數(shù)控車床常見故障診斷及維修實例

隨著我國對先進制造技術的不斷重視,在生產(chǎn)中扮演著越來越重要的角色,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。本文通過對數(shù)控車床工作原理的介紹,詳細描述了目前數(shù)控車床所出現(xiàn)的常見故障、診斷方法與診斷原則,并結合實例進行了分析。

是一種高精度、高柔性、高效率的自動化機床,由于其投資比普通的機床高得多,因此降低數(shù)控機床的故障率、縮短故障修復時間,對提高機床利用率具有十分重要的意義。目前,數(shù)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(shù)控機床的安全性和工作可靠性會對生產(chǎn)單位的效益產(chǎn)生直接的影響,因此對數(shù)控機床出現(xiàn)的故障進行及時的診斷十分重要。

數(shù)控車床的構成與基本工作原理

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

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

數(shù)控車床常見故障維修

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

1.主機故障

數(shù)控車床的主機部分包括機械、冷卻、潤滑、液壓等裝置。常見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(xiàn)的故障,表現(xiàn)為加工精度不穩(wěn)定,加工誤差大,運動反向誤差大,工件表面粗糙度高。

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

1.4使用型故障是指使用及操作不當引起的故障,如過載引起的機件損壞、撞車等。

2.故障

數(shù)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、、開關、熔斷器、變壓器、、電磁鐵、行程開關等電氣及其所組成的電路發(fā)生故障。

數(shù)控車床常見故障的診斷

數(shù)控車床常用的診斷方法

數(shù)控車床出現(xiàn)故障后,我們要從主機和電氣兩方面進行分析,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,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業(yè)素質。對特定的維修對象,維修人員首先要分解掌握系統(tǒng)每一部分的工作原理和車床的機械結構;其次要了解設備的操作方法,動作順序;最后就是對可能造成故障的各種因素進行全面分析并進行實際檢查維修。每次維修后應建立詳細的設備檔案,記錄好故障發(fā)生的時間、現(xiàn)象,以及故障分析、診斷方法、排除故障的方法,如有遺留問題也應詳盡記錄,這樣不僅能使每次故障都有據(jù)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

對于常見的主機故障,診斷的方法比較多,如利用先進測試手段的“現(xiàn)代診斷技術”和傳統(tǒng)的“實用診斷技術”等。

1.2.1實用診斷技術

此診斷是由維護人員通過自己的感覺器官和經(jīng)驗對數(shù)控機床的故障進行診斷。運用實用診斷技術的診斷過程因故障類型而異,各種方法無先后之分,可穿插或同時進行,應綜合分析,方能取得更好的效果。

實用診斷技術不需要復雜昂貴的儀器,可隨時隨地進行診斷,且快速、便捷、準確性較高,特別適合對機床進行初步診斷。

1.2.2現(xiàn)代診斷技術

此診斷是利用診斷儀器和數(shù)據(jù)處理對機床機械裝置的某些特征參數(shù),如振動、噪聲和溫度等進行測量,將測量值與規(guī)定的正常值進行比較,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)進行預報和預測;并可進一步對機械裝置的故障原因、部位和故障的嚴重程度進行定性和定量的分析。利用現(xiàn)代診斷技術可在機械裝置發(fā)生故障的初期,及時發(fā)現(xiàn)故障的部位,并進行維護,從而可避免機械零件的進一步損壞?，F(xiàn)代診斷技術如今已得到了不斷的推廣和應用。

1.3電氣系統(tǒng)故障的診斷

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

1.直觀法

主要采用目測、手摸、通電等方法。

2.自診斷功能法

利用數(shù)控系統(tǒng)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(tǒng)發(fā)生故障后,采用常規(guī)檢測儀器,對故障部分的電壓、電源、脈沖信號等進行實測,將正常值與故障時的值相比較,可以分析出故障的原因與所在部位。

5.敲擊法

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

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

數(shù)控車床故障診斷的原則

故障的診斷是排除數(shù)控車床故障非常重要的階段。在進行故障的診斷時應遵循以下原則。

1.先外部后內(nèi)部

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

2.先主機后電氣

一般來說,主機故障較易發(fā)覺,而數(shù)控系統(tǒng)與電氣故障的診斷難度較大。從實際經(jīng)驗來看,數(shù)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)后動態(tài)

在車床斷電的靜止狀態(tài)下,通過了解、觀察、測試、分析,確認通電后不會造成故障擴大或發(fā)生事故,方可給車床通電。在運行狀態(tài)下,進行動態(tài)的觀察、檢驗和測試,查找故障。而對通電后可能會發(fā)生破壞性故障的,必須先排除危險后,方可通電。

4.先簡單后復雜

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

5.先一般后特殊

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

數(shù)控車床維修實例分析

故障一:程序運行結束刀具不回零點。

(1)故障原因分析:上述故障可能是控制系統(tǒng)故障所致。刀具在進給或在加工時,電機運轉速度較低,而程序回零點時,則要求快速退回。電機高速運行,需采用高壓驅動電源,使輸出轉矩增大?？刂聘邏狠敵鲭娫摧敵龅挠幸粋€開關,當開關三極管損壞后,高速回零點時高壓電源打不開,電機輸出轉矩不夠,致使刀具回不到零點。

(2)故障處理:更換開關三極管。

故障二:數(shù)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:絲杠或者絲母與車床連接松動,空走時沒有吃刀阻力,溜板運行正常,加工時切削阻力增大,若絲杠或絲母與車床連接松動,會造成加工的工件尺寸漂移;x軸、z軸絲杠反向間隙過大,也會造成工件尺寸漂移;電動刀架故障也會造成工件尺寸漂移。

(2)故障處理:先檢查絲杠或者絲母與車床連接部位,若松動,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(jù)情況予以排除。

5.結語

數(shù)控車床是高度的設備,數(shù)控車床所產(chǎn)生的故障種類繁多,其原因也往往比較復雜。因此,我們必須對出現(xiàn)的故障進行廣泛的研究,探索故障發(fā)生的規(guī)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(shù)控車床的故障診斷技術。