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毕业论文 张宏伟

河北工业职业技术学院

毕业论文论文题目:CAK6136数控机床典型故障诊断与排除

系别机电工程系

专业年级 09机械制造与自动化2班

学生姓名张宏伟学号 31

指导教师张军翠职称讲师

日期2011年 9 月

河北工业职业技术学院

毕业设计(论文)任务书

专项任务名称沈阳一机CAK6136数控机床典型故障诊断与排除

姓名张宏伟专业机械制造与自动化班级2班学号31

一、课题需要完成的任务:

数控机床是一种技术含量很高的机、电、仪一体化的高效的自动化机床,综合了计算机技术、自动化技术、伺服驱动、精密测量和精密机械等各个领域的新的技术成果,是一门新兴的工业控制技术。不同的数控系统虽然在结构和性能上有所区别,但在故障诊断上有它的共性,现结合实际谈一下数控系统故障诊断和排除的一般方法。

二、课题研究计划:

通过对数控机床典型故障的诊断与分析,来学习故障的排除方法。

8月查阅了学习的相关资料;

9月上旬在图书馆查阅了CAK6136的相关资料;

9月下旬完成论文

三、计划答辩时间:

2011年10月下旬

指导教师(签字):毕业实践领导小组组长(签字):

年月日年月日

目录

一、引言 (5)

二、CAK6136V (5)

(一)基本信息 (5)

(二)主要技术参数 (6)

三:数控机床故障诊断 (6)

(一)数控机床常见故障分类 (6)

(二)数控机床故障分析 (7)

(三)数控机床故障诊断原则 (9)

(四)数控机床诊断技术 (9)

(五)数控机床故障诊断方法 (11)

四:CAK6136V数控机床常见故障 (15)

(一)开机后机床无法回参考点 (15)

(二)主轴不能启动 (16)

(三)显示器屏幕不显示 (17)

五:维修后的开机调试 (17)

(一)自动检验状态 (17)

(二)正常加工状态 (18)

六:维修后的技术处理 (18)

七:结论 (18)

参考文献 (19)

CAK6136数控机床典型故障诊断与排除

09机械制造与自动化2班张宏伟 31号

摘要:数控机床采用了数控技术的机床,它使用数字信号控制机床运动及其加工过程,具体地说,将刀具移动轨迹等加工信息用数字化的代码记录在程序介质上,然后输入数控系统,经过译码、运算、输出指令,自动控制数控机床上的刀具与工件之间的相对运动,从而加工出形状、尺寸与精度符合要求的工件,这种机床及为数控机床。本论文主要是写CAK6136数控机床的典型故障诊断与排除,包括机床的故障分类、典型故障分析及排除方法,及常见故障等。

关键词:数控机床,典型故障,诊断与排除

SUMMARY:Machine tool of numeerical control machine tool using CNC technology,it uses control of machine tool and its digital signal processing.Specifically,the tool moving trajectory machine information using digital code recorded in the program on the media,and then enter the numerical control system,after decoding,arithmetic,the output directive,Automatic control on CNC machine tools of relative motion between the tool and the workpiece,thus processing artifacts that are out of shape,size and accuracy to meet the requirements,the machine tools and numerical control machine tool.This paper mainly write CAK6136 typical fault diagnosis and repair of NC machine tools,including machine tool fault classification and typical fault analysis and troubleshooing,and common failures.

KEYWORD:Numerically controlled mechine tool,Typical fault,Diagnosis and repair.

