到一次。這類故障的分析和診斷是比較困難的。一般情況下,這類故障往往與機械結構的松動、錯位,數控系統中部分元件工作特性的漂移、機床電氣元件可靠性下降有關。
例如一台數控溝槽磨床,在加工過程中偶爾出現問題,磨溝槽的位置發生變化,造成廢品。分析這台機床的工作原理,在磨削加工時首先測量臂向下擺動到工件的卡緊位置,然後工件開始移動,當工件的基準端面接觸到測量頭時,數控裝置記錄下此時的位置數據,然後測量臂抬起,加工程序繼續運行。數控裝置根據端面的位置數據,在距端面一定距離的位置磨削溝槽,所以溝槽位置不準與測量的准確與否有非常大的關系。因為不經常發生,所以很難觀察到故障現象。因此根據機床工作原理,對測量頭進行檢查並沒有發現問題;對測量臂的轉動檢查時發現旋轉軸有些緊,可能測量臂有時沒有精確到位,使測量產生誤差。將旋轉軸拆開檢查發現已嚴重磨損,製作新備件,更換上後再也沒有發生這個故障。
③ 數控機床的常見故障及維護是是什麼
2、按故障類型分類
按照機床故障的類型區分,故障可分為機械故障和電氣故障。
(1)機械故障
這類故障主要發生在機床主機部分,還可以分為機械部件故障、液壓系統故障、氣動系統故障和潤滑系統故障等。
例如一台採用SINUMERIK 810系統的數控淬火機床開機回參考點、走X軸時,出現報警1680「SERVOENABLETRAV.AXISX",手動走X軸也出現這個報警,檢查伺服裝置,發現有過載報警指示。根據西門子說明書產生這個故障的原因可能是機械負載過大、伺服控制電源出現問題、伺服電動機出現故障等。本著先機械後電氣的原則,首先檢測X軸滑台,手動盤動X軸滑台,發現非常沉,盤不動,說明機械部分出現了問題。將X軸滾珠絲杠拆下檢查,發現滾珠絲杠已銹蝕,原來是滑台密封不好,淬火液進人滾珠絲杠,造成滾珠絲杠的銹蝕,更換新的滾珠絲杠,故障消除。
(2)電氣故障
電氣故障是指電氣控制系統出現的故障,主要包括數控裝置、PLC控制器、伺服單元、CRT顯示器、電源模塊、機床控制元件以及檢測開關的故障等。這部分的故障是數控機床的常見故障,應該引起足夠的重視。
3、按數控機床發生的故障後有無報警顯示分類
按故障產生後有無報警顯示,可分為有報警顯示故障和無報警顯示故障兩類。
(1)有報警顯示故障
這類故障又可以分為硬體報警顯示和軟體報警顯示兩種。
1)硬體報警顯示的故障。硬體報警顯示通常是指各單元裝置上的指示燈的報警指示。在數控系統中有許多用以指示故障部位的指示燈,如控制系統操作面板、CPU主板、伺服控制單元等部位,一旦數控系統的這些指示燈指示故障狀態後,根據相應部位上的指示燈的報警含義,均可以大致判斷故障發生的部位和性質,這無疑會給故障分析與診斷帶來極大好處。因此維修人員在日常維護和故障維修時應注意檢查這些指示燈的狀態是否正常。
2)軟體報警顯示的故障。軟體報警顯示通常是指數控系統顯示器上顯示出的報警號和報警信息。由於數控系統具有自診斷功能,一旦檢查出故障,即按故障的級別進行處理,同時在顯示器上顯示報警號和報警信息。
軟體報警又可分為NC報警和PLC報警,前者為數控部分的故障報警,可通過報警號,在《數控系統維修手冊》上找到這個報警的原因與怎樣處理方面的內容,從而確定可能產生故障的原因;後者的PLC報警的報警信息來自機床製造廠家編制的報警文本,大多屬於機床側的故障報警,遇到這類故障,可根據報警信息,或者PLC用戶程序確診故障。
(2)無報警顯示的故障
這類故障發生時沒有任何硬體及軟體報警顯示,因此分析診斷起來比較困難。對於沒有報警的故障,通常要具體問題具體分析。遇到這類問題,要根據故障現象、機床工作原理、數控系統工作原理、PLC梯形圖以及維修經驗來分析診斷故障。
例如一台數控淬火機床經常自動斷電關機,停一會再開還可以工作。分析機床的工作原理,產生這個故障的原因一般都是系統保護功能起作用,所以首先檢查系統的供電電壓為24V,沒有間題;在檢查系統的冷卻裝置時,發現冷卻風扇過濾網堵塞,出故障時恰好是夏季,系統因為溫度過高而自動停機,更換過濾網,機床恢復正常使用。
