數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修論文

1、<p>　　數(shù)控機(jī)床故障診斷論文</p><p>　　摘要：本文主要研究數(shù)控機(jī)床故障分析及消除措施的相關(guān)內(nèi)容。從數(shù)控機(jī)床故障診斷的基礎(chǔ)內(nèi)容談起，介紹數(shù)控機(jī)床故障規(guī)律，故障診斷的一般步驟及方法。接著講述數(shù)控機(jī)床的常見故障，包括機(jī)械故障、伺服系統(tǒng)故障、PLC等電氣故障。最后通過實例具體介紹數(shù)控機(jī)床故障產(chǎn)生后分析處理的過程。從而得知，數(shù)控機(jī)床維修是一門復(fù)雜的技術(shù)，要熟悉數(shù)控機(jī)床的各個部分，理論加實踐，提高工作

2、效率。</p><p>　　關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床、故障、診斷、維修</p><p><b>　　1 引言</b></p><p>　　數(shù)控機(jī)床是一種高效的自動化機(jī)床，他綜合了計算機(jī)技術(shù)，自動化技術(shù)，伺服驅(qū)動，精密測量和精密機(jī)械等各個領(lǐng)域的新的技術(shù)成果，是一門新興的工業(yè)控制技術(shù)。由于其經(jīng)濟(jì)性能好，生產(chǎn)效益高，在生產(chǎn)上處于越來越重要的地位。為了提高機(jī)床

3、的使用率，提高系統(tǒng)的有效度，結(jié)合工作實際淺談一下數(shù)控系統(tǒng)故障處置和維修的一般方法。以提高數(shù)控機(jī)床的維修技術(shù)。</p><p>　　2 數(shù)控機(jī)床故障診斷</p><p>　　2.1數(shù)控機(jī)床的故障規(guī)律</p><p>　　與一般設(shè)備相同，數(shù)控機(jī)床的故障率隨時間變化的規(guī)律可用圖1所示的浴盆曲線表示。在整個使用壽命期，根據(jù)數(shù)控機(jī)床的故障頻度大致分為 3 個階段，即早期故障期

4、、偶發(fā)故障期和耗損故障期。</p><p>　　早期故障期：早期故障期的特點(diǎn)是故障發(fā)生的頻率高，但隨著使用時間的增加迅速下降。</p><p>　　偶發(fā)故障期：數(shù)控機(jī)床在經(jīng)歷了初期的各種老化、磨合和調(diào)整后，開始進(jìn)入相對穩(wěn)定的正常運(yùn)行期。在這個階段，故障率低而且相對穩(wěn)定，近似常數(shù)。偶發(fā)故障是由于偶然因素引起的。</p><p>　　耗損故障期：耗損故障期出現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床

5、使用的后期，其特點(diǎn)是故障率隨著運(yùn)行時間的增加而升高。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的基本原因是由于數(shù)控機(jī)床的零部件及電子元器件經(jīng)過長時間的運(yùn)行，由于疲勞、磨損、老化等原因，壽命已接近衰竭，從而處于頻發(fā)故障狀態(tài)。</p><p>　　2.2 數(shù)控機(jī)床故障診斷的一般步驟</p><p>　　無論是處于哪一個故障期，數(shù)控機(jī)床故障診斷的一般步驟都是相同的。當(dāng)數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障時，除非出現(xiàn)危險及數(shù)控機(jī)床或人身安全的緊急

6、情況，一般不要關(guān)斷電源，要盡可能地保持機(jī)床原來的狀態(tài)不變，并對出現(xiàn)的一些信號和現(xiàn)象做好記錄，這主要包括：</p><p>　?、俟收犀F(xiàn)象的詳細(xì)記錄</p><p>　?、诠收习l(fā)生的操作方式及內(nèi)容</p><p>　?、酃收咸柤肮收现甘緹舻娘@示內(nèi)容</p><p>　　④故障發(fā)生時機(jī)床各部分的狀態(tài)與位置</p><p>

7、　　故障診斷一般按下列步驟進(jìn)行。 </p><p>　　(1)詳細(xì)了解故障情況。例如，當(dāng)數(shù)控機(jī)床發(fā)生顫振、振動或超調(diào)現(xiàn)象時，要弄清楚是發(fā)生在全部軸還是某一軸；如果是某一軸，是全程還是某一位置；是一運(yùn)動就發(fā)生還是僅在快速、進(jìn)給狀態(tài)某速度、加速或減速的某個狀態(tài)下發(fā)生。為了進(jìn)一步了解故障情況，要對數(shù)控機(jī)床進(jìn)行初步檢查，并著重檢查熒光屏上的顯示內(nèi)容，控制柜中的故障指示燈、狀態(tài)指示燈等。當(dāng)故障情況允許時，最好開機(jī)試驗，詳細(xì)