一、引言

数控机床体现了当前世界机床技术进步的主流,是衡量机械制造工艺水平的重要指标,在柔性生产和计算机集成制造等先进制造技术中起着重要的基础核心作用。本论文主要是研究数控机床的典型故障诊断分析方法,为了能在以后的工作中熟练的使用数控机床,掌握其典型故障的排除方法是必要的。

二:CAK6136V

(一)基本信息

CAK6136V Φ360×750 沈阳机床集团第一机床厂

CAK系列数控车床采用多种世界知名品牌的数控系统作为控制器,该系列车床可进行多次重复循环加工,特别适合于汽车、石油机械、军工等多种行业的机械加工,主要用于轴类、盘类的精加工和半精加工,可以加工内、外圆柱表面、锥面、车削螺纹、镗孔、铰孔以及各种曲线回转体。该系列数控车床采用模块化设计,可根据用户不同的需求,配备不同的装置及附件。

结构特点:1.X、Z轴全数字交流伺服闭环控制。

2.主轴可实现无级调速与恒速切削。

3.车头箱主轴孔径53采用轴承支撑,刚性好,切削更强劲。

4.尾架采用自动锁紧装置,操作方便。

(二)主要技术参数

表1 CAK6136V主要技术参数

三:数控机床故障诊断

(一)数控机床常见故障分类

数控机床是机电一体化的产物,技术先进、结构复杂。按照功能结构分为机械部分和电气部分,其中电气部分包括电源、数控系统、伺服系统、检测系统和一些电缆、接头、开关等。由于现代数控系统的可靠性越来越高,数控系统本身的故障越来越低,而大部分故障的发生则是非系统本身的原因引起的。系统外部的故障主要指由于检测开关、液压元件、气动元件、电气执行元件、机械装置等出现问题而引起的。

1:以故障发生的部位,分为硬件故障和软件故障。

硬件故障是指电子、电器件、印制电路板、电线电缆、接插件等的不正常状态甚至损坏,这是需要修理甚至更换才可排除的故障。而软件故障一般是指PLC (Programmable Logic Controller可编程逻辑控制器)逻辑控制程序中产生的故障,需要输入或修改某些数据甚至修改PLC的程序方可排除的故障。零件加工程序故障也属软件故障。最严重的软件故障则是数控系统软件的缺损甚至丢失,这就只有与生产厂商或其服务机构联系解决了。

2:有故障出现时有无指示,分为有诊断指示故障和无诊断只是故障。

当今的数控系统都设有完美的自诊断程序,实时监控整个数控系统的软、硬件性能,一旦发现故障则会立即报警或者还有简要的文字说明在屏幕上显示出来,结合系统配备的诊断手册不仅可以找到故障发生的原因、部位,而且还有排除的方法提示。机床制造这也会根据具体机床设计有相关的故障指示及诊断说明书。上述这两部分有诊断指示的故障加上各电气装置上的各类指示灯使得绝大多数电气故障的排除较为容易。无诊断指

示的故障一部分是上述两种诊断程序的不完整所致(如开关不闭合、接插松动等)。这类故障则要依靠对产生故障前的工作过程和故障现象及后果,并依靠维修人员对机床的熟悉程度和技术水平加以分析、排除。

3:以故障出现时有无破坏性,分为破坏性故障和非破坏性故障

对于破坏性故障,损坏工件甚至机床的故障,维修是不允许重演,这时只能根据产生故障时的现象进行相应的检查、分析来排除之,技术难度较高且有一定风险。如果可能会损坏工件,则可卸下工件,试着重现故障过程,但应十分小心。

4:以故障出现的或然性,分为系统性故障和随机性故障。

系统性故障是指只要满足一定的条件,则一定会产生的确定的故障;而随机性故障是指在相同的条件下偶尔发生的故障,这类故障的分析较为困难,通常多于机床机械结构的局部松动错位、部分电气工件特性漂移或可靠性降低、电气装置内部温度过高有关。此类故障的分析须经反复试验、综合判断才可能排除。

5:以机床的运动品质特性来衡量,则是机床运动特性下降的故障。

在这种情况下,机床虽能正常运转,却加工不出合格的工件,例如机床定位精度超差、反向死区过大、坐标运行不平稳等。这类故障必须使用检测仪器确诊产生误差的机、电环节,然后通过对机械传动系统、数控系统和伺服系统的最佳化调整来排除。