又如一台採用德國SINUMERIK 810系統的數控溝槽磨床,在自動磨削完工件、修整砂輪時,帶動砂輪的Z軸向上運動,停下後砂輪修整器並沒有修整砂輪,而是停止了自動循環,但屏幕上沒有報警指示。根據機床的工作原理,在修整砂輪時,應該噴射冷卻液,冷卻砂輪修整器,但多次觀察發生故障的過程,卻發現沒有切削液噴射。切削液電磁閥控制原理圖如圖所示,在出現故障時利用數控系統的PLC狀態顯示功能,觀察控制切削液噴射電磁閥的輸出Q4.5,其狀態為「1」,沒有問題,根據電氣原理圖它是通過直流繼電器K45來控制電磁閥的,檢查直流繼電器K45也沒有問題,接著檢查電磁閥,發現電磁閥的線圈上有電壓,說明問題是出在電磁閥上,更換電磁閥,機床故障消除。
④ 數控機床維修問題
1 數控機床故障的分類
常見故障按產生原因分為機械故障和電氣故障兩類。所以,維修中首先要判斷是機械故障還是電氣故障,先檢查電氣系統看程序能否正常運行,功能鍵是否正常,有無報警現象等,再檢查是否有缺相、過流、欠壓或運動異常等現象。根據上述情況,則可初步判斷故障原因在機械方面還是在電氣方面。
2 典型故障的診斷與排除方法
2.1 常規檢查法 ①報警處理:數控系統發生故障時,一般在操作面板上給出故障信號和相應的信息。通常系統的操作手冊或調整手冊中都有詳細的報警內容和處理方法。同時可以利用操作面板或編程器根據電路圖和PLC 程序,查出相應的信號狀態,按邏輯關系找出故障點進行處理。②無報警或無法報警的故障處理:當系統無法運行,停機或系統沒有報警但工作不正常時,需要根據故障發生前後的系統狀態信息,運用已掌握的理論基礎,進行分析,做出正確的判斷。這種利用可編程式控制制器進行PLC中斷狀態分析,其中斷原因以中斷堆棧的方式記憶。
例如:一台SCHIESS VMG6 7軸五連動數控機床,採用西門子840D系統其可編程式控制制器S7300在運行中產生中斷故障,利用系統診斷中斷堆棧的方法可以十分迅速的找到故障原因,通過SIMATIC Manager 訪問這一功能,選擇菜單功能PLC->Diagnostic/setting->Mole Information->Diagnostic Buffer,可打開診斷緩沖器,診斷緩沖器中按先後順序存儲著所有可用於系統診斷的事件。選中了一個事件後,在「Dtails on Event"信息框中可以看到關於該事件的詳細說明:事件(ID)代號和事件號、塊類型和號碼,根據事件,如導致該事件的指令的相對STL行地址。單擊〖Help on Event〗按鈕,可打開事件幫助信息窗口。單擊〖Open Block〗按鈕,可在線打開CPU中出現中斷的塊,如利用這種方法在實際維修工作中是十分迅速有效的。維修人員應當充分熟悉系統的自診斷功能的一些特殊處理方法。這樣就會少走彎路,較快排除故障。
2.2 初始化法 一般情況下,由於瞬時故障引起的系統報警,可用硬體復位或開關系統電源依次清除故障;若系統工作存貯區由於掉電、拔插線路板或電池欠壓造成混亂,則必須對系統進行初始化清除。
例如:一台德國PFH100KW-6米數控龍門銑鏜床採用西門子840C數控系統,由於系統工作存貯區混亂,開關後只定在一個初始化界面,系統根本無法進入,一般性復位無效,必須對系統進行初始化清除,就採用了初始化復位法,進入〖start up〗菜單->利用〖general reset mode information on startup〗->選擇〖end gen reset mode〗進行這種特殊的復位法之後,系統才能重啟進行正常操作,故障解除。