8、觀察故障情況。 </p><p>　　(2)根據(jù)故障情況進(jìn)行分析，縮小范圍，確定故障源查找的方向和手段。對故障現(xiàn)象進(jìn)行全面了解后，下一步可根據(jù)故障現(xiàn)象分析故障可能存在的位置。有些故障與其他部分聯(lián)系較少，容易確定查找的方向，而有些故障原因很多，難以用簡單的方法確定出故障源的查找方向，這就要仔細(xì)查閱數(shù)控機(jī)床的相關(guān)資料，弄清與故障有關(guān)的各種因素，確定若干個查找方向，并逐一進(jìn)行查找。 </p><p&

9、gt;　　(3)由表及里進(jìn)行故障源查找。故障查找一般是從易到難、從外圍到內(nèi)部逐步進(jìn)行。所謂難易，包括技術(shù)上的復(fù)雜程度和拆卸裝配方面的難易程度。技術(shù)上的復(fù)雜程度是指判斷其是否有故障存在的難易程度。在故障診斷的過程中，首先應(yīng)該檢查可直接接近或經(jīng)過簡單的拆卸即可進(jìn)行檢查的那些部位，然后檢查需要進(jìn)行大量的拆卸工作之后才能接近和進(jìn)行檢查的那些部位。</p><p>　　2.3 數(shù)控機(jī)床的常用檢修方法</p>

10、<p>　　數(shù)控機(jī)床是涉及多個應(yīng)用學(xué)科的十分復(fù)雜的系統(tǒng)，加之?dāng)?shù)控系統(tǒng)和機(jī)床本身的種類繁多，功能各異，不可能找出一種適合各種數(shù)控機(jī)床、各類故障的通用診斷方法。這里僅對一些常用的一般性方法作以介紹，這些方法互相聯(lián)系，在實際的故障診斷中，對這些方法要綜合運(yùn)用。</p><p>　?。?）根據(jù)報警號進(jìn)行故障診斷</p><p>　　計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)大都具有很強(qiáng)的自診斷功能。當(dāng)機(jī)床發(fā)生故障時

11、，可對整個機(jī)床包括數(shù)控系統(tǒng)自身進(jìn)行全面的檢查和診斷，并將診斷到的故障或錯誤以報警號或錯誤代碼的形式顯示在CRT上。</p><p>　　報警號(錯誤代碼)一般包括下列幾方面的故障(或錯誤)信息：</p><p>　?、俪绦蚓幹棋e誤或操作錯誤；</p><p>　?、诖鎯ζ鞴ぷ鞑徽＃?lt;/p><p><b>　?、鬯欧到y(tǒng)故障；&l

12、t;/b></p><p>　?、芸删幊炭刂破鞴收?；</p><p><b>　?、葸B接故障；</b></p><p>　?、逌囟?、壓力、液位等不正常；</p><p>　?、咝谐涕_關(guān)(或接近開關(guān))狀態(tài)不正確。</p><p>　　利用報警號進(jìn)行故障診斷是數(shù)控機(jī)床故障診斷的主要方法之一。如果

13、機(jī)床發(fā)生了故障，且有報警號顯示于CRT上，首先就要根據(jù)報警號的內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的分析與診斷。當(dāng)然，報警號多數(shù)情況下并不能直接指出故障源之所在，而是指出了一種現(xiàn)象，維修人員就可以根據(jù)所指出的現(xiàn)象進(jìn)行分析，縮小檢查的范圍，有目的地進(jìn)行某個方面的檢查。</p><p>　　（2）根據(jù)控制系統(tǒng)LED燈或數(shù)碼管的指示進(jìn)行故障診斷</p><p>　　控制系統(tǒng)的LED(發(fā)光二極管)或數(shù)碼管指示是另一種自診

14、斷指示方法。如果和故障報警號同時報警，綜合二者的報警內(nèi)容，可更加明確地指示出故障的位置。在CRT上的報警號未出現(xiàn)或CRT不亮?xí)r，LED或數(shù)碼管指示就是唯一的報警內(nèi)容了。</p><p>　　例如，F(xiàn)ANUC10，11系統(tǒng)的主電路板上有一個七段LED數(shù)碼管，在電源接通后，系統(tǒng)首先進(jìn)行自檢，這時數(shù)碼管的顯示不斷改變，最后顯示“1”而停止，說明系統(tǒng)正常。如果停止于其他數(shù)字或符號上，則說明系統(tǒng)有故障，且每一個符號表示相應(yīng)