(二)数控机床的故障分析

1:机械部分故障:

有运动失效所造成的故障,如减速箱、丝杠副、导轨副等处出现的故障比较容易发现和排除;而几何精度、运动精度,传动精度、位置精度等方面的超差,也可根据在加工件上出现的情况进行分析处理排除。如:几何精度超差一般是由于床身导轨、主轴轴承等部分超差造成的;传动精度超差则可检查螺旋齿轮、同步齿形带等零件是否超差;运动精度超差检查起来一般是从机床导轨以及进给机构入手;位置精度超差则要检查测量元件以及伺服系统是否正常。

2:电气部分故障:

发生在各种继电器、接触器、线路等方面的故障,由于工人和技术人员都有相当的知识、技术和经验,较易发现和排除;而对于发生在数控系统硬件或软件上的故障,如PLC故障、NC(numerical control数字控制)故障、驱动系统故障、数据或程序丢失、处理错误等故障较常出现,判断和排除起来比较困难。数控系统的维修是数控机床

维修中的难点,由于其型号多、更新快、不同制造厂、不同型号的系统往往差别很大,因此,对维修人员的素质要求很高。

3:液压∕气动系统故障:

液压∕气动系统的故障主要表现在传动与控制方面。若是驱动部分的故障,应该检查液压泵;若是执行部分的故障,应该检查修理液压缸、液压马达等处;若是控制部分发生了故障,则要检查方向阀、压力阀、流量控制阀等处;若故障发生在辅助部分,就要考虑是否是滤油器、油箱、蓄能器、管件、密封件等处出现了问题。

通过上述三个方面的分析,我们可做出数控机床故障诊断流程图,如下图所示

图1数控机床故障诊断流程图

(三):数控机床故障诊断原则

1:先外部后内部:

现代数控系统的可靠性越来越高,数控系统本身的故障率越来越低,而大部分故障的发生则是非系统本身引起的,由于数控机床是集机械、电气、液压于一体的机床,其故障的发生也会由这三者综合反映出来,维修人员应先由外向内逐一进行排查,应尽量避免随意地启封、拆卸,否则会扩大故障,使机床丧失精度、降低性能,系统外部的故障主要是由于检测开关、液压元件、气动元件、电气执行元件、机械装置等出现故障而引起的。

2:先机械后电气:

一般来说,机械故障交易发觉,而数控系统及电气故障的诊断难度较大,在故障检修之前,首先注意排除机械性的故障。

3:先静态后动态:

现在机床断电的静止状态,通过了解、观察、测量、分析,确定通电后不会造成故障扩大、发生事故后,方可给机床通电。在运行状态下,进行动态的观察、检验和测试,查找故障,必须先排除危险后,方可通电。

4:先简单后复杂:

当出现多种故障互相交织,一时无从下手时,应先解决容易的问题,后解决难度较大的问题,往往简单问题解决后,难度大的问题也可能变得容易。

(四):数控机床的诊断技术

数控系统是高技术密集型产品,要想迅速而正确的查明原因并确定故障的部位,要借助于诊断技术,随着微处理器的不断发展,诊断技术也由简单的诊断朝着多功能的高级诊断或智能化方向发展,诊断能力的强弱也是评价CNC数控系统性能的一项重要指标,目前所使用的各种CNC(Computer numerical control计算机数字控制机床)系统的诊断技术大致可分为以下几类:

1:起动诊断:

起动诊断是指CNC系统每次从通电开始,系统内部诊断程序就自动执行诊断,诊断的内容为系统中最关键的硬件和系统控制软件,如CPU(Central Processing Unit 中央处理器)、存储器、I∕O(input/output输入∕输出端口)等单元模块,以及MDI∕CRT(Multiple Document Interface/Cathode Ray Tube多文档界面/显示器)单元,纸带阅读机,软盘单元等装置或外部设备,只有当全部项目都确定准确无误之后,整个系统才能进入正常运行的准备状态,否则,将在CRT画面或发光二极管用报警方式指示故障信息,此时起动诊断过程不能结束,系统无法投入运行。

