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数控机床的故障诊断、处理及善后介绍

2014年11月13日 16:59中国机床商务网点击:5236

  【中国机床商务网 科技动态】数控机床,是一种技术含量很高的机、电、仪一体化的高效复杂的自动化机床,机床在运行过程中,零部件不可避免地会发生不同程度、不同类型的故障,因此,熟悉机械故障的特征,掌握数控机床机械故障诊断的常用方法和手段,对确定故障的原因和排除有着重大的作用。
  
  一、数控机床故障诊断原则与基本要求
  
  1.1排障原则。
  
  主要包括以下几个方面:1)充分调查故障现象,首先对操作者的调查,详细询问出现故障的全过程,有些什么现象产生,采取过什么措施等。然后要对现场做细致的勘测;2)查找故障的起因时,思路要开阔,无论是集成电器,还是和机械、液压,只要有可能引起该故障的原因,都要尽可能全面地列出来。然后进行综合判断和优化选择,确定最有可能产生故障的原因;3)先机械后电气,先静态后动态原则。在故障检修之前,首先应注意排除机械性的故障。再在运行状态下,进行动态的观察、检验和测试,查找故障。而对通电后会发生破坏性故障的,必须先排除危险后,方可通电。
  
  1.2故障诊断要求。
  
  除了丰富的专业知识外,进行数控故障诊断作业的人员需要具有一定的动手能力和实践操作经验,要求工作人员结合实际经验,善于分析思考,通过对故障机床的实际操作分析故障原因,做到以不变应万变,达到举一反三的效果。完备的维修工具及诊断仪表必不可少,常用工具如螺丝刀、钳子、扳手、电烙铁等,常用检测仪表如万用表、示波器、信号发生器等。除此以外,工作人员还需要准备好必要的技术资料,如数控机床电器原理图纸、结构布局图纸、数控系统参数说明书、维修说明书、安装、操作、使用说明书等。
  
  二、故障处理的思路
  
  不同数控系统设计思想千差万异,但无论那种系统,它们的基本原理和构成都是十分相似的。因此在机床出现故障时,要求维修人员必须有清晰的故障处理的思路:调查故障现场,确认故障现象、故障性质,应充分掌握故障信息,做到“多动脑,慎动手”避免故障的扩大化。根据所掌握故障信息明确故障的复杂程度,并列出故障部位的全部疑点。准备必要的技术资料,比如机床说明书,电气控制原理图等,以此为基础分析故障原因,制定排除故障的方案,要求思路开阔,不应将故障局限于机床的某一部分。
  
  在确定故障排除方案后,利用示万用表、示波器等测量工具,用试验的方法验证并检测故障,逐级定位故障部位,确认出故障属于电气故障还是机械故障,是系统性的还是随机性的,是自身故障还是外部故障等等。故障的排除。通常找到故障原因后问题会马上迎刃而解。
  
  三、故障处理方法及故障举例
  
  数控机床的数控系统是数控机床的核心所在,它的可靠运行,直接关系到整个设备运行的正常与否。下面总结提炼出一些判断与排除数控机床故障的方法。
  
  3.1直观法
  
  例1:一台德国MAHO公司生产的五轴联动数控镗铣床,数控系统为飞利浦系统。在一次传输数控程序中,由于处理不当,将CPU板的传输接口烧坏。将CPU板拆下,仔细观察,发现在RS232接口处有明显焦糊痕迹。在放大镜下仔细观察,将断线处重新跳接:并更换一块8255芯片,最新安装至机床上,将机床参数输入,机床恢复正常。该CPU板一直运行至今,运行状况良好。
  
  3.2自诊断功能分析法
  
  例2:一台武汉重型机床厂生产的16米大立车,在一次加工过程中突然出现43号报警(PLC未准备好工作)。读出ISTACK中的故障代码34,查阅西门子840C诊断手册,内容为:接口-DMP模块启动错误。检查包括手持单元在内的所有DMP模块,发现连接地面操纵台的DMP模块底板没有上电。查阅电气图纸发现为之提供电压的一空气开关跳闸,将其合上故障消失。
    
  3.3PLC程序分析法
  
  数控机床最多,最频繁的故障就是机床的某些逻辑功能无法实现。此时就需结合电气原理图,PLC程序,液压原理图等众多资料进行分析,找出故障所在的原因,对其部件进行维修或者更换,使数控机床恢复正常的工作。
  
  例3:还是上文所说的武汉重型机床厂生产的16米大立车,在使用过程中突然发现X轴同油槽大量往外溢油。检查同油线路并没有发现堵塞现象,查阅电气原理图发现供油的只有X轴定时润滑和定程润滑两项。用编成器PG720现场实时监控,在PB10中发现控制中间继电器9KY50的输出点Q11.4程序如下:
  
  PB1O段5
  
  AT40:装载T40
  
  LKT030.3;设置T40的时间为300秒
  
  SET41;加载至T41
  
  ANT41;装载T41
  
  LKT002.2:设置T41的时间为2秒
  
  SET40;加载至T40
  
  CDB32;调用DB32块
  
  A(0D0.10;X轴正向运动信号0D0.11;X轴负向运动信号)
  
  AT40;翻转控制
  
  0T38;上电控制加油润滑=Q11.4;控制9KY50继电器
  
  此处的PLC控制的含义就足在X轴运动时,利用T40和T41所没置的翻转时问对输出Q11.4进行控制已达到定时润滑的效果。监控PLC状态发现逻辑运转正常,监控9KY50发现完全按照PLC程序控制进行输出,再检查液压电磁阀发现无论PLC有无输出电磁阀都处于常通状态,也就足说任何时候都打油。拆下9KY50,用万用表测量,发现常开触点粘连,更换新的中间继电器,故障排除。
  
  3.4替换法
  
  例4:一台德国温加登公司生产的500吨程控冲床,装有电子凸轮控制器。在一次使用过程中电子凸轮控制器报警,内容为系统故障,致使整个机床瘫痪。将电子凸轮器拆下,发现其本身具有两块一样的电路板,且一块电路板上报警红色LED指示灯亮,另一块完全正常,对调后故障发生转移,证明其中一块硬件有故障,将两块板同时拆下发现共有8块可拔插的芯片,对调其中的四块,再次进行比较,故障现象没有发生转移,再对调剩余的二块芯片,故障现象发生转移,至此下去找出有问题的芯片。但由于此芯片为EPROM片,将好的EPROM片中的程序利用写片机写入所购买的同类型EPROM片,安装后,故障现象消失。此次故障的排除完全使用的是替换法,逐步缩小故障的范围,找出故障原因并加以排除。
  
  四、故障排除的确认及善后工作
  
  故障排除以后,维修工作还不能算完成,尚需从技术与管理两方面分析故障产生的深层次原因,采取适当措施避免故障再次发生。必要时可根据现场条件使用成熟技术对设备进行改造与改进。
  
  一段时间后,询问一下操作工机床的运行状况,并再次对故障点进行全面检查。最后做维修记录,详细记录维修的整个过程,包括维修时间、更换件型号规格及故障原因分析等。从排除故障过程中发现自己欠缺的知识,制定学习计划,最终充实自己。
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