数控机床养护与修理的窍门

机床应用职业技能数字化教学公共服务体系及应用示范

  • 国家科技支撑计划
  • 中华人民共和国科学与技术部
  • 项目编号:2015BAH47F00
  • 辽宁省科技厅
    平台资讯

    >>数控机床养护与修理的窍门

    数控机床养护与修理的窍门

    来源:未知作者:小叶子

    跟着电子技能和主动化技能的展开,数控技能的运用越来越广泛。以微处理器为根底,以大规划集成电路为象征的数控设备,已在我国批量出产、许多引入和推广运用,它们给机械制作业的展开发明了条件,并带来很大的效益。但一起,因为它们的先进性、杂乱性和智能化高的特色,在修补理论、技能和手法上都发作了飞跃的改动。


      数控修补技能不只是确保正常作业的条件,对数控技能的展开和完善也起到了无穷的推进效果,因而,现在它已经成为一门专门的学科。


      其他任何一台数控设备都是一种进程操控设备,这就请求它在实时操控的每一时刻都准确无误地作业。任何有些的毛病与失效,都会使机床停机,然后形成出产中止。因而对数控体系这么原理杂乱、构造精细的设备进行修补就显得十分必要了。格外对引入的CNC机床,大多花费了几十万到上千万美元。在许多职业中,这些设备均处于要害的作业岗位,若在呈现毛病后不及时修补扫除毛病,就会形成较大的经济损失。


      咱们现有的修补状况和水平,与国外进口设备的规划与制作技能水平还存在很大的距离。形成距离的要素在于:职工本质较差,缺少数字测验剖析手法,数域和数域与频域归纳方面的测验剖析技能等有待前进等等。


      下面咱们从现代数控体系的根本构成进手,讨论数控体系的确诊与修补。


    1 数控体系的构成与特色


      现在世界上的数控体系品种繁复,办法各异,构成构造上都有各自的特色。这些构造特色来源于体系初始规划的根本请求和工程规划的思路。例如对点位操控体系和接连轨道操控体系就有天壤之其他请求。关于T体系和M体系,一样也有很大的差异,前者适用于回转体零件加工,后者适合于异形非回转体的零件加工。关于不一样的出产厂家来说,依据前史展开要素以及各自因地而异的杂乱要素的影响,在规划思想上也也许各有千秋。例如,美国Dynapath体系选用小板构造,便于板子替换和灵敏联络,而日本FANUC体系则趋向大板构造,使之有利于体系作业的牢靠性,促进体系的均匀无毛病率不断前进。可是不管哪种体系,它们的根本原理和构成是十分相似的。通常悉数数控体系由三大有些构成,即操控体系,伺服体系和方位测量体系。操控体系按加工工件程序进行插补运算,宣布操控指令到伺服驱动体系;伺服驱动体系将操控指令扩大,由伺服电机驱动机械按请求运动;测量体系查看机械的运动方位或速度,并反应到操控体系,来批改操控指令。这三有些有机联络,构成完好的闭环操控的数控体系。


      操控体系首要由总线、CPU、电源、存贮器、操作面板和显现屏、位控单元、可编程序操控器逻辑操控单元以及数据输进/输出接口等构成。最新一代的数控体系还包含一个通讯单元,它可完结CNC、PLC的内部数据通讯和外部高次网络的衔接。伺服驱动体系首要包含伺服驱动设备和电机。方位测量体系首要是选用长光栅或圆光栅的增量式位移编码器。


      数控体系的首要特色是:牢靠性请求高:因为一旦数控体系发作毛病,即形成无穷经济损失;有较高的环境习气才能,因为数控系同通常为工业操控机,其作业环境为车间环境,请求它具有在轰动,高温,湿润以及各种工业搅扰源的环境条件下作业的才能;接口电路杂乱,数控体系要与各种数控设备及外部设备相配套,要随时处理出产进程中的各种状况,习气设备的各种技能请求,因而接口电路杂乱,并且作业频频。