2:在线诊断:

在线诊断是指通过CNC系统的内装程序,在系统处于正常状态时对CNC系统本身或CNC装置相连的各个伺服单元、伺服电机、主轴伺服单元和主轴电动机以及外部设备等进行自动诊断、检查,只要系统不停电,在线诊断就不会停。

在线诊断一般包括自诊断功能的状态显示有上千条,常以二进制的0、1来显示其状态,对正逻辑来说,0表示断开状态,1表示接通状态,借助状态显示可以判断出故障发生的部位,常用的有接口状态和内部状态显示,如利用I∕O接口状态显示,再结

合PLC梯形图和强电控制线路图,用推理法和排除法即可判断出故障点所在的真正部位,故障信息大都以报警号形式出现,一般可分为以下几大类:过热报警类;系统报警类;存储报警类;编程/设定类;伺服类;行程开关报警类;印刷线路板间的连接故障类。

3:离线诊断:

离线诊断是指数控系统出现故障后,数控系统制造厂家或专业维修中心利用专用的诊断软件和测试装置进行停机(或脱机)检查,力求把故障定位到尽可能小的范围内,如缩小到某个功能模块,某部分电路,甚至某个芯片或元件,这种故障定位更为准确。

4:现代诊断技术:

随着电信技术的发展,IC(Integrated Circuit集成电路板)和微机性价比的提高,近年来国外已将一些新的概念和方法成功的引用到诊断领域。

(1)通信诊断

也称远程诊断,即利用电话通讯线把带故障的CNC系统和专业维修中心的专用通讯诊断计算机通过连接进行测试诊断。如西门子公司在CNC系统诊断中采用了这种诊断功能,用户把CNC系统中专用的“通讯接口”连接在普通的电话线上,然后由计算机向CNC 系统发送诊断程序,并将测试数据输回到计算机进行分析并得出结论,随后将诊断结论和处理办法通知用户。

通讯诊断系统还可为用户做定期的预防性诊断,维修人员不必亲临现场,只需按一定的时间对机床做一系列运行检查,在维修中心分析诊断数据,可发现存在的故障隐患,以便及早采取措施,当然,这类CNC系统必须具备远程诊断接口及联网功能。

(2)自修复功能

就是在系统内设置有备用模块,在CNC系统的软件中装有自修复程序,当该软件在运行时一旦发现某个模块有故障,系统一方面将故障信息显示在CRT上,同时自动寻找是否有备用模块,如有备用模块,则系统能自动使故障脱机,而接通备用模块使系统能较快的进入正常工作状态,这种方法适用于无人管理的自动化工作场合。

需要注意的是:机床在实际使用中也有些故障既无报警,现象也不是很明显,对这种情况,处理起来就不那么容易了。另外有些设备出现故障后,不但无报警信息,而且缺乏有关维修所需的资料。对这类故障的诊断处理,必须根据具体情况仔细检查,从现象的微小之处进行分析,找出它的真正原因,要查明这类故障的原因,首先必须从各种表面现象中找出它的真实故障现象,再从确认的故障现象中找出发生的原因,全面的分析一个故障现象是决定判断是否正确的重要因素。在查找故障原因前,首先必须了解以

下情况:故障是在正常工作中出现还是刚开机就出现的;出现的次数是第一次还是已多次发生;确认机床加工程序的正确性。

(五):数控机床故障诊断方法

由于数控机床故障比较复杂,同时数控系统自诊断能力还不能对系统的所有部件进行测试,往往是一个报警信号指示众多的故障原因,使人难以下手,下面介绍几种在生产实践中常用的故障排除方法。