2.3 參數修正法 在數控機床維修中,有時要利用某些參數來調整機床,有些參數要根據機床的運行狀態進行必要的修正,這種方法與機械維修相配合是十分有效的。例如:一台法國Forestφ250數控落地鏜採用NUM1060系統爬行嚴重,雖進行了X軸導軌的大修但此方向立柱的運行仍無法滿足加工要求,原因是前導軌已經嚴重研傷,在機械調節能力有限的基礎上試著進行參數更改,將P21 Servo-system loop gain coefficient伺服系統的位置環增益系數逐漸修調,NUM機床參數的設置步驟及操作方法介紹如下:①上電後按軟鍵Fll-SELECT THE UTILITY②選擇0項ACCESS TO UTILITY PROGRAMMES③選擇第5項SETUP DATA④這時出現畫面WARNING MACHINE CONTROL WILL BE STOPPED WHENCHANGING PARAMETES OK?(Y/N),鍵人Y字母⑤出現畫面MACHINE SETUP DATA 0 DISPLAY 1 CHANGE……,如果更改請鍵入1⑥出現PARAMETER?如果更改參數P21則鍵入P21⑦出現該參數後將游標移到字按#鍵入參數值回車即可⑧按鍵CTRL+X Off系統復位退出參數設定即可。經多次調試P21數值由950最終降為700後機床爬行故障得到好轉,保證了生產的進行。所以維修人員要多查資料多了解機床各種參數的意義及參數更改的方法。這樣就可以在機械調節能力一定的基礎上通過修改NC數據使機床的性能得到更好更大的發揮,提高它的加工精度。
3 數控機床電氣、液壓和冷卻潤滑系統的保養
3.1 電氣系統的保養
3.1.1 清除電氣櫃內的積灰,保持電路板、電氣元件表面干凈。由於環境溫度過高,數控櫃內一般都要加裝空調裝置。安裝空調後,數控系統的可靠性有明顯的提高。
3.1.2 機床周圍電器 檢查機床各部件之間連接導線、電纜不得被腐蝕與破損,發現隱患後及時處理,以防止短路、斷路。緊固好接線端子和電器元件上的壓線螺釘,使接線頭牢固可靠。
3.1.3 機床電源 檢查數控系統供電是否正常,電壓波動是否在允許范圍之內,整個數控電氣系統接地是否良好可靠。接地可靠是系統防止干擾、工作可靠的保證。
例如:一台美國AB的10×40米數控車銑床在調試過程中發現,機床通訊經常突然中斷很異常,通過檢查發現電控框屏蔽層接地不好,使程序信號受干擾引起失真,是導致上述問題的原因,將電纜屏蔽層、機床配電櫃元器件良好接地後故障排除。
3.2 液壓系統的保養 要定期對油箱內的油液進行更換,且有時機床油號的選擇也要由工作現場的環境溫度,油路系統不同而定。定期檢查更換密封件,清洗油箱和管路,防止液壓系統泄漏。檢查系統的雜訊、振動、壓力、溫度等是否正常,將故障排除在萌芽狀態。
3.3 冷卻潤滑系統保養 檢查導軌潤滑油箱的油量,潤滑油泵是否能定時啟動、停止。定期檢查油泵、清洗過濾器、油箱、更換潤滑油。如切削液太臟,應清洗切削液箱、更換切削液。在使用過程中,因此,要求除了掌握數控機床的性能及精心操作外,還要注意消除各種不利的影響因素。
應該強調的是,雖然數控機床的系統種類繁多,但是各類數控機床的保養方法基本相同。只要操作者與維修人員做到認真操作,精心維護,就可以及時發現和消除隱患,減少維修費用,從而保證了數控機床更長時間安全可靠的運行,切實貫徹了設備管理以防為主的主導思想,從而有效的保證和提高了企業的經濟效益。
⑤ ca6140車床常見的電氣故障有哪些
CA6140車床常見電氣故障分析與檢修
1.主軸電動機M1不能啟動
(1)檢查接觸器KM是否吸合,如果接觸器KM吸合,則故障必然發生在電源電路和主電路上。可按下列步驟檢修:①合上斷路器QF,用萬用表測接觸器受電端U11、V11、W11點之間的電壓,如果電壓是380V,則電源電路正常。當測量U11與W11之間無電壓時,在測量U11與W10之間有無電壓,如果無電壓,則FU(L3)熔斷或連線斷路;否則,故障是斷路器QF(L3相)接觸不良或連線斷路。修復措施:查明損壞原因,更換相同規格和型號的熔體、斷路器及連接導線。
②斷開斷路器QF,用萬用表電阻R×1擋測量接觸器輸出端U12、V12、W12點之間的電阻值。如果阻值較小且相等,說明所測電路正常;否則依次檢查FR1、電動機M1以及它們之間的連線。修補措施:查明損壞原因,修復或更換同規格、同型號的熱繼電器FR1、電動機M1及之間的連線。
③檢查接觸器KM主觸頭是否良好,如果接觸不良或燒壞,則更換動、靜觸頭或相同規格的接觸器。