15、的故障內(nèi)容，維修人員就可根據(jù)顯示的內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的檢查和處理。</p><p>　　（3）根據(jù)機(jī)床參數(shù)進(jìn)行故障診斷</p><p>　　機(jī)床參數(shù)也稱為機(jī)床常數(shù)，是通用的數(shù)控系統(tǒng)與具體的機(jī)床相匹配時所確定的一組數(shù)據(jù)，它實際上是NC程序中未定的數(shù)據(jù)或可選擇的方式。機(jī)床參數(shù)通常存于RAM中，由廠家根據(jù)所配機(jī)床的具體情況進(jìn)行設(shè)定，部分參數(shù)還要通過調(diào)試來確定。機(jī)床參數(shù)大都隨機(jī)床以參數(shù)表或參數(shù)紙帶的形式

16、提供給用戶。由于某種原因，如誤操作、參數(shù)紙帶不良等，存于RAM中的機(jī)床參數(shù)可能發(fā)生改變甚至丟失而引起機(jī)床故障。在維修過程中，有時也要利用某些機(jī)床參數(shù)對機(jī)床進(jìn)行調(diào)整，還有的參數(shù)須要根據(jù)機(jī)床的運(yùn)行情況及狀態(tài)進(jìn)行必要的修正。因此，維修人員對機(jī)床參數(shù)應(yīng)盡可能地熟悉，理解其含義，只有在理解的基礎(chǔ)上才能很好地利用它，才能正確地進(jìn)行修正而不致產(chǎn)生錯誤。</p><p>　　（4）用診斷程序進(jìn)行故障診斷</p>&

17、lt;p>　　診斷程序一般分為三套，即啟動診斷、在線診斷或稱后臺診斷和離線診斷。啟動診斷指從每次通電開始至進(jìn)入正常的運(yùn)行準(zhǔn)備狀態(tài)止，CNC內(nèi)部診斷程序自動執(zhí)行的診斷，一般情況下數(shù)秒之內(nèi)即告完成，其目的是確認(rèn)系統(tǒng)的主要硬件可否正常工作。主要檢查的硬件包括：CPU、存儲器、I/O單元等印刷板或模塊；CRT/MDI單元、閱讀機(jī)、軟盤單元等裝置或外設(shè)。若被檢測內(nèi)容正常，則CRT顯示表明系統(tǒng)已進(jìn)入正常運(yùn)行的基本畫面(一般是位置顯示畫面)。否

18、則，將顯示報警信息。在線診斷是指在系統(tǒng)通過啟動診斷進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后由內(nèi)部診斷程序?qū)NC及與之相連接的外設(shè)、各伺服單元和伺服電機(jī)等進(jìn)行的自動檢測和診斷。只要系統(tǒng)不斷電，在線診斷也就不會停止，在線診斷的診斷范圍大，顯示信息的內(nèi)容也很多。一臺帶有刀庫和臺板轉(zhuǎn)換的加工中心報警內(nèi)容有五六百條。離線診斷是利用專用的檢測診斷程序進(jìn)行的旨在最終查明故障原因，精確確定故障部位的高層次診斷，離線診斷的程序存儲及使用方法一般不相同</p>&l

19、t;p><b>　　（5）其他診斷方法</b></p><p>　　a、備板置換法（替代法）</p><p>　　用同功能的備用板替換被懷疑有故障的模板。（故障被排除或范圍縮小）</p><p>　　注意：斷電狀態(tài)下/選擇開關(guān)/跨線一致，只改變模板。</p><p>　　b、將功能相同的模板或單元相互交換，<

20、/p><p>　　觀察故障的轉(zhuǎn)移情況，就能快速判斷故障的部位。</p><p><b>　　c、敲擊法</b></p><p>　　數(shù)控系統(tǒng)是由各種電路板組成，電路板上、接插件等處有虛焊或接口槽接觸不良都會引起故障?？捎媒^緣物輕輕敲打疑點(diǎn)處，若出現(xiàn)，則敲擊處很可能就是故障部位。</p><p><b>　　d、升溫

21、法</b></p><p>　　設(shè)備運(yùn)行較長時間或環(huán)境溫度較高時，機(jī)床就會出現(xiàn)故障，可用電吹風(fēng)、紅外燈照射可疑的元件或組件。確定故障點(diǎn)。</p><p><b>　　e、功能程序測試法</b></p><p>　　當(dāng)數(shù)控機(jī)床加工造成廢品而無法確定是編程、操作不當(dāng)還是數(shù)控系統(tǒng)故障時，或是閑置時間較長的數(shù)控機(jī)床重新投入使用時。將G、M、