    2 现代数控体系修补作业的根本条件


    2.1 修补作业职工的根本条件

      修补作业展开得好坏首要取决于职工条件。修补作业职工有必要具有以下请求: 
      (1)高度的责任心与杰出的职业道德; 
      (2)常识面广,掌握计算机技能、模拟与数字电路根底、主动操控与电机拖动、查看技能及机械加工技能方面的根底常识与必定的外语水平; 
      (3)经过杰出的技能训练,掌握有关数控、驱动及PLC的作业原理,懂得CNC编程和编程言语; 
      (4)了解构造,具有实验技能和较强的着手操作才能; 
      (5)掌握各种常用(格外是现场)的测验仪器、外表和各种东西。


    2.2 在修补手法方面应具有的条件 
      (1)准备好常用备品、配件; 
      (2)随时能够得到微电子元器材的实践援助或供应; 
      (3)必要的修补东西、仪器、外表、接线、微机。最佳有小型编程体系或编程器,用以援助设备调试; 
      (4)完好材料、手册、线路图、修补阐明书(包含CNC操作阐明书)以及接口、调整与确诊、驱动阐明书,PLC阐明书(包含PLC用户程序单),元器材表格等。


    2.3 修补前的准备 
      接到用户的直接请求后,应尽也许直接与用户联络,以便尽快地获取现场信息、现场状况及毛病信息。如数控机床的进给与主轴驱动类型、报警指示或毛病景象、用户现场有无备件等。据此预先剖析也许呈现的毛病要素与部位,然后在出发到现场之前,准备好有关的技能材料与修补服务东西、仪器备件等,做到有备而往。


    3 现场修补


      现场修补是对数控机床呈现的毛病(首要是数控有些)进行确诊,找出毛病部位,以相应的正常备件替换,使机床康复正常作业。这进程的要害是确诊,即对体系或外围线路进行查看,断定有无毛病,并对毛病定位指出毛病的切当方位。从整机定位到插线板,在某些场合下乃至定位到元器材。这是悉数修补作业的首要有些。


    3.1 数控体系的毛病确诊 
      (1)开始区分 通常在材料较全时,可经过材料剖析断定毛病地点,或采纳接口信号法依据毛病景象区分也许发作毛病的部位,然后再依照毛病与这一部位的详细特色,逐一部位查看,开始区分。在实践运用中,也许用一种办法即可查到毛病并扫除,有时需求多种办法并用。对各种区分毛病点的办法的掌握程度首要取决于对毛病设备原理与构造掌握的深度。


      (2)报警处理 ①体系报警的处理:数控体系发作毛病时,通常在显现屏或操作面板上给出毛病信号和相应的信息。通常体系的操作手册或调整手册中都有详细的报警号,报警内容和处理办法。因为体系的报警设置单一、完全、紧密、清晰、修补职工可依据每一警报后边给出的信息与处理办法自行处理。②机床报警和操作信息的处理:机床制作厂依据机床的电气特色,运用PLC程序,将一些能反映机床接口电气操控方面的毛病或操作信息以特定的象征,经过显现器给出,并可经过特定键,看到更翔实的报警阐明。这类报警能够依据机床厂供给的扫除毛病手册进行处理,也能够运用操作面板或编程器依据电路图和PLC程序,查出相应的信号状况,按逻辑联系找出毛病点进行处理。


      (3)无报警或无法报警的毛病处理 当体系的PLC无法作业,体系已停机或体系没有报警但作业不正常时,需求依据毛病发作前后的体系状况信息,运用已掌握的理论根底,进行剖析,做出准确的断定。下面论述这种毛病确诊和扫除办法。


      毛病确诊办法 
      惯例查看法


      目测 目测毛病板,仔细查看有无稳妥丝烧断,元器材烧焦,烟熏,开裂景象,有无异物断路景象。以此可断定板内有无过流,过压,短路等标题。


      手摸 用手摸并轻摇元器材,格外是阻容,半导体器材有无松动之感,以此可查看出一些断脚,虚焊等标题。


      通电 首要用万用表查看各种电源之间有无断路,如无即可接进相应的电源,目测有无冒烟,打火等景象,手摸元器材有无反常发热,以此可发现一些较为显着的毛病,而减小查验规划。