④檢查電動機機械部分是否良好,如果電動機內部軸承等損壞,應更換軸承;如果外部機械有問題,可配合機械鉗工進行維修。
(2)若接觸器KM不吸合,可按下列步驟檢修:首先檢查KA2是否吸合,若吸合說明KM和KA2的公共控制電路部分正常,故障范圍在KM的線圈部分支路;若KA2也不吸合,就要看照明燈和信號燈是否亮,若照明燈和信號燈亮,說明故障范圍在控制線路上。
2.主軸電動機M1啟動後不能自鎖
當按下啟動按鈕SB2時,主軸電動機啟動運轉,但松開SB2後,M1也隨之停轉。造成這種故障的原因是接觸器KM的自鎖觸頭接觸不良或連接導線松脫,這時只要將接觸器KM的自鎖觸點進行修整或更換即可排除故障。
3.主軸電動機M1不能停車
造成這種故障的原因多是接觸器KM的鐵心極面上的油污使上下鐵心不能釋放或KM1的主觸頭發生熔焊;停止按鈕SB1擊穿或線路中5、6兩點連接導線短路。應切斷電源,清潔鐵心極面的污垢或更換觸點,即可排除故障。
4.刀架快速移動電動機不能啟動
首先檢查FU1熔絲是否熔斷;其次檢查中間繼電器KA2觸頭的接觸是否良好;若無異常或按下SB3時,繼電器KA2不吸合,則故障必定在控制線路中。這時依次檢查熱繼電器FR1常閉觸頭、點動按鈕SB3及繼電器KA2的線圈是否有斷路現象。
5.主軸電動機在運行中突然停車
這種故障的主要原因是由於熱繼電器FR1動作。發生這種故障後,一定要找出熱繼電器FR1動作的原因,排除後才能使其復位。引起熱繼電器FR1動作的原因可能是:三相電源電壓不平衡;電源電壓較長時間過低;負載過大以及M1的連接導線接觸不良等。
在檢修CA6140 車床電氣故障時,不僅要熟悉車床電氣控制線路的結構和工作原理,而且還要熟練掌握檢修方法和靈活使用電工儀表,這樣才能准確迅速地找出故障點,順利排除電氣故障。
⑥ 一台數控機床在沒有任何電路原理圖的情況下如何修理
大致上說,先要分清是哪一類問題。
首先是數控系統。能不能正常啟動。不能正常啟動,要先檢查需要的電源是否正常。電源正常又不能啟動,系統一般除了問題。這個只能找數控系統廠家。
如系統正常啟動,機床不正常。要根據報警,確定是系統設置的問題,還是外部問題。設置問題需要熟悉數控系統調試設置的人才能操作。
外部問題也要先確定大致位置,要根據報警確定問題是在驅動系統、測量系統還是PLC控制等。
前提條件都是要熟悉機床電氣結構,否則,不熟的人員還是很難下手的。
建議還是先和機床製造商聯系一下,看能不能獲得些資料或技術指導。
⑦ 數控車床對電源有哪些要求
1.數控車床機械手設備對於工作環境的要求精密數控車床機械手設備一般有恆溫環境的要求,只有在恆溫條件下,才能確保機械手精度和工作位置精度。一般普通型機械手對室溫沒有具體要求,但大量實踐表明,當室溫過高時數控系統的故障率大大增加。
2.電網電壓波動應該控制在 10%~-15%之間,而我國電源波動較大,質量差,還隱藏有如高頻脈沖這一類的干擾,加上人為的因素(如突然拉閘斷電等)。電高峰期間,例如白天上班或下班前的一個小時左右以及晚上,往往超差較多,甚至達到±20%。使車床機械手報警而無法進行正常工作,並對車床機械手電筒源系統造成損壞。甚至導致有關參數數據的丟失等。
⑧ 數控機床常見故障有哪些
數控機床故障診斷有故障檢測、故障判斷及隔離和故障定位三個階段。第一階段的故障檢測就是對數控機床進行測試,判斷是否存在故障;第二階段是判定故障性質,並分離出故障的部件或模塊;第三階段是將故障定位到可以更換的模塊或印製線路板,以縮短修理時間。為了及時發現系統出現的故障,快速確定故障所在部位並能及時排除,要求故障診斷應盡可能少且簡便,故障診斷所需的時間應盡可能短。為此,可以採用以下的診斷方法:
1、採用測量的方法
數控機床數控系統為了調整、維修的便利,一般在進行印製電路板製造時,都設置有檢測用的測量端子,可利用這一設備進行故障的分析,查找和判斷,參照電氣原理圖和控制系統的邏輯圖等資料,沿著發生故障的通道,一步一步地測量,直到找到故障點為止。