22、S、T、F功能的全部指令編寫一個試驗程序并運(yùn)行在這臺機(jī)床，可快速判斷哪個功能不良或喪失。</p><p><b>　　f、隔離法</b></p><p>　　隔離法是將某些控制回路斷開，從而達(dá)到縮小查找故障區(qū)域的目的。例：某加工中心，在JOG方式下，進(jìn)給平穩(wěn)，但自動則不正常。首先要確定是NC故障還是伺服系統(tǒng)故障，先斷開伺服速度給定信號，用電池電壓作信號，故障依舊。說明

23、NC系統(tǒng)沒有問題。進(jìn)一步檢查是Y軸夾緊裝置出故障。</p><p><b>　　g、測量比較法</b></p><p>　　為了檢測方便，在模板或單元上設(shè)有檢測端子，用萬用表、示波器等儀器對這些端子的電平或波形進(jìn)行測試，將測試值與正常值進(jìn)行比較，可以分析和判斷故障的原因和及故障的部位。各種故障診斷方法各有特點(diǎn)，要根據(jù)故障現(xiàn)象的特點(diǎn)靈活的組合應(yīng)用。</p>

24、<p>　　3 數(shù)控機(jī)床常見故障診斷與維修</p><p>　　3.1 數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)故障診斷與維修</p><p>　?。?）進(jìn)給運(yùn)動系統(tǒng)（滾珠絲杠螺母副）的故障診斷</p><p>　　a、絲杠螺母潤滑不良</p><p>　　1) 分油器是否分油</p><p><b>　　2) 油管是否

25、堵塞</b></p><p><b>　　b、滾珠絲杠副噪聲</b></p><p>　　1) 滾珠絲杠軸承壓蓋壓合不良</p><p>　　2) 滾珠絲杠潤滑不良</p><p><b>　　3) 滾珠破損</b></p><p>　　4) 電動機(jī)與滾珠絲杠聯(lián)軸

26、器松動</p><p>　　（2）刀架、刀庫及換刀裝置故障診斷</p><p>　　轉(zhuǎn)塔刀架沒有抬起動作</p><p>　　控制系統(tǒng)是否有T指令輸出信號</p><p>　　抬起電磁鐵斷線或抬起閥桿卡死</p><p><b>　　壓力不夠</b></p><p>　　抬

27、起液壓缸研損或密封損壞</p><p>　　與轉(zhuǎn)塔抬起聯(lián)接的機(jī)械部分研損</p><p><b>　　轉(zhuǎn)塔不正位</b></p><p>　　轉(zhuǎn)位盤上的撞塊與選位開關(guān)松動，使轉(zhuǎn)塔到位時傳輸信號超期或滯后</p><p>　　上下聯(lián)接盤與中心軸花鍵間隙過大產(chǎn)生位移偏差大，落下時易碰牙頂，引起不到位</p>&

28、lt;p>　　轉(zhuǎn)位凸輪與轉(zhuǎn)位盤間隙過大</p><p><b>　　凸輪在軸上竄動</b></p><p>　　轉(zhuǎn)位凸輪軸的軸向預(yù)緊力過大或有機(jī)械干涉</p><p><b>　　轉(zhuǎn)塔轉(zhuǎn)位不停</b></p><p>　　兩計數(shù)開關(guān)不同時計數(shù)或復(fù)置開關(guān)損壞</p><p&g

29、t;　　轉(zhuǎn)塔上的24V電源斷線</p><p><b>　　刀具不能夾緊</b></p><p><b>　　風(fēng)泵氣壓不足</b></p><p><b>　　增壓漏氣</b></p><p><b>　　刀具卡緊液壓缸漏油</b></p>

30、<p>　　刀具松卡彈簧上的螺絲母松動</p><p><b>　　刀具夾緊后不能松開</b></p><p>　　松鎖刀的彈簧壓力過緊</p><p><b>　　刀套不能夾緊刀具</b></p><p>　　檢查刀套上的調(diào)節(jié)螺母</p><p><b>

31、;　　機(jī)械手換刀速度過快</b></p><p>　　氣壓太高或節(jié)流閥開口過大</p><p><b>　　換刀時找不到刀</b></p><p>　　刀位編碼用組合行程開關(guān)、接近開關(guān)等元件損壞、接觸不好或靈敏度降低</p><p>　　（3）液壓與氣動系統(tǒng)故障診斷</p><p>　