1:直观检查法

直观检查法是维修人员根据对故障发生时的各种光、声、味等异常现象的观察,确定故障范围,可将故障范围缩小到一个模块或一块电路板上,然后再进行排除。一般包

括:

A。询问:向故障现场人员仔细询问故障产生的过程、故障表象及故障后果等;

B。目视:总体查看机床各部分工作状态是否处于正常状态,各电控装置有无报警指示,局部查看有无保险烧断,元器件烧焦、开裂、电线电缆脱落,各操作元件位置正

确与否等等;

C。触摸:在整机断电条件下可以通过触摸各主要电路板的安装状况、各插头座的插接状况、各功率及信号导线的联接状况以及用手摸并轻摇元器件,尤其是大体积的阻容、半导体器件有无松动之感,以此可检查出一些断脚、虚焊、接触不良等故障;

D。通电:是指为了检查有无冒烟、打火,有无异常声音、气味以及触摸有无过热电动机和元件存在而通电,一旦发现立即断电分析。如果存在破坏性故障,必须排除后

方可通电。

例:一台数控加工中心在运行一段时间后,CRT显示器突然出现无显示故障,而机床还可继续运转。停机后再开又一切正常。观察发现,设备运转过程中,每当发生振动时故障就可能发生。初步判断是元件接触不良。当检查显示板时,CRT显示突然消失。

检查发现有一晶振的两个引脚均虚焊松动。重新焊接后,故障消除。

2:常规检查法:

常规检查法主要是利用人的手、眼、耳、鼻等器官对故障发生时的各种光、声、味等异常现象的观察以及认真查看系统的每一处,遵循“先外后内”的原则,故障诊断采用望、听、嗅、问、摸等方法,由外向内逐一检查,往往可将故障范围缩小到一个模块或一个印刷线路板。这要求维修人员具有丰富的实际经验要有多学科的较宽的知识和综合判断的能力。比如数控机床加工过程中突然出现停机,打开数柜检查发现Y轴电机主

电路保险烧坏,经检查是与Y轴有关的部件,最后发现Y轴电机动力线有几处磨损,搭在床身上,造成短路,更换动力线后,故障消除,机床恢复正常。

3:初始化复位法:

一般情况下,由于瞬时故障引起的系统报警,可用硬件复位或开关系统电源依次来清除故障。若系统工作存储区由于掉电、拔插线路板或电池欠压造成混乱,则必须对系统进行初始化清除,清除前应注意做好数据拷贝记录,若初始化后故障仍无法排除,则进行硬件诊断。

例:一台数控车床当按下自动运行键,微机柜不执行加工程序,也不显示故障自检提示,显示屏幕处于复位状态(只显示菜单),有时手动、编辑功能正常,检查用户程序、各种参数完全正确;有时因记忆电池失效,更换记忆电池等,系统显示某一方向尺寸超量或各方向的尺寸都超最(显示尺寸超过机床实际能加工的最大尺寸或超过系统能够认可的最大尺寸)。排除方法:采用初始化复位法使系统清零复位(一般要用特殊组合键或密码)。

4:自诊断功能法:

现代的数控系统虽尚未达到智能化很高的程度,但已经具备了较强的自诊断功能。能随时监视数控系统的硬件和软件的工作状况,一旦发生异常,立即在CRT上显示报警信息或用发光二极管指示出故障的大致起因。利用自诊断功能,也能显示系统与主机之间接口信号的状态,从而判断出故障发生在机械部分还是数控系统部分,并指示故障的大致部位,这个方法是当前维修工作最有效的一种方法。

(1)硬件报警提示:是指包括数控系统、伺服系统在内的各电气装置上的各种状态和故障指示灯,结合指示灯状态和相应的功能说明便可获知指示内容及故障原因及排除方法。

(2)软件报警指示:系统软件、PLC程序与加工程序中的故障通常都没有报警显示,依据显示的报警号对照相应的诊断说明手册可获知可能的故障原因及排除方法。

5:程序功能测试法:

所谓程序功能测试法就是将数控系统的常用功能和特殊功能,如直线定位、圆弧插补、螺旋切削、固定循环、用户宏程序等用手工编程或自动编程方法,编制成一个功能程序测试程序,送入数控系统中,然后启动数控系统使之运行,借以检查机床执行这些功能的准确性和可靠性,进而判断出故障发生的可能起因。本方法对于长期闲置的数控

机床第一次开机时的检查以及机床加工造成废品但又无报警的情况下,一时难以确定是编程错误还是操作错误,还是机床故障的原因,是一个较好的判断方法。

功能程序测试法常应用于以下场合:

(1)机床加工造成废品而一时无法确定是编程操作不当、还是数控系统故障引起;

(2)数控系统出现随机性故障,一时难以区别是外来干扰还是系统稳定性不好;

(3)闲置时间较长的数控机床在投入使用前或对数控机床进行定期检修时。

6:备件替换法:

备件替换法是一种简单易行的方法,也是现场判断时最常用的方法之一。所谓备件替换法就是在分析故障大致起因的情况下,维修人员可以利用备用的印刷线路板模板、集成电路芯片或元器件替换有疑点的部分,从而把故障范围缩小到印刷线路板或芯片一级。它实际上也是在验证分析的正确性,但在备用板交换之前,应仔细检查备用板是否完好,并应检查备用板的状态与原板状态是否完全一致,这包括检查用板上的选择开关,短路棒的设定位置以及电位器的位置,在置换CNC的存储器板时,往往还需要对系统做存储器的初始化操作,重新设定各种数控数据,否则系统仍将不能正常工作。有的系统在更换了主板之后,还需进行一些特定的操作,总之,一定要严格按照有关系统的操作、维修说明书的要求进行操作。

在确定对某部分需要替换前,应认真检查与之连接的有关线路和其它相关的电器,确认无故障后才能将新的替换上去,防止外部故障引起替换上去的部件损坏,备件替换时的注意点有:

(1)低压电器的替换应注意电压、电流和其他有关的技术参数,并尽量采用相同规格的替换。

(2)电子元件的替换,如果没有相同的,应采用技术参数相近的,而且主要参数最好能胜过原来的被替换件。

(3)拆卸时应对各部分做好记录,特别是接线较多的地方,可防止反馈错误引起的人为故障。

(4)在有反馈环节的线路中,更换时要注意信号的极性,以防止反馈错误引起的其他故障。

(5)在需要从其它设备上拆卸相同的备件替换时,要注意方法,不要在拆卸中造成被拆件损坏。如果替换电路板,在新版换上前要检查一下使用的电压是否正常。

7:转移法:

所谓转移法就是将数控系统中具有相同功能的两块印刷线路板、模板、集成电路芯片或元器件互相交换,观察故障现象是否随之转移,借此,可迅速确定系统的故障部位。这个方法实际上就是备件替换法的一种,因此,有关注意事项同备件替换法所述。

8:交叉换位法:

当发现故障板或者不能确定是否是故障板而又没有备件的情况下,可以将系统中相同或相兼容的两个板互换检查,例如两个坐标的指令板或伺服板的交换,从中判断故障板或故障部位,这种交叉换位法应特别注意,不仅要硬件接线的正确交换,还要将一系列相应的参数交换,否则不仅达不到目的,反而会产生新的故障造成思维混乱,一定要事先考虑周全,设计好软、硬件交换方案,准确无误再行交换检查。

9:参数检查法:

众所周知,数控机床参数能直接影响数控机床的功能,参数通常是存放在磁泡存储器或存放在需由电池保持的CMOS RAM(Complementary Metal Oxide SemiconductorCMOS采用互补金属氧化物半导体工艺的随机存取存储器)中,一旦电池不足或由于外界的干扰等因素,会使个别参数丢失或变化,发生混乱,使机床无法正常工作,此时,通过校对、修正参数,就能将故障排除。当机床长期闲置重新工作时无缘无故的出现不正常现象或有故障而无报警时,就应根据故障特性,检查和校对有关参数。

