西門子840D數控機床電氣故障診斷與維修

西門子840D數控機床電氣故障診斷與維修 

數控機床是一種技術含量很高的機、電、儀一體化的高效復雜的自動化機床,機床在運行過程中,零部件不可避免地會發(fā)生不同程度、不同類型的故障, 因此,熟悉機械故障的特征,掌握數控機床機械故障診斷的常用方法和手段,對確定故障的原因和排除有著重大的作用。

1、數控機床故障診斷原則與基本要求

所謂數控機床系統(tǒng)發(fā)生故障(或稱失效)是指數控機床系統(tǒng)喪失了規(guī)定的功能。故障可按表現(xiàn)形式、性質、起因等分為多種類型。但不論哪種故障類型,在進行診斷時,都可遵循一些原則和診斷技巧。

1.1排障原則。

主要包括以下幾個方面: 1 )充分調查故障現(xiàn)象,首先對操作者的調查,詳細詢問出現(xiàn)故障的全過程,有些什么現(xiàn)象產生,采取過什么措施等。然后要對現(xiàn)場做細致的勘測; 2)查找故障的起因時,思路要開闊,無論是集成電器，還是和機械、液壓,只要有可能弓|起該故障的原因, 都要盡可能全面地列出來。然后進行綜臺判斷和優(yōu)化選擇,確定有可能產性故障的原因; 3 )先機械后電氣,先靜態(tài)后動態(tài)原則。在故障檢修之前,首先應注意排除機械性的故障。再在運行狀態(tài)下,進行動態(tài)的觀察、檢驗和測試,查找故障。而對通電后會發(fā)生破壞性故障的,必須先排除危險后,方可通電。

1.2故障診斷要求。

除了豐富的專業(yè)知識外,進行數控故障診斷作業(yè)的人員需要具有一定的動手能力和實踐操作經驗 ,要求工作人員結合實際經驗,善于分析思考,通過對故障機床的實際操作分析故障原因,做到以不變應萬變,達到舉一反三的效果。完備的維修工具及診斷儀表*,常用工具如螺絲刀、鉗子、扳手、電烙鐵等,常用檢測儀表如萬用表、示波器、信號發(fā)生器等。除此以外,工作人員還需要準備好必要的技術資料,如數控機床電器原理圖紙、結構布局圖紙、數控系統(tǒng)參數說明書、維修說明書、安裝、操作、使用說明書等。

2、故障處理的思路

不同數控系統(tǒng)設計思想千差萬異,但無論那種系統(tǒng),它們的基本原理和構成都是十分相似的。因此在機床出現(xiàn)故障時,要求維修人員必須有清晰的故障處理的思路: 調查故障現(xiàn)場,確認故障現(xiàn)象、故障性質,應充分掌握故障信息,做到“多動腦,慎動手“避免故障的擴大化。根據所掌握故障信息明確故障的復雜程度,并列出故障部位的全部疑點。準備必要的技術資料,比如機床說明書,電氣控制原理圖等，以此為基礎分析故障原因,制定排除故障的方案,要求思路開闊,不應將故障局限于機床的某一部分。 在確定故障排除方案后,利用示萬用表、示波器等測量工具,用試驗的方法驗證并檢測故障,逐級定位故障部位,確認出故障屬于電氣故障還是機械故障,是系統(tǒng)性的還是隨機性的,是自身故障還是外部故障等等。故障的排除。通常找到故障原因后問題會馬上迎刃而解。

3、故障處理方法

數控機床的數控系統(tǒng)是數控機床的核心所在，它的可靠運行,直接關系到整個設備運行的正常與否。下面總結提煉出一些判斷與排除數控機床故障的方法。

3.1充分利用數控系統(tǒng)硬件、軟件報警功能。

在現(xiàn)代數控系統(tǒng)中均設置有眾多的硬件報警指示裝置，設置硬件報警指示裝置 有利于提高數控系統(tǒng)的可維護性。數控機床的CNC系統(tǒng)都具有自診斷功能。在數控系統(tǒng)工作期間,能夠適時使用自診斷程序對系統(tǒng)進行快速診斷。一旦檢測到故障,就會立即將故障以報警的方式顯示在CRT.上或點亮面板上報警指示燈。而且這種自診斷功能還能夠將故障分類報警。

3.2數控機床簡單故障報警處理的方法。

通常,數控機床具有較強的自警功能,能夠隨時監(jiān)控系統(tǒng)硬件和軟件的工作狀態(tài),數控機床的大部分故障能夠出現(xiàn)報警提示,可以根據故障提示,確定機床的故障,及時處理、 排除故障,提高機床完好率和使用效率。