32、　a、液壓泵有異常噪聲或壓力下降</p><p>　　油量不足，濾油器露出油面</p><p><b>　　吸油管吸入空氣</b></p><p>　　回油管高出油面，空氣進(jìn)入油池</p><p>　　進(jìn)油口濾油器容量不足</p><p><b>　　濾油器局部堵塞</b>&

33、lt;/p><p>　　液壓泵轉(zhuǎn)速過高或液壓泵裝反</p><p>　　液壓泵與電動機(jī)聯(lián)接同軸度差</p><p>　　定子和葉片磨損，軸承和軸損壞</p><p><b>　　泵與其他機(jī)械共振</b></p><p>　　c、液壓泵發(fā)熱、油溫過高</p><p><b&

34、gt;　　液壓泵工作壓力超載</b></p><p>　　吸油管和系統(tǒng)回油管距離太近</p><p><b>　　油箱油量不足</b></p><p>　　摩擦引起機(jī)械損失，泄漏引起容積損失</p><p><b>　　壓力過高</b></p><p>　　d、系

35、統(tǒng)及工作壓力低，運(yùn)動部件爬行</p><p><b>　　泄漏</b></p><p>　　e、尾座頂不緊或不運(yùn)動</p><p><b>　　壓力不足</b></p><p>　　液壓缸活塞拉毛或研損</p><p><b>　　密封圈損壞</b>&l

36、t;/p><p><b>　　液壓閥斷線或卡死</b></p><p><b>　　套筒研損</b></p><p><b>　　f、導(dǎo)軌潤滑不良</b></p><p><b>　　分油器堵塞</b></p><p><b>

37、;　　油管破裂或滲漏</b></p><p><b>　　沒有氣體動力源</b></p><p><b>　　油路堵塞</b></p><p>　　g、滾珠絲杠潤滑不良</p><p><b>　　分油管是否分油</b></p><p>&l

38、t;b>　　油管是否堵塞</b></p><p>　　3.2常見伺服系統(tǒng)故障及診斷</p><p>　　a、伺服超差:機(jī)床的實際進(jìn)給值與指令值之差超過限定的允許值.</p><p>　　檢查CNC控制系統(tǒng)與驅(qū)動放大模塊之間,CNC控制系統(tǒng)與位置</p><p>　　檢測器之間,驅(qū)動放大器與伺服電機(jī)之間的邊線是否正確、可靠&l

39、t;/p><p>　　檢查位置檢測器的信號及相關(guān)的D/A轉(zhuǎn)換電路是否有問題</p><p>　　檢查驅(qū)動放大器電壓是否有問題</p><p>　　檢查電動機(jī)軸與傳動機(jī)械間是否配合良好，是否有松動或間隙存在</p><p>　　檢查位置環(huán)增益是否符合要求，若不符合要求對有關(guān)的電位器應(yīng)予以調(diào)整</p><p>　　b、機(jī)床停止

40、時，有關(guān)進(jìn)給軸振動</p><p>　　檢查高頻脈動信號并觀察其波形及振幅，若不符合應(yīng)調(diào)節(jié)有關(guān)電位器</p><p>　　檢查伺服放大器速度環(huán)的補(bǔ)償功能，若不符合應(yīng)調(diào)節(jié)補(bǔ)償用電位器</p><p>　　檢查位置檢測用編碼盤的軸、聯(lián)軸節(jié)、齒輪系是否嚙合良好</p><p>　　c、機(jī)床運(yùn)行時聲音不好，有擺動現(xiàn)象</p><p

41、>　　檢查測速發(fā)電機(jī)換向器表面是否光滑、清潔，電刷與換向器間是否接觸良好</p><p>　　檢查伺服放大器速度環(huán)的補(bǔ)償功能，若不符合應(yīng)調(diào)節(jié)補(bǔ)償用電位器</p><p>　　檢查伺服放大器位置環(huán)增益是否符合要求，若不符合要求對有關(guān)的電位器應(yīng)予以調(diào)整</p><p>　　檢查位置檢測器與聯(lián)軸節(jié)間的裝配是否有松動</p><p>　　檢查由

42、位置檢測器來的反饋信號的波形及D/A轉(zhuǎn)換后的波形幅度</p><p><b>　　d、飛車現(xiàn)象</b></p><p>　　位置傳感器或速度傳感器的信號反相，或者是電樞線接反了，即整個系統(tǒng)不是負(fù)反饋而變成正反饋了</p><p><b>　　速度指令給的不正確</b></p><p>　　位置傳感器

43、或速度傳感器的反饋信號沒有接或者是有接線斷開</p><p>　　CNC控制系統(tǒng)或伺服控制板有故障電源板有故障而引起的邏輯混亂</p><p>　　e、所有的軸均不運(yùn)動</p><p>　　用戶保護(hù)性鎖緊如急停\制動,或有關(guān)運(yùn)動的相應(yīng)開關(guān)位置不正確</p><p><b>　　主電源熔絲斷</b></p>