      例如:在哈尔滨某工厂扫除毛病时,机床的数控体系和PLC作业正常,但机床的液压体系无法发动,用编程器查看PLC程序作业正常,各所需信号状况均满意开机条件。进一步查看中发现,PLC信号状况与图纸和设备上的符号不共同,停机拔出电路板查看,发现PLC两块输出板编址不对,与另两块方位搞错,经沟通后,机床正常作业。关于发作这个毛病的机床所选用的SIMATIC S5—150K可编程操控器,只需编址准确,不管将线路板的方位如何摆放,体系均能正常作业,但相应地履行元件和信号源有必要准确地对应,一旦对应过错就会发作毛病,乃至破坏机床。其他,依据用户供给的毛病景象,联络自个的现场调查,运用体系作业原理亦可敏捷做出准确断定。


      仪器测量法:当体系发作毛病后,选用惯例电工查看仪器,东西,按体系电路图及机床电路图对毛病有些的电压,电源,脉冲信号等进行实测断定毛病地点。如电源的输进电压超限,导致电源监控可用电压表测网络电压,或用电压测验仪实时监控以扫除其它要素。如发作方位操控环毛病可用示波器查看测量回路的信号状况,或用示波器调查其信号输出是不是缺相,有无搅扰。例如,上海某厂在扫除毛病中,体系报警,方位环硬件毛病,用示波器查看发现有搅扰信号,咱们在电路顶用接电容的办法将其滤掉使体系作业正常。如呈现体系无法回基准点的状况,可用示波器查看是不是有零符号脉冲,若没有可思考是测量体系损坏。


      用可编程操控器进行PLC中止状况剖析:可编程序操控器发作毛病时,其中止要素以中止仓库的办法回忆。运用编程器能够在体系中止状况下,调出中止仓库和块仓库,按其所指示的要素,查明毛病地点。在可编程序操控器的修补中这是最常用有用和疾速的办法。


      接口信号查看:经过用可编程序操控器查看机床操控体系的接口信号,并与接口手册的准确信号相比照,亦可查出相应的毛病点。


      确诊备件替换法:现代数控体系大都选用模块化规划,按功用不一样区分不一样模块,跟着现代技能的展开,电路的集成规划越来越大技能也越来越杂乱,按惯例办法,很难把毛病定位到一个很小的区域,而一旦体系发作毛病,为了缩短停机时刻,咱们能够依据模块的功用与毛病景象,开始断定出也许的毛病模块,用确诊备件将其替换,这么可敏捷断定出有毛病的模块。在没有确诊备件的状况下能够选用现场一样或相容的模块进行替换查看,关于现代数控的修补,不断添加的状况选用这种办法进行确诊,然后用备件替换损坏模块,使体系正常作业。尽最大也许缩短毛病停机时刻,运用这种办法在操作时留心必定要在停电状况下进行,还要仔细查看线路板的版别,类型,各种符号,跨接是不是一样,关于有关的机床数据和电位计的方位应做好记载,拆线时应做好象征。


      运用体系的自确诊功用断定:现代数控体系格外是全功用数控具有很强的自确诊才能,经过施行时监控体系各有些的作业,及时断定毛病,给出报警信息,并做出相应的动作,避免事端发作。可是有时当硬件发作毛病时,就无法报警,有的数控体系可经过发光管不一样的闪耀频率或不一样的组合做出相应的指示,这些指示合作运用就可协助咱们准确地确诊出毛病模板的方位。如SINUMERIK 8体系依据MS100 CPU板上四个指示灯和操作面板上的FAULT灯的亮灭组合就可断定出毛病方位。


      上述确诊办法,在实践运用时并无严厉的边界,也许用一种办法就能扫除毛病,亦也许需求多种办法一起进行。其效果首要取决于对体系原理与构造的了解与掌握的深度,以及修补经历的多少。