採用測量法要求維修人員要較好的掌握電路圖和邏輯圖,真正了解電氣元器件的實際位置,而且採用測量法查找故障不一定要從起點一直測量到終點,可採用優選法進行,這樣可以節省大量時間。
2、採用檢查參數的方法
參數直接影響著數控機床的性能,它是保證數控機床正常運行的前提條件,造成參數出現問題的原因一般有以下幾種情況,一種情況是當電池電力不足或是受到外力干擾時,容易造成部分參數的丟失或變化,進而導致數控機床無法正常工作,這時只要及時的調整、核對參數就可以把故障排除掉;一種情況是在數控機床長期閑置不用的情況下,也容易造成參數的丟失,應對措施就是檢查和恢復參數;還有一種情況是由於數控機床在長期的運行過程中,造成機械運動部件的磨損,電氣元器件性能發生了變化,造成了參數也出現調整的情況,這種情況下,及時把參數修正過來就好。
3、採用查找信息的方法
當數控機床出現故障時,可根據自診斷信息、報警信息、查閱說明書有關的處理方法,快速解決故障,恢復機床的正常運行,例如,當數控機床的存貯器溢出的時候,這是可查閱相關說明書,按照說明書上的處理步驟,將讀寫開關打開,刪除貯存器內容,重新輸入程序,問題就得到了快速解決。
4、可採用替換備件的方法
如果數控機床發生了故障且無報警信息,這種情況下,可在大致分析故障起因的基礎上,利用備用的印刷電路板、集成電路晶元或元器件替換有疑點的部分,這樣做的好處就是可以把故障范圍縮小到印刷線路板或晶元以及,為故障的查找節約了時間,現在很多數控機床的維修中都採用這種方法進行診斷,然後用備件替換損壞模塊,使數控機床迅速恢復正常運轉的狀態。
5、直觀檢查法,直觀檢查法是故障分析必用的方法,它是利用感官,通過採取詢問、目視、觸摸、通電等辦法來進行檢查。這種方法具有很多的局限性,比如,一些技術人員僅僅靠自身的主觀想法和經驗來進行狹隘的判斷。
6、儀器檢查法,這種方法是使用常規的電工儀表,對每個組的交流、直流電源電壓以及相關直流進行測量,找出故障所在。比如,用萬用表來對各個電源的狀態進行檢查,或者對電路板上設置的相關信號狀態進行測量。
7、信號和報警指示分析法,在數控系統和給進伺服系統、電氣裝置中安裝故障指示燈,結合指示燈的狀態以及相應的功能說明,以及指示的內容來對故障進行排除。
8、介面狀態檢查法,將PLC集成在其中,在CNC和PLC之間形成介面信號,並且相互進行連接。一部分故障是由於介面信號遺忘、錯誤而造成的。這些介面信號有一部分可以在介面板、輸出板上進行顯示,或者用PlC編程器調出。
⑨ 數控機床電源故障都有哪些情況分析
多年的數控機床維修經驗證實,在故障總數中,由電源引發的故障佔了相當大的比例。數控機床電源故障中很多屬於機床用戶有能力自行排除的器件損壞故障,其領域已屬於片級修理。
1、數控機床電源
把數控機床所使用的電源分成了三級,從一次電源到三次電源,依次為派生關系,其造成的故障頻次和難度也依次增加。具體分級如下:
(1)一次電源。一次電源即由車間電網供給的三相380V電源,它是數控機床工作的總能源供給。要求該電源要穩定,一般電壓波動范圍要控制在5%~10%,並且要無高頻干擾。
(2)二次電源。由三相電源經變壓器從一次電源派生。其用途主要有:
1)派生的單相交流220V、交流1l0V,供電給CNC單元及顯示器單元,做為熱交換器、機床控制迴路和開關電源的電源。
2)有的數控機床派生的三相低電壓做直流24V整流橋塊的電源。有的數控機床由三相變壓器產生三相交流220V,供給伺服放大器電源組件作為其工作電源。
(3)三次電源。三次電源是數控機床使用的各種直流電源,它是由二次電源轉化來的。主要有這樣幾種:
1)由伺服放大器電源組件提供的直流電壓、由伺服放大器組件逆變成頻率和電壓幅值可變的三相交流電以控制交流伺服電動機的轉速。
2)整流橋塊提供的交流24V,作為液壓系統電磁閥,電動機閘電磁鐵電源和伺服放大器單元的「ready」和「controllerenable」信號源。