44、<p>　　由于過載保護(hù)用斷路器動作或監(jiān)控用繼電器的觸點(diǎn)未接觸好</p><p><b>　　f、電動機(jī)過熱</b></p><p>　　滑板運(yùn)行時摩擦力或阻力太大</p><p>　　熱保護(hù)繼電器脫扣,電流設(shè)定錯誤</p><p>　　勵磁電流太低或永磁式電動機(jī)失磁時,為獲得所需力矩也可引起電樞電流增高而使電

45、動機(jī)發(fā)熱</p><p><b>　　切削條件惡劣</b></p><p>　　運(yùn)動夾緊/制動裝置沒充分釋放</p><p>　　齒輪傳動系損壞或傳感器有問題</p><p>　　電機(jī)本身內(nèi)部匝間短路而引起的過熱</p><p>　　帶風(fēng)扇冷卻的電動機(jī),風(fēng)扇壞</p><p&g

46、t;　　g、機(jī)床定位精度不準(zhǔn)</p><p><b>　　滑板運(yùn)行時阻力太大</b></p><p>　　位置環(huán)的增益或速度環(huán)的低頻增益太低</p><p>　　機(jī)械傳動部分有反向間隙</p><p>　　位置環(huán)或速度環(huán)的零點(diǎn)平衡調(diào)整不合理</p><p>　　接地\屏蔽不好或電纜布線不合理<

47、;/p><p>　　h、零件加工表面粗糙</p><p>　　檢查測速發(fā)電機(jī)換向器的表面光滑狀況及電刷的磨合狀況</p><p>　　檢查高頻脈沖波形的振幅、頻率、及濾波形狀</p><p>　　檢查切削條件是否合理，刀尖是否損壞</p><p>　　檢查機(jī)械傳動的反向間隙</p><p>　　檢查

48、位置檢測信號的振幅</p><p>　　檢查機(jī)床的振動狀況如機(jī)床水平狀態(tài)、地基、主軸旋轉(zhuǎn)時有否振動等</p><p>　　3.3數(shù)控機(jī)床PLC故障診斷的方法</p><p>　?。?）根據(jù)報警信號診斷故障</p><p>　　數(shù)控系統(tǒng)的故障報警信息，為用戶提供排除故障的信息。</p><p>　?。?）根據(jù)動作順序診斷

49、故障</p><p>　　數(shù)控機(jī)床上刀具及托盤等裝置的自動交換動作，都是按一定的順序來完成因此，觀察機(jī)械裝置的運(yùn)動過程，比較故障和正常時的情況，就可發(fā)現(xiàn)疑點(diǎn)，診斷出故障原因。</p><p>　　（3）根據(jù)控制對象的工作原理診斷故障</p><p>　　數(shù)控機(jī)床的PLC程序是按照控制對象的工作原理設(shè)計的，通過對控制對象工作原理的分析，結(jié)合PLC的I/O狀態(tài)是診斷故障

50、很有效的方法。</p><p>　?。?）根據(jù)PLC的I/O狀態(tài)診斷故障</p><p>　　在數(shù)控機(jī)床中，輸入/輸出信號的傳遞，一般要通過PLC的I/O接口來實現(xiàn)，因此一些故障會在PLC的I/O接口通道上反映出來。數(shù)控機(jī)床的這個特點(diǎn)為故障診斷提供了方便。如果不是數(shù)控系統(tǒng)硬件故障，可以不必查看梯形圖和有關(guān)電路圖，通過查詢PLC的I/O通常狀態(tài)和故障狀態(tài)來進(jìn)行診斷。</p>&

51、lt;p>　　另外一種簡單實用的方法，就是將數(shù)控機(jī)床的輸入/輸出狀態(tài)列表，通過比較通常狀態(tài)和故障狀態(tài)，就能迅速診斷出故障部位。</p><p>　　（5）通過PLC梯形圖診斷故障</p><p>　　根據(jù)PLC的梯形圖來分析和診斷故障是解決數(shù)控機(jī)床外圍故障的基本方法。如果采用這種方法診斷機(jī)床故障，首先應(yīng)該查清機(jī)床的工作原理、動作順序和連鎖關(guān)系，然后利用CNC系統(tǒng)的自診斷功能或通過機(jī)外