    3.2 数控体系的多见毛病剖析 
      依据数控体系的构成,作业原理和特色,联络咱们在修补中的经历,将多见的毛病部位及毛病景象剖析如下。


      (1)方位环 这是数控体系宣布操控指令,并与方位查看体系的反应值相比较,进一步完结操控使命的要害环节。它具有很高的作业频度,并与外设相联接,所以容易发作毛病。


      多见的毛病有:

      ①位控环报警:也许是测量回路开路;测量体系损坏,位控单元内部损坏。

      ②不发指令就运动,也许是漂移过高,正反应,位控单元毛病;测量元件损坏。

      ③测量元件毛病,通常表现为无反应值;机床回不了基准点;高速时漏脉冲发作报警也许的要素是光栅或读头脏了;光栅坏了。


      (2)伺服驱动体系 伺服驱动体系与电源电网,机械体系等相关联,并且在作业中一向处于频频的发动和作业状况,因而这也是毛病较多的有些。


      其首要毛病有:

      ①体系损坏。通常因为网络电压动摇太大,或电压冲击形成。我国大有些地区电网质量欠好,会给机床带来电压超限,格外是刹那间超限,如无专门的电压监控仪,则很难测到,在查找毛病要素时,要加以留心,还有一些是因为格外要素形成的损坏。如华北某厂因为雷击中工厂变电站并窜进电网而形成多台机床伺服体系损坏。

      ②无操控指令,而电机高速作业。这种毛病的要素是速度环开环或正反应。如在东北某厂,引入的西德WOTAN公司转子铣床在调试中,机床X轴在无指令的状况下,高速作业,经剖析咱们认为是正反应形成的。因为体系零点漂移,在正反应状况下,就会敏捷累加使电机在高速下作业,而咱们按标签查看线路后完全准确,机床厂技能职工认为不也许接错,在充沛剖析与查看后咱们将反应线反接,成果机床作业正常。机床厂技能职工不得不供认德方作业失误。还有一比如,咱们在天津某厂训练讲学时,应厂方请求对他们厂一台自进厂后一向无法正常作业的精细磨床进行修补,其毛病是:机床一发动电机就作业,并且越来越快,直至最高转速。咱们剖析认为是因为速度环开路,体系漂移无法按捺形成。经查看其要素是速度反应线接到了地线上形成。

      ③加工时工件外表达不到请求,走圆弧插补轴换向时呈现凸台,或电机低速匍匐或振动,这类毛病通常是因为伺服体系调整不妥,各轴增益体系不相等或与电机匹配不合适导致,解决办法是进行最佳化调理。

      ④稳妥烧断,或电机过热,以致烧坏,这类毛病通常是机械负载过大或卡死。


      (3)电源 有些电源是坚持体系正常作业的动力支撑有些,它失效或毛病的直接成果是形成体系的停机或破坏悉数体系。通常在欧美国家,这类标题比较少,在规划上这方面的要素思考的不多,但在我国因为电源动摇较大,质量差,还隐躲有如高频脉冲这一类的搅扰,加上人为的要素(如遽然拉闸断电等)。这些要素可形成电源毛病监控或损坏。其他,数控体系有些作业数据,设定数据以及加工程序等通常存贮在RAM存贮器内,体系断电后,靠电源的后备蓄电池或锂电池来坚持。因而,停机时刻比较长,拔插电源或存贮器都也许形成数据丢掉,使体系不能作业。


      (4)可编程序操控器逻辑接口 数控体系的逻辑操控,如刀库管理,液压发动等,首要由PLC来完结,要完结这些操控就有必要收集各操控点的状况信息,如断电器,伺服阀,指示灯等。因而它与外界品种繁复的各种信号源和履行元件相衔接,改动频频,所以发作毛病的也许性就比较多,并且毛病类型亦千变万化。