3)由開關電源或DC/DC電源模塊提供的低壓直流電壓,這些電壓有:+5V、±12V、±15V,分別做為測量光柵、數控單元和伺服單元電氣板的電源。
2、數控機床電源迴路使用的器件
數控機床從一次電源到三次電源使用的器件分別有:
(1)車間配電裝置,一般包括:與車間電網連接的三相交流穩壓器和斷路器(又稱空氣開關,或閘刀開關)。
(2)機床元器件,包括:濾波器、電抗器、三相交流變壓器、斷路器、整流器、熔斷器、伺服電源組件、DC/DC模塊和開關電源。
3、電源故障實例分析
(1)電網波動過大PLC不工作。表現為PLC無輸出。先查輸入信號(電源信號、干擾信號、指令信號與反饋信號)。例如,採用SINUMERIK3G-4B系統的數控車床,其內置式PLC無法工作。採用觀察法,先用示波器檢查電網電壓波形,發現電網波動過大,欠壓雜訊跳變持續時間>1s(外因)。由於該機床處於調試階段,電源系統內組件故障應當排除在外,由內部抗電網干擾措施(濾波、隔離與穩壓)可知,常規的電源系統已無法隔斷或濾去持續時間過長的電網欠壓雜訊,這是抗電網措施不足所致(內因),導致PLC不能獲得正常電源輸入而無法工作。在系統電源輸入端加入一個交流穩壓器,PLC工作正常。
(2)電源故障。某雙工位數控車床,每個工位都由單獨的NC系統控制,NC系統採用西門子公司的SINUMERIK810/T系統。右工位的NC系統經常在零件自動加工中斷電停機,重新啟動系統後,NC系統仍可自動工作。檢查24V供電電源負載,並無短路問題。對圖樣進行分析,兩台NC系統,共用一個24V整流電源。引起這個故障可能有兩個原因:
1)供電質量不高,電源波動,而出故障的NC系統對電源的要求較靈敏。
2)NC系統本身的問題,系統不穩定。
根據這個判斷,首先對24V電源電壓進行監視,發現其電壓幅值較低,只有21V左右。經觀察發現,在出故障的瞬間,這個電壓向下浮動,而NC系統斷電後,電壓馬上回升到22V左右。故障一般都發生在主軸啟動時,其原因可能是24V整流變壓器有問題,容量不夠,或匝間短路,使整流電壓偏低,電網電壓波動,影響NC系統的正常工作。為確定這個故障的原因,用交流穩壓電源將交流380V供電電壓提高到400V,這個故障就沒有再出現。為此更換24V整流變壓器,問題徹底解決。
(3)一台VDF.BOEHRINGER公司(德國)生產的PNE480L數控車床,合上主開關啟動數控系統時,在顯示面板上除READY(准備好)燈不亮外,其餘指示燈全亮。該機數控系統為西門子SYSTEM5T系統。因為故障發生於開機的瞬間,因此應檢查開機清零信號RESET是否異常。又因為主板上的DP6燈亮,而且DP6是監視有關直流電源的,因此需要對驅動DP6的相關電路及有關直流電源進行檢查。其步驟如下:
因為DP6燈亮屬報警顯示,故首先對DP6的相關電路進行檢查。經檢查,確認驅動DP6的雙穩態觸發器LA10邏輯狀態不對,已損壞。用新件更換後,雖然DP6指示燈不亮了,但故障現象仍然存在,數控箱還是不能啟動。檢查*RESET信號及數控箱內各連接器的連接情況良好,但*RESET信號不正常,並發現與其相關的A38位置上的LA01與非門電路邏輯關系不正確。於是對各直流電流進行檢查。
檢查±15V、±5V、±12V、+24V,發現電壓為-5V~4.0V,誤差超過±5%。進一步檢查,發現該電路整流橋後有一濾波大電容C19的焊腳處印製電路板銅箔斷裂。將其焊好後,電壓正常,LA01電路邏輯關系及*RESET信號正確,故障排除,數控箱能正常啟動。
(4)返回參考點異常。這是由於返回參考點時沒有滿足「必須沿返回參考點方向,並距參考點不能過近(128個脈沖以上)及返回參考點進度不能過低」的條件。對這類故障的處理步驟是[2,3]:
1)距參考點位置>128個脈沖,返回參考點過程中。①電動機轉了不到1轉(即沒有接收到1轉信號),此時首先變更返回時的開始位置,在位置偏差量>128個脈沖的狀態下,在返回參考點方向上進行1轉以上的快速進給,檢測是否輸入過1轉信號。②電動機轉了1轉以上,這是使用了分離型的脈沖編碼器。此時,檢查位置返回時脈沖編碼器的1轉信號是否輸入到了軸卡中,如果是,則是軸卡不良;如果未輸入,則先檢查編碼器用的電源電壓是否偏低(允許電壓波動在0.2V以內),否則是脈沖編碼器不良。