3.3直接觀察法。

直接觀察法就是利用人的感覺器官注意發(fā)生故障時(或故障發(fā)生后)的各種外部現(xiàn)象并判斷故障的可能部位的方法。這是處理數控系統(tǒng)故障首要的切入點,往往也是直接、行之有效的方法,對于一般情況下“簡單”故障通過這種直接觀察,就能解決問題。

3.4利用狀態(tài)顯示診斷功能判斷故障的方法。

現(xiàn)代數控系統(tǒng)不但能夠將故障診斷信息顯示出來,而且還能夠以診斷地址和診斷數據的形式,提供診斷的各種狀態(tài)。

3.5發(fā)生故障及時核對數控系統(tǒng)參數判斷故障的方法。

數控機床的數控系統(tǒng)的參數變化,會直接影響到數控機床的性能,使數控機床發(fā)生故障,甚至整機不能正常工作。因此，在對故障的分析診斷過程中,盡管采取了一些措施,仍然不能解決問題、排除故障,或者對故障出處不夠明朗的話,應該改變思路,從人們所說的“軟”故障著手。檢查核對數控系統(tǒng)的參數,是否是因為數控系統(tǒng)參數變化所導致的故障,往往是一絲異常,便是癥結所在。

4、故障舉例

4.1數控機床排屑器故障分析及其改進。

經現(xiàn)場工作人拆下電機并對其進行試運行,結果顯示運轉正常,因此可排除電機故障原因,同時可觀察到電動機傳動軸上的鍵并未在鍵槽上,因此可初步診斷故障的直接原因為電機軸與排屑螺旋桿脫離,進一步分析 ,由于傳動鍵受到負載瞬時不斷變化的力,若此時把傳動鍵進行分割,這時就可以把分割的每一部分看成一 個橫梁 ,因此可對其進行振動分析:

經過受力情況的分析,傳動鍵具備了微動磨損產生的條件因此傳動鍵磨損屬于微動磨損,而且搜尋發(fā)現(xiàn)鍵已脫落到螺旋桿管孔內,可以得出鍵完好只有些微小磨損,因此可排除鍵壓潰以及鍵磨損原因,后可斷定此次故障的直接原因為鍵脫落,造成螺旋排屑桿與電機軸脫離失去傳動力。將鍵裝上并將電機重新裝配后,故障排除工作正常。

4.2數控機床的振動爬行處理。

數控系統(tǒng)的振蕩現(xiàn)象已成為數控全閉環(huán)系統(tǒng)的共同性問題。系統(tǒng)振蕩時會造成機床產生爬行與振動故障,機床的振蕩故障通常發(fā)生在機械部分和進給伺服系統(tǒng)。產生振蕩的原因有很多,陳了機械方面存在不可消除的傳動間隙、彈性變形、摩擦阻力等諸多因素外,伺服系統(tǒng)的有關參數的影響也是重要的一方面。有時數控系統(tǒng)會因擴械上某些振蕩原因產生反饋信號中含有高頻諧波,這使輸出轉矩里不桓定, 從而產生振動。對于這種高頻振蕩情況,可在速度環(huán)上加入一階低通濾波環(huán)節(jié),即為轉矩濾波器。

速度指令與速度反饋信號經速度控制器轉化為轉矩信號，轉矩信 號通過一階濾波環(huán)節(jié)將高頻成分截止,從而得到有效的轉矩控制信號。通過調節(jié)參數可將機械產生的100Hz以上的頻率截止,從而達到消除高頻振蕩的效果。

5、故障排除的確認及善后工作

故障排除以后,維修工作還不能算完成,尚需從技術與管理兩方面分析故障產生的深層次原因,采取適當措施避免故障再次發(fā)生。必要時可根據現(xiàn)場條件使用成熟技術對設備進行改造與改進。故障排除的確認,故障處理完畢。整理好線路,把機床的所有動作均試運轉一遍,正?？山桓妒褂?同時讓操作I繼續(xù)做好運行觀察。一段時間后,詢問一下操作工機床的運行狀況,并再次對故障點進行全面檢查。后做維修記錄,詳細記錄維修的整個過程,包括維修時間、更換件型號規(guī)格及故障原因分析等。從排除故障過程中發(fā)現(xiàn)自己欠缺的知識,制定學習計劃,終充實自己。