      (5)其他 因为环境条件,如搅扰,温度,湿度超越容许规划,操作不妥,参数设定不妥,亦也许形成停机或毛病。有一工厂的数控设备,开机后不久便失往数控准备好信号,体系无法作业,经查看发现机体温度很高,要素是通气过滤网已堵死,导致温度传感器动作,替换滤网后,体系正常作业。不按操作规程拔插线路板,或无静电防护办法等,都也许形成停机毛病乃至破坏体系。


      通常在数控体系的规划、运用和修补中,有必要思考对经常呈现毛病的部位给予报警,报警电路作业后,一方面在屏幕或操作面板上给出报警信息,另一方面宣布维护性中止指令,使体系中止作业,以便查清毛病和进行修补。 

    3.3 毛病扫除办法 
      (1)初始化复位法 通常状况下,因为瞬时毛病导致的体系报警,可用硬件复位或开关体系电源顺次来根除毛病,若体系作业存贮区因为掉电,拔插线路板或电池欠压形成紊乱,则有必要对体系进行初始化根除,根除前应留心作好数据复制记载,若初始化后毛病仍无法扫除,则进行硬件确诊。


      (2)参数更改,程序更处死 体系参数是断定体系功用的依据,参数设定过错就也许形成体系的毛病或某功用无效。例如,在哈尔滨某厂转子铣床上选用了测量循环体系,这一功用请求有一个布景存贮器,调试时发现这一功用无法完结。查看发现断定布景存贮器存在的数据位没有设定,经设定后该功用正常。有时因为用户程序过错亦可形成毛病停机,对此能够选用体系的块查找功用进行查看,改正一切过错,以确保其正常作业。


      (3)调理,最佳化调整法 调理是一种最简略易行的办法。经过对电位计的调理,批改体系毛病。如某军工厂修补中,其体系显现器画面紊乱,经调理后正常。在山东某厂,其主轴在发动和制动时发作皮带打滑,要素是其主轴负载转矩大,而驱动设备的斜升时刻设定过小,经调理后正常。


      最佳化调整是体系地对伺服驱动体系与被拖动的机械体系完结最佳匹配的归纳调理办法,其办法很简略,用一台多线记载仪或具有存贮功用的双踪示波器,别离调查指令和速度反应或电流反应的呼应联系。经过调理速度调理器的份额系数和积分时刻,来使伺服体系到达即有较高的动态呼应特性,而又不振动的最佳作业状况。在现场没有示波器或记载仪的状况下,依据经历,即调理使电机起振,然后向反向渐渐调理,直到消除震动即可。


      (4)备件替换法 用好的备件替换确诊出坏的线路板,并做相应的初始化发动,使机床敏捷投进正常作业,然后将坏板修补或返修,这是现在最常用的排故办法。


      (5)改进电源质量法 现在通常选用稳压电源,来改进电源动摇。关于高频搅扰能够选用电容滤波法,经过这些预防性办法来削减电源板的毛病。


      (6)修补信息盯梢法 一些大的制作公司依据实践作业中因为规划缺点形成的偶尔毛病,不断修正和完善体系软件或硬件。这些修正以修补信息的办法不断供给应修补职工。以此做为毛病扫除的依据,可准确彻底地扫除毛病。


    3.4 修补中应留心的事项 
      (1)从整机上取出某块线路板时,应留心记载其相对应的方位,衔接的电缆号,关于固定装置的线路板,还应按前后取下相应的压接部件及螺钉作记载。拆开下的压件及螺钉应放在专门的盒内,避免丢掉,装置后,盒内的东西应悉数用上,不然装置不完好。


      (2)电烙铁应放在随手的前方,离别修补线路板。烙铁头应作恰当的修整,以习气集成电路的焊接,并避免焊接时碰伤其他元器材。


      (3)测量线路间的阻值时,应断电源,测阻值时应红黑表笔交换测量两次,以阻值大的为参考值。


      (4)线路板上大多刷有阻焊膜,因而测量时应找到相应的焊点作为测验点,不要根除焊膜,有的板子悉数刷有尽缘层,则只要在焊点处用刀片刮开尽缘层。


      (5)不该随意堵截打印线路。有的修补职东西有必定的家电修补经历,习气断线查看,但数控设备上的线路板大多是双面金属孔板或多层孔化板,打印线路细而密,一旦堵截不易焊接,且切线时易堵截相邻的线,再则有的点,在堵截某一根线时,并不能使其和线路脱离,需求一起堵截几根线才行。


