摘要:数控机床已经成为现代化生产线上必不可少的加工设备,控制系统硬件由成千上万只元器件组成,软件也错综复杂,如何用好、维修好这些数控设备,保证企业生产的顺利进行,就显得非常重要;这就要求我们技术人员不断的学习,认真对每次维修进行总结,多动脑分析,进行经验积累。即先用所学理论指导实践,再从实践中总结经验来修正、补充我们的理论;因此,故障分析就非常重要。
关键词:数控设备;故障分析;排除
中图分类号:TH17文献标识码:A文章编号:1671-7597(2010)0420018-01
数控机床已经成为现代化生产线上必不可少的加工设备,是当代高新技术机、电、光、气一体化的结晶,其中,电气最为复杂,控制系统硬件有成千上万只元器件组成,软件也错综复杂,若有一个元件或软件有故障,就会引起机床的不正常情况;如何维修好这些数控设备,保证企业生产的顺利进行,就显得非常重要。这就要求我们技术人员不断的学习,认真对每次维修进行总结,多动脑分析,进行经验积累。下面对几种故障进行分析。
1故障现象:CRT没有正常显示,只有杂乱的彩色条条
故障分析:本设备为VA55立式加工中心,日立精机,系统为FS一11MF,直流伺服系统,14吋彩色CRT显示器。经询问,故障发生情况是操作者加工一工件后,休息一段时间,回来发现CRT画面乱了,没有正常显示,只有杂乱的彩色条条,关机再开故障依旧。怀疑主板和MDI/CRT通讯出现问题,检查主板,七段数码管显示小C报警(正常时应为1)怀疑光缆有问题,I/O单元的IFOI一也为报警状态,系统共两棵光缆,一棵为I/O,一棵为MD1/CRT,取下光缆,用光照射,光缆没有折断,其中和MPI/CRT通讯的一棵二芯的亮度不一样,其中一芯较暗,是否坏了,不敢断定,代换比较,把光缆拿到另一台FS一IOTE系统上,一切正常,证明光缆是好的。MDI/CRT部份的控制板A201B一1000一0850/09B。即无备件也无相同设备无法更换判断,是主板的光缆接口问题,还是电源板问题呐?(该机的电源板是A20B一1001一0160/04A)。检查上面的五个熔断器,发现均没熔断。虽该机床的操作台是可移动的,几个板子垂直装人,但空间极小,手进不去,无法在线测量。电源板拿下来接上AC2oov测量输出电压,5V、24V均正常。检查CRT部分灯丝,高压包聚焦,偏转线圈等均无损坏迹象。再装好后通电故障依旧,仔细观察,CRT上虽很乱,但亮度不够,关机时不像设备正常时闪亮一下。故判断问题可能在电源板上,因CRT的电源是DC24V,再把电源板取下,用导线连接引出,装回去通电检查24v,结果不到19v电压,电源板24v输出空载时正常,而加上CRT负载降到了不到19V。再取下板子测试滤波后的电压只有20V,怀疑滤波电容容量减小,带载能力严重下降,更换后,通电试机,一切恢复正常。
2故障现象:走刀不稳,震动大,特别是在低速时,呈现有规律地跳动
故障分析:此走刀电机为FANUC永磁式直流伺服电机,首先考虑可能是机械磨损、局部摩擦力大等等原因,经检查机械、液压、润滑等方面,一切正常,均未发现问题。其次,对伺服控制系统的信号电路进行检查,一方面反复震动电路板及连线,一方面对电路进行认真检测、对比,没有发现有接触不良的地方,发现从测速发电机反馈回来的信号有些异常,此时怀疑测速发电机有故障。测速发电机的永磁体(定子)采用具有外界低温度系数的铝镍钴磁铁,其直接装在伺服电动机的后端盖(刷架)上,具有独立结构的测速机电枢(小转子)则直接状态电机轴的后轴伸端,测速机电刷支架则固定在其定子上。
低速时,再次仔细观察伺服电动机,转速出现周期性的跳动。若测反馈信号呈现有规律的变化,可能是测速电机小转子有问题。此时应先拆下测速机电刷支架,检查电刷的移动是否平滑,电刷是否被卡或运动不灵活,应用小螺丝刀或类似的东西清除附在刷握或电刷导向面上的电刷粉末或毛刺等;取下小转子,小心清除换向器刻槽上的灰尘,然后逐一检查相邻的整流子片之间的电阻:当测得的片间电阻为20欧-30欧时,这是正常的;若测得的电阻低于20欧,说明整流子片间短路,要进一步清洁整流子下刻槽,清理时可用一片较厚的纸来清除(但不要用任何金属片清洁下刻槽);若测得的电阻非常高(达到几百欧)时,则说明整流子片间的线圈某处有断线。当伺服电动机旋转至断线处时,此时反馈信号中断,速度出现跳变,造成走刀不稳,更换一个新的测速机转子,即可。如暂没有备件,也可采取应急措施,找出断线处,将相邻整流子片间下刻槽用焊锡短接,但这种方法只适合断线较少的整流子,大面积断线则必须更换。
当低速旋转周期性跳动时,若测伺服电机反馈信号呈无规律变化时,检查测速机电枢(小转子)、电刷接触状况、反馈线路后,均正常。则应检查测速机定子(永磁体)。该定子由四块永磁铁粘接相联,由于加工时机床的振动及电机的温升,容易造成粘接处松动,使得其磁场发生变化,造成测速机电枢输出电压发生变化,即出现反馈信号无规律的波动,最终造成伺服电动机转速不稳,解决方法是将松动的测速机定子重新粘接或更换。
3故障现象:X轴一运动即出现高频振荡,电动机产生尖叫,系统无任何报警
故障分析:该设备为配套FANUC15MA数控系统的龙门加工中心,在完成起动、进入可操作状态后,X轴一运动就出现高频振荡,电动机产生尖叫,而系统却无任何报警。在故障出现后,仔细观察X轴拖板,发现实际拖板振动位移很小;但触摸电动机输出轴,可感觉到转子在以很小的振幅、极高的频率在振动,而振动的噪声就来自X轴伺服电动机。
考虑到振动无论是在运动中还是静止时均发生,与运动速度无关,故基本上可以排除测速发电机、位置反馈编码器等硬件损坏的可能性。分析可能的原因是CNC中与伺服驱动有关的参数设定、调整不当引起的;且由于机床振动频率很高,因此怀疑是时间常数较小的电流环引起振动的可能性较大。
由于FANUC15MA数控系统采用的是数字伺服,伺服参数的调整可以直接通过系统进行,维修时调出伺服调整参数页面,并与机床随机资料中提供的参数表对照,发现参数PRMl852、PRMl825与提供值不符,参数正常值为182520002770,而实际设定值185210003414;将上述参数重新修改后,振动现象消失,机床恢复正常运行。
4结束语
尽管数控设备故障复杂,千变万化,只要我们认真对待,通过多看、多问、多思、多练、积累经验,掌握维修技巧,融会贯通。首先用所学理论指导实践,再从实践中总结经验来修正、补充我们的理论;就一定能够把我们的数控设备修好、用好、管好。