52、編程器，根據(jù)PLC梯形圖查看相關(guān)的輸入、輸出及標(biāo)志的狀態(tài)，以確定故障原因。</p><p>　?。?）動態(tài)跟蹤梯形圖診斷故障</p><p>　　有些PLC發(fā)生故障時，查看輸入/輸出及標(biāo)志狀態(tài)均為正常，此時必須通過PLC動態(tài)跟蹤，實時跟蹤輸入/輸出及標(biāo)志狀態(tài)的瞬間變化。根據(jù)PLC動作原理作出診斷。</p><p>　　綜上所述，PLC故障診斷的要點(diǎn)是:要了解數(shù)控機(jī)床

53、各部分檢測開關(guān)的安裝位置。如加工中心的刀庫，機(jī)械手和回轉(zhuǎn)工作臺，數(shù)控車床的旋轉(zhuǎn)刀架和尾架，機(jī)床的氣、液壓系統(tǒng)中的限位開關(guān)，接近開關(guān)和壓力開關(guān)等，要清楚檢測開關(guān)作為PLC輸入信號的標(biāo)志。要了解執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作順序。如液壓缸、氣缸的電磁換向閥等，要清楚對應(yīng)的PLC輸出信號標(biāo)志。要了解各種條件標(biāo)志。如啟動、停止、限位、夾緊和放松等標(biāo)志信號借助編程器跟蹤梯形圖的動態(tài)變化，分析故障的原因，根據(jù)機(jī)床的工作原理作出正確的診斷。</p>&

54、lt;p>　　4、數(shù)控機(jī)床常見故障診斷及維修實例</p><p>　?。?）主軸出現(xiàn)噪聲的故障維修</p><p>　　故障現(xiàn)象：主軸噪聲較大，主軸無載荷情況下，負(fù)載表指示超過40%。</p><p>　　分析診斷：首先檢查主軸參數(shù)設(shè)定，包括放大器型號、電動機(jī)型號及伺服增益等，在確認(rèn)無誤后，則將檢查重點(diǎn)放在機(jī)械側(cè)。發(fā)現(xiàn)主軸軸承損壞，經(jīng)更換軸承后，在脫開機(jī)械側(cè)的

55、情況下檢查主軸電動機(jī)旋轉(zhuǎn)情況，發(fā)現(xiàn)負(fù)載表指示已正常但仍有噪聲。隨后，講主軸參數(shù)00號設(shè)定為1，即讓主軸驅(qū)動系統(tǒng)開環(huán)運(yùn)行，結(jié)果噪聲消失，說明速度檢測元件有問題。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)安裝不正，調(diào)整位置之后再運(yùn)行主軸電動機(jī)，噪聲消失，機(jī)床能正常工作。</p><p>　?。?）絲杠竄動引起的故障維修</p><p>　　故障現(xiàn)象：TH6380臥式加工中心，啟動液壓后，手動運(yùn)行Y軸時，液壓自動中斷，CRT顯

56、示報警，驅(qū)動失效，其他各軸正常。</p><p>　　分析診斷：該故障涉及電氣、機(jī)械、液壓等部分。任一環(huán)節(jié)有問題均可導(dǎo)致驅(qū)動失效，因此檢查的順序大致如下。</p><p>　　伺服驅(qū)動裝置→電動機(jī)及測量器件→電動機(jī)與絲杠連接部分→液壓平衡裝置→開口螺母和滾珠絲杠→軸承→其他機(jī)械部分。</p><p>　?、贆z查驅(qū)動裝置外部接線及內(nèi)部元器件的狀態(tài)良好，電動機(jī)與測量系統(tǒng)

57、正常。</p><p>　　②拆下Y軸液壓抱閘后情況同前，將電動機(jī)與絲杠的同步傳動帶脫離，手搖Y軸絲杠，發(fā)現(xiàn)絲杠上下竄動。</p><p>　?、鄄痖_滾珠絲杠上軸承座正常。</p><p>　?、懿痖_滾珠絲杠下軸承座后發(fā)現(xiàn)軸向推力軸承的緊固螺母松動，導(dǎo)致滾珠絲杠上下竄動。</p><p>　　由于滾珠絲杠上下竄動，造成伺服電動機(jī)轉(zhuǎn)動帶動絲杠空

58、轉(zhuǎn)約一圈。在數(shù)控系統(tǒng)中，當(dāng)NC指令發(fā)出后，測量系統(tǒng)應(yīng)有反饋信號，若間隙的距離超過了數(shù)控系統(tǒng)所規(guī)定的范圍，即電動機(jī)空走若干個脈沖后光柵尺無任何反饋信號，則數(shù)控系統(tǒng)必報警，導(dǎo)致驅(qū)動失效，機(jī)床不能運(yùn)行。擰好緊固螺母，滾珠絲杠不再竄動，則故障排除。</p><p>　?。?）刀架、刀庫、換刀裝置的故障維修</p><p>　　故障現(xiàn)象：某加工中心采用凸輪機(jī)械手換刀。換刀過程中，動作中斷，發(fā)出203