2)距參考點位置<128個脈沖。①檢查進給速度指令值,快速進給倍率信號,返回參考點減速信號及外部減速信號是否正常。②變更返回時的開始位置,使其位置偏差量超過128個脈沖。③返回參考點速度過低。速度必須為位置偏差量超過128個脈沖的速度,如果速度過低,電動機1轉信號散亂,不可能進行正確的位置檢測。
(5)某加工中心,配置F-0M系統,在自動運轉時突然出現刀庫、工作台同時旋轉。經復位、調整刀庫、工作台後工作正常。但在斷電重新啟動機床時,CRT上出現410號伺服報警。查L/M軸伺服PRDY、VRDY兩指示燈均亮;進給軸伺服電源AC100V、AC18V正常;x、y、z伺服單元上的PRDY指示燈均不亮,三個MCC也未吸合;測量其上電壓發現24V、±15V異常;軸伺服單元上電源熔斷器電阻太大,經更換後,直流電壓恢復正常,重新運行機床,401號報警消失。
(6)故障現象:某公司產VF2型立式銑加工中心。機床運行一年零七個月以後,加工中出現161號報警(x-axisovercurrentordrivefault),機床停止運行。使用「RESET」鍵報警可以清除,機床可恢復運行。此故障現象偶爾發生,機床帶病運行兩年後,故障發生頻次增加,而且出現故障轉移現象:即使用復位鍵清除161號報警時,報警信息轉報162號(Y-axisovercurrentordrivefault),如果再次清除,則再次轉報z軸,以此類推。機床已無法維持運行。
故障分析及檢查:根據故障報警信息在幾伺服軸之間轉移現象,不難看出故障發生在與各伺服軸都相關的公共環節,也就是說,是數控單元的「位置控制板」或伺服單元的電源組件出現了故障。位控板是數控單元組件之一,根據經驗分析,數控單元電氣板出現故障的概率很低,所以分析檢查伺服電源組件是比較可行的排故切入點。檢查發現此機床伺服電源分成兩部分,其中輸出低壓直流±12V兩路的是開關電源。測量結果分別是:+11.73V,-11.98V。分析此結果,正電壓輸出低了0.27V,電壓降低幅度2.3%。由於缺乏量化概念,在暫時找不到其它故障源的情況下,假定此開關電源有故障。
故障排除:為驗證輸出電壓偏差是造成機床故障的根源,用一台WYJ型雙路晶體管直流穩壓器替代原電源,將兩路輸出電壓調節對稱,幅值調到12V,開機後,機床報警消失。在接下來的20個工作日的考驗運行中,故障不再復現。完全證實了故障是由於此伺服電源組件損壞引起的。
理論分析[4]:運算放大器和比較器,有些用單電源供電,有些用雙電源供電,用雙電源的運放要求正負供電對稱,其差值一般不能大於0.2V(具有調節功能的運放除外),否則將無法正常工作。而此故障電源,兩路輸出電壓相差了0.25V,超出了誤差允許范圍,這是故障發生的根本原因。
⑩ 數控機床的強電故障和弱電故障分別是什麼詳細解釋
按故障發生的部位分類
⑴ 主機故障 數控機床的主機通常指組成數控機床的機械、潤滑、冷卻、排屑、液壓、氣動與防護等部分。主機常見的故障主要有: 1) 因機械部件安裝、調試、操作使用不當等原因引起的機械傳動故障 2) 因導軌、主軸等運動部件的干涉、摩擦過大等原因引起的故障 3) 因機械零件的損壞、聯結不良等原因引起的故障,等等. 主機故障主要表現為傳動雜訊大、加工精度差、運行阻力大、機械部件動作不進行、機械部件損壞等等。潤滑不良、液壓、氣動系統的管路堵塞和密封不良,是主機發生故障的常見原因。數控機床的定期維護、保養.控制和根除「三漏」現象發生是減少主機部分故障的重要措施. ⑵ 電氣控制系統故障 從所使用的元器件類型上.根據通常習慣,電氣控制系統故障通常分為「弱電」故障和「強電」故障兩大類, 「弱電」部分是指控制系統中以電子元器件、集成電路為主的控制部分。數控機床的弱電部分包括CNC、PLC、MDI/C RT以及伺服驅動單元、輸為輸出單元等。 「弱電」故障又有硬體故障與軟體故障之分.