      (6)不该随意拆换元器材。有的修补职工在没有断定毛病元件的状况下仅仅凭感觉那一个元件坏了,就当即拆换,这么误判率较高,拆下的元件人为损坏率也较高。


      (7)拆开元件时应运用吸锡器及吸锡绳,切忌硬取。同一焊盘不该长时刻加热及重复拆开,避免损坏焊盘。


      (8)替换新的器材,其引脚应作恰当的处理,焊接中不该运用酸性焊油。


      (9)记载线路上的开关,跳线方位,不该随意改动。进行南北极以上的对照查看时,或交换元器材时留心符号各板上的元件,避免紊乱,致使好板亦不能作业。


      (10)查清线路板的电源装备及品种,依据查看的需求,可别离供电或悉数供电。应留心高压,有的线路板直接接进高压,或板内有高压发作器,需恰当尽缘,操作时应格外留心。 

    4 数控机床开机调试


      数控机床是一种技能含量很高的机电仪一体化的机床,用户买到一台数控机床后,是不是准确的安全地开机,调试是很要害的一步。这一步的准确与否在很大程序上决议了这台数控机床能否表现正常的经济功率以及它本身的运用寿命,这对数控机床的出产厂和用户厂都是事关重大的课题。数控机床开机,调试应按下列的过程进行。


    4.1 通电前的外观查看 
      (1)机床电器查看 翻开机床电控箱,查看继电器,接触器,熔断器,伺服电机速度,操控单元插座,主轴电机速度操控单元插座等有无松动,如有松动应康复正常状况,有锁紧组织的接插件必定要锁紧,有转接盒的机床必定要查看转接盒上的插座,接线有无松动,有锁紧组织的必定要锁紧。


      (2)CNC电箱查看 翻开CNC电箱门,查看各类接口插座,伺服电机反应线插座,主轴脉冲发作器插座,手摇脉冲发作器插座,CRT插座等,如有松动要从头插好,有锁紧组织的必定要锁紧。依照阐明书查看各个打印线路板上的短路端子的设置状况,必定要契合机床出产厂设定的状况,的确有误的应从头设置,通常状况下无需从头设置,但用户必定要对短路端子的设置状况做好原始记载。


      (3)接线质量查看 查看一切的接线端子。包含强弱电有些在装置时机床出产厂自行接线的端子及各电机电源线的接线端子,每个端子都要用旋具紧固一次,直到用旋具拧不动停止,各电机插座必定要拧紧。


      (4)电磁阀查看 一切电磁阀都要用手推进数次,以避免长时刻不通电形成的动作不良,如发现反常,应作好记载,以备通电后承认修补或替换。


      (5)限位开关查看 查看一切限位开关动作的灵敏及固定性是不是结实,发现动作不良或固定不牢的应当即处理。


      (6)操作面板上按钮及开关查看,查看操作面板上一切按钮,开关,指示灯的接线,发现有误应当即处理,查看CRT单元上的插座及接线。


      (7)地线查看 请求有杰出的地线,测量机床地线,接地电阻不能大于1Ω。


      (8)电源相序查看 用相序表查看输进电源的相序,承认输进电源的相序与机床上遍地标定的电源相序应尽对共同。


      有二次接线的设备,如电源变压器等,有必要承认二次接线的相序的共同性。要确保遍地相序的尽对准确。此刻应测量电源电压,做好记载。


    4.2 机床总电压的接通 
      (1)接通机床总电源,查看CNC电箱,主轴电机冷却电扇,机床电器箱冷却电扇的转向是不是准确,光滑,液压等处的油象征指示以及机床照明灯是不是正常,各熔断器有无损坏,如有反常应当即停电查验,无反常能够继续进行。


      (2)测量强