经过长期运行的数控机床,由于其机械传动部件磨损,电器元件性能变化等原因,也许对其有关参数进行调整,有些机床的故障往往就是由于未及时修改某些不合适的参数所致,当然这些故障都是属于软故障的范畴。

10:原理分析法:

根据数控系统的组成原理,可从逻辑上分析各点的逻辑电平和特征参数(如电压值或波形),然后用万能表、逻辑笔、示波器或逻辑分析仪进行测量、分析和比较,从而对故障定位,运用这种方法,要求维修人员必须对整个系统或每个电路的原理有清楚的、较深的理解。

四:CAK6136数控机床常见故障

CAK6136数控机床配置西门子8025系统,开机后无法回参考点,主轴无法启动,屏幕不显示等常见故障的原因进行分析并处理

(一)开机后机床无法回参考点

开机后机床无法回参考点,产生超行程报警

1:分析

数控机床由机械与电气两大部分组成,相对而言电气部分故障率较高,分析时先考虑电气方面引起的故障,电气方面故障率较高的是外部的电器元件,数控系统本身的故障率一般较低。若新设备第一次无法回参考点,可能是回参考点的方式不对,应修改系统相关参数的值;若使用中不能回参考点时,其主要原因有:(1)系统在回参考点的过程中未收到减速信号;(2)虽然收到了减速信号,但是却没有受到零位信号。

2:处理

顺序为(1)检查减速开关的减速信号是否工作正常;(2)检查产生零位信号的霍尔式接近开关工作是否正常。有时虽接近开关的工作状态正常,但由于使用过程中系统的振动使接近开关产生松动,造成接近开关的实际探测距离超过其最大探测值,故检查时首先要检查接近开关与探头之间的距离。经检查零位接近开关损坏,更换接近开关后故障解除。

(二)主轴不能启动

使用中机床突然出现主轴停转,电源指示正常,但主轴电机不能启动。

1:分析

该数控车床主轴采用三相异步电动机驱动,变频调速,故障原因有(1)电机本身的故障;(2)输入信号不能可靠送入变频器;(3)变频器本身的故障;(4)数控系统的故障,由于变频器和数控系统本身都有很高的可靠性、完善的保护和自诊断功能,故障率较低,而外部电器元件的故障率较高,因此分析时应先检查电机运行状态,然后分析变频器的输入信号是否正常,只有当所有的输入信号都正常时,才能考虑故障是否由变频器或数控系统引起。主轴不能启动的故障现象有(1)电机只能一个方向启动;(2)电机正反方向均不能启动。若主轴两个方向都不能启动,故障原因可能是上述四个方面中的一个或几个的综合;若能单向启动,则可以排除电机、变频器出现故障的可能性。

2:处理

顺序为(1)检查电机是否正常;(2)检查变频器各输入信号是否正常;(3)检查变频器

检查变频器各输入信号的方法为(1)从变频器的FWD、REV、COM端子上拆下信号连接线;(2)输入正转指令(M03 S500),按下系统启动按钮,观察24V直流继电器KA1的指示灯,若指示灯亮说明数控系统工作正常,继电器KA1的线圈驱动电路工作也

正常;若指示灯不亮,说明故障可能是继电器KA1的线圈驱动电路断路;或者联锁常闭触点接触不良;或者数控系统的PLC出现故障。(3)用万能表Rx1挡测量FWD与COM 端子,若不导通,说明故障的原因是继电器KA1常开触点接触不良或FWD与COM之间断路;若导通,则用万能表的直流电压20V挡测量A11与COM间输出的模拟电压,若电压值为2.5V左右,说明故障的原因不在数控系统,而在变频器;若模拟电压值为零或较低,说明故障的原因在数控系统。