硬體故障是指上述各部分的集成電路晶元、分立電子元件、接插件以及外部連接組件等發生的故障。軟體故障是指在硬體正常情況下所出現的動作出鍺、數據丟失等故障,常見的有.加工程序出錯,系統程序和參數的改變或丟失,計算機運算出錯等。 「強電」部分是指控制系統中的主迴路或高壓、大功率迴路中的繼電器、接觸器、開關、熔斷器、電源變壓器、電動機、電磁鐵、行程開關等電氣元器件及其所組成的控制電路。這部分的故障雖然維修、診斷較為方便,但由於它處於高壓、大電流工作狀態,發生故障的幾率要高於「弱電」部分.必須引起維修人員的足夠的重視。 2.按故障的性質分類 ⑴ 確定性故障 確定性故障是指控制系統主機中的硬體損壞或只要滿足一定的條件,數控機床必然會發生的故障。這一類故障現象在數控機床上最為常見,但由於它具有一定的規律,因此也給維修帶來了方便 確定性故障具有不可恢復性,故障一旦發生,如不對其進行維修處理,機床不會自動恢復正常.但只要找出發生故障的根本原因,維修完成後機床立即可以恢復正常。正確的使用與精心維護是杜絕或避免故障發生的重要措施。 ⑵ 隨機性故障 隨機性故障是指數控機床在工作過程中偶然發生的故障此類故障的發生原因較隱蔽,很難找出其規律性,故常稱之為「軟故障」,隨機性故障的原因分析與故障診斷比較困難,一般而言,故障的發生往往與部件的安裝質量、參數的設定、元器件的品質、軟體設計不完善、工作環境的影響等諸多因素有關. 隨機性故障有可恢復性,故障發生後,通過重新開機等措施,機床通常可恢復正常,但在運行過程中,又可能發生同樣的故障。 加強數控系統的維護檢查,確保電氣箱的密封,可靠的安裝、連接,正確的接地和屏蔽是減少、避免此類故障發生的重要措施。 3.按故障的指示形式分類 ⑴ 有報帶顯示的故障 數控機床的故障顯示可分為指示燈顯示與顯示器顯示兩種情況: 1)指示燈顯示報警 指示燈顯示報警是指通過控制系統各單元上的狀態指示燈(一般由 LED發光管或小型指示燈組成)顯示的報警.根據數控系統的狀態指示燈,即使在顯示器故障時,仍可大致分析判斷出故障發生的部位與性質,因此.在維修、排除故障過程中應認真檢杳這些狀態指示燈的狀態。 2)顯示器顯示報警.顯示器顯示報警是指可以通過CNC顯示器顯示出報警號和報警信息的報警。由於數控系統一般都具有較強的自診斷功能,如果系統的診斷軟體以及顯示電路工作正常,一旦系統出現故障,可以在顯示器上以報警號及文本的形式顯示故障信息。數控系統能進行顯示的報警少則幾十種,多則上千種,它是故障診斷的重要信息。 在顯示器顯示報警中,又可分為 NC 的報警和 PLC 的報等兩類。前者為數控生產廠家設置的故降顯示.它可對照系統的「維修手冊」,來確定可能產生該故障的原因。後者是由數控機床生產廠家設置的 PLC 報警信息文本,屬於機床側的故降顯示。它可對照機床生產廠家所提供的「機床維修手冊」中的有關內容.確定故障所產生的原因。 ⑵ 無報警顯示的故障 這類故障發生時.機床與系統均無報警顯示,其分析診斷難度通常較大.需要通過仔細、認真的分析判斷才能予以確認。特別是對於一些早期的數控系統,由於系統本身的診斷功能不強,或無 PLC 報警信息文本,出現無報警顯示的故障情祝則更多. 對於無報警顯示故障,通常要具體情況具體分析,根據故障發生前後的變化.進行分析判斷,原理分析法與 PLC 程序分析法是解決無報警顯示故障的主要方法. 4.按故障產生的原因分類 ⑴ 數控機床自身故障 這類故障的發生是由於數控機床自身的原因所引起的,與外部使用環境條件無關.數控機床所發生的極大多數故障均屬此類故障。 ⑵ 數控機床外部故障 這類故障是由於外部原因所造成的。供電電壓過低、過高,波動過大:電源相序不正確或三相輸入電壓的不平衡;環境溫度過高:有害氣體、潮氣、粉塵授入:外來振動和干擾等都是引起故障的原因。 此外,人為因素也是造成數控機床故障的外部原因之一,據有關資料統計,首次使用數控機床或由不熟練工人來操作數控機床,在使用的第一年,操作不當所造成的外部故障要佔機床總故障的三分之一以上。