59、5號報警，顯示機(jī)械手伸出故障。</p><p>　　分析診斷：根據(jù)報警內(nèi)容，機(jī)床是因為無法執(zhí)行下一步“從主軸和刀庫中拔出刀具”，而使換刀過程中斷并報警。</p><p>　　機(jī)械手未能伸出完成從主軸和刀庫中拔刀動作，產(chǎn)生故障的原因可能有：</p><p>　?、佟八傻丁备袘?yīng)開關(guān)失靈。在換刀過程中，各動作的完成信號均由感應(yīng)開關(guān)發(fā)出，只有上一動作完成后才能進(jìn)行下一動作。

60、第三步為“主軸松刀”，如果感應(yīng)開關(guān)未發(fā)信號，則機(jī)械手“拔刀”就不會動作。檢查兩感應(yīng)開關(guān)，信號正常。</p><p>　?、凇八傻丁彪姶砰y失靈。主軸的“松刀”，是由電磁閥接通液壓缸來完成的。如電磁閥失靈，則液壓缸未進(jìn)油，刀具就“松”不了。檢查主軸的“松刀”電磁閥，動作均正常。</p><p>　?、邸八傻丁币簤焊滓蛞簤合到y(tǒng)壓力不夠或漏油而不動作，或行程不到位。檢查刀庫松刀液壓缸，動作正常。行

61、程到位；打開主軸箱后罩，檢查主軸松刀液壓缸，發(fā)現(xiàn)已到達(dá)松刀位置，油壓也正常，液壓缸無漏油現(xiàn)象。</p><p>　?、軝C(jī)械手系統(tǒng)有問題，建立不起“拔刀”條件。其原因可能是電動機(jī)控制電路有問題。檢查電動機(jī)控制電路系統(tǒng)正常。</p><p>　?、莸毒呤强康螐椈赏ㄟ^拉桿和彈簧卡頭將刀具柄尾端的拉釘拉緊的。松刀時，液壓缸的活塞桿頂壓頂桿，頂桿通過空心螺釘推動拉桿，一方面使彈簧卡頭松開刀具的拉釘

62、，另一方面又頂動拉釘，使刀具右移而在主軸錐孔中變“松”。</p><p>　　主軸系統(tǒng)不松刀的原因可能有以下幾點(diǎn)：</p><p>　　刀具尾部拉釘?shù)拈L度不夠，致使液壓缸雖已運(yùn)動到位，而仍未將刀具頂松</p><p>　　拉桿尾部空心螺釘位置起了變化，使液壓缸行程滿足不了“松刀”的要求</p><p>　　頂桿出了問題，已變形或磨損</

63、p><p>　　彈簧卡頭出故障，不能張開</p><p>　　主軸裝配調(diào)整時，刀具移動量調(diào)的太小，致使在使用過程中一些綜合因素導(dǎo)致不能滿足“松刀”條件</p><p>　　處理方法：拆下“松刀”液壓缸，檢查發(fā)現(xiàn)這一故障系制造裝配時，空心螺釘?shù)纳斐隽空{(diào)的太小，故“松刀”液壓缸行程到位，而刀具在主軸錐孔中“壓出”不夠，刀具無法取出。調(diào)整空心螺釘?shù)摹吧扉L量”，保證在主軸“松刀

64、”液壓缸行程到位后，刀柄在主軸錐孔中的壓出量為0.4-0.5mm。經(jīng)以上調(diào)整后，故障可排除。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　本文從數(shù)控機(jī)床故障的產(chǎn)生論述到數(shù)控機(jī)床故障的解決?？梢郧宄刂罃?shù)控機(jī)床是技術(shù)含金量很高的設(shè)備，在使用過程中要嚴(yán)格遵照使用要求。設(shè)備出現(xiàn)問題后，要及時冷靜地進(jìn)行故障診斷，尋找合適的方法解決問題。機(jī)床修理人員要注重實

65、踐，在實踐中不斷提高自己的水平，要多問、多閱讀、多觀察、多思考、多實踐、多討論交流、多總結(jié)。只有當(dāng)自身的水平提高了，數(shù)控機(jī)床的修理過程才能更迅速，才能更好地提高工作效率，多創(chuàng)效益。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1.蔣洪平，數(shù)控設(shè)備故障診斷與維修，北京：北京理工大學(xué)出版社，2006.8</p><p>　　2