检查反转使能输入信号时,只要输入反转指令(M04 S500),观察24V直流继电器KA1的指示灯,测量REV、COM端子之间是否导通,其余与上述方法相同。

变频器故障的原因可能是:(1)变频器的参数设置错误;(2)变频器硬件故障,应重新设置变频器的有关参数,若不能解决问题,说明是变频器硬件故障。检查有反转使能信号,但无正传使能信号,故障的原因是继电器KA1常开触点接触不良,更换KA1后系统工作正常。

(三)显示器屏幕不显示

数控系统工作时显示器突然不显示,电源指示灯、工作指示灯突然熄灭,系统停止工作,按下急停按钮后车床断电,再次恢复系统供电后,电源指示灯指示正常,按下系统启动按钮后,电源指示灯、工作指示灯均不亮,显示器不显示。

1:分析

8025数控系统采用24V直流开关电源供电,造成显示器不显示的原因有:(1)24V 直流开关电源故障;(2)熔断器及直流供电线路故障;(3)数控系统硬件故障。分析时首先检查电源指示灯,若指示灯亮说明开关电源供电正常;若不亮应检查开关电源输出的24V直流电压,若输出电压过低,应检查开关电源220V的输入电压;若无交流电压输入,应查找开关电源的交流供电线路;若开关电源输入交流电压正常,但输出电压为0V,则故障在开关电源,应更换新的开关电源。

2:处理

检查开关电源输出电压正常,故检查数控系统的熔断器,一切正常。考虑可能是数控系统的故障,于是再次通电检查,发现按下启动按钮前电源指示灯亮,开关电源输出正常,按下启动按钮后,电源指示灯和工作指示灯都不亮,测量开关电源的输出电压值,输出电压变为零。经研究发现电源指示灯和工作指示灯均由开关电源供电,电源指示灯直接由开关电源供电,其他直流角电设备均经过继电器的常开触点供电,产生上述现象的原因可能是继电器常闭触点之后的线路中存在短路,因此用逐条线路切断法检查短路

存在的位置,当切断Z轴限位开关的电源线L+后,短路现象消失,拆开限位开关后检查,冷却液进入限位开关内部,造成接线端子锈蚀,使L+与M短路。更换限位开关后系统一切工作正常。

五:维修后的开机调试

机床的故障排除后通常分两大步进行通电试车:

(一)自动状态试验:

将机床锁住,用编制的程序进行空运转试验,验证程序的正确性,然后放开机床,分别将进给倍率开关、快速超调开关主轴速度超调开关进行多种变化,使机床在上述各开关的多种变化的情况下进行充分的运行,后将各超调开关置于100℅处,使机床充分运行,观察整机的工作情况是否正常。

(二)正常加工试验:

夹装好工件按正常程序进行加工,加工后检查工件的加工精度是否符合标准要求。六:维修调试后的技术处理

在现场维修结束后,应认真填写维修记录,列出有关必备的备件清单,建立用户档案。对于故障时间、现象,分析诊断方法、采用排故方法。如果有遗留问题应详尽记录,这样不仅使每次故障都有据可查,而且也可以不断积累维修经验。

数控机床的故障诊断与维修是数控机床使用过程中重要的组成部分,也是目前制约数控机床发挥作用的因素之一,因此学习数控机床故障诊断与维修的技术和方法具有重七:结论

要意义。为保证机床正常运行,保证工期和加工进度,同时通过故障诊断可以防患于未然,保证安全和保证工作正常进行,应定期的对数控机床进行维护和保养。加强数控机床的故障诊断与维修的力量,可以提高数控机床的质量,有利于数控机床的推广和应用。数控机床的使用单位培养掌握数控机床的故障诊断与维修的技术人员,有利于提高数控机床的使用率。随着数控机床的推广和应用,培养更多的掌握数控机床故障诊断与维修的高素质人才的任务也越来越迫切。

参考文献

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