数控加工中心故障排除及实例应用

为了充分发挥数控加工中心应有的功效,数控机床的正常运行十分关键的,在数控设备出现问题,及时排除故障就显得尤为重要。但对于接触加工中心不多的维修员来说,当机床出现故障时,往往不知从那里下手,延误维修时间。时如果我们能借助于数控系统本身具有的自诊断功能,将对我们的维修产生很大帮助。同时,作为维修人员当数控机床发生故障后,首先要向操作者了解故障产生症状,产生在哪道程序及时间,操作方法是否得当,才能及时发现问题,以免隐患过大,造成损失。其次,要检查按钮、熔断器,接线端子等元件,在接线时螺钉是否拧紧,航空插头和插座是否拧紧,电路板上的插头是否拧紧,各拨把开关,操作方式是否正确等。并且根据机械故障较易察觉的特点,当发生机床过载,过热报警时,应首先检查滑板的镶条是否装过紧,滑板和床身导轨之间摩擦力增大,从而使电机运转困难,还有滚珠丝杠和托架之间是否同心,如丝杠中滚珠磨损造成丝杠过紧,也可使电机过载、过热,从而引起电气故障。因此我们在数控机床的正常维修当中,认真做好以上几个方面的工作,共同配合,可以少走弯路,较快排除故障,减少数控机床的停机时间,提高数控机床的使用率,使公司生产得以顺利进行,完成生产进度。


下面结合自己在数控机床的维修方法及经验,将几例有代表性的故障例子,介绍给大家供考。
我公司现有两台北京机床研究所生产的JCS-018立式加工中心,其系统是采用日本FANVC-BESk7M系统全功能数控机床,7M系统采用16位微处理器控制,伺服驱动单元为大惯量直流伺服电机,主电机由三相全波可控硅无环流电路驱动,旋转变压器作为位置检测元件,测速发电机构成速度反馈,该机床在运行中曾发生多次异常报警和异常现象,我们根据CRT显示的报警答号将故障迅速排除,保证了机床的正常运行。

例1:故障现象,CRT显示05＃07＃报警
故障检查与分析:查FANVC-BESK7M系统维修手册,05＃为紧急停车信号接通,07＃系速度控制单元报警,从维修手册中看,05＃报警是由紧急停车造成的,故排除其故障较为容易,如急停开关是否压上,X、Y、Z各轴超程限位是否压合,检查均正常,按清除键,05＃消失,07＃报警仍存在,抬起手05＃又现。经过分析,认为07＃报警是关键,由它异常后,而采用紧急停车来加以保护,从而同时出现05＃、07＃报警。对于07＃报警,维修手册中指出:任意一轴的速度控制单位处于报警条件,或电机电源线的接触器断路。产生该报警,可考虑以下原因:①电机过载。②速度控制的电源变压器过热。③速度控制电源变压器的电源保险丝断。④速度控制单元的保险丝断。⑤在控制部分电源输入支架上,接线座的ZMGIN和2点间的触点开路。⑥在控制部分电源输入支架上,交流100V保险丝(F5)断。⑦连接速度控制单元与控制部分之间的信号电缆断开,或者从插头中脱落。⑧由于某种其它伺服机构报警,电机电源线上的接触器(MCC)断开。

分析:逐一检查,先易后难。A项:用表查热元件元异常,并且是在开NC后,X轴、Y轴、Z轴,刀库各轴未移动而产生05＃、07＃报警,故A项否。B项:用手摸变压器,不过热,用万用表查OH1、OH2正常,检查C、D、F中的保险,未断。E项:用万用表查接线调的ZMGIN和2之间的触点,结果通,正常。故矛盾集中在G、H上,用万用表电阻挡检查,发现Y轴速度控制单元板有异常。因为电机有一过热保护,在此电气接线中是各轴相互串在一起的,并且应有24V电压。其过程为24V→X轴过热保护常闭→速度控制单元→Y轴过热保护常闭→速度控制单元→Z轴过热保护常闭→Z轴速度控制控制单元→刀架过热保护常闭→刀库速度控制单元→NC为正常,当检查到Y轴过热保护常闭→Y轴速度控制单元→Z轴过热保护常闭时不通,断路,故检查Y轴速度控制板,由线查找,发现一短路棒断路,油腻太脏造成,清洗后插上,开机正常。

例2、故障现象,主轴不能定向,负载表达红区08＃报警。
故障检查与分析:查机床维修手册,08＃报警为主轴定位故障,根据手册要求,我们打开机床电源柜,在交流主轴控制线路板上,找到7个发光二极管(6绿1红),这7个指示灯(从左到右)分别表示①定向指令②低速档③磁道峰值检测④减速指令⑤精定位③定位完成⑤试验方式(①一③为绿,①红)在机床定向时,观察这7个指令灯的情况如下,1＃灯亮,3＃、5＃灯烁,这表明定位指令已经发出,磁道峰值已检测到,定位信号检测到,但是系统不能完成定位,主轴仍在低速运行,故3＃、5＃灯不断烁,从以上情况分析,我们怀疑是主轴箱上的放大器问题,打开主轴防护罩,检查放大同时,发现主轴上的刀具夹紧油缸软管绕成绞形,缠绕在主轴上,分析这个不正常现象,我们判断就是该软管盘绕,致使主轴定位偏移而不能准确定位,造成D8＃报警,将该较管卸下回直后装好,又将主轴控制器中的调节电位器RV11(定位点偏移)进行了重新调节,故障排除,报警消失,机就恢复正常运行。

例3、故障现象:开电源,开NC电源各轴回零后,当轴主执行M03起动时,产生01＃报警
故障检查与分析:查维修手册。01＃报警为主轴系统内的故障,可由主轴伺服装置内的指示灯指示内容。检查交流主轴伺服装置内的指示灯为8421中的4号灯亮,4号灯亮指示内容为交流耦合电路的F1、F2、F3熔断,而4号故障又分为以下四种情况①交流电源阻抗过高②功率晶体管烧毁③二极管或可控硅组件烧坏④浪涌吸收器和电容损坏。

据此分析依次检查各项,只保险断两相,其它无问题,故更换保险,开机床电源开关,测交流电压正常,开NC电源,正常操作,当程序执行到M03时,主轴刚一起动,又产生01＃报警,检F1、F2、F3又断原先两相,故综合分析,抛开维修手册提示的内容,检测外围,当检测到母线排分线盒时,发现其中一相线断,因此故障现象为断其它两相,修复分线盒,开机就要电源,执行M03时正常,故障解决。

例4、故障现象:正常加工执行程序,当执行换刀动作M06时,刀套下,主轴不定向,不换刀,主轴又按下把刀的程序继续加工,无报警。

故障检查与分析:执行换刀指令M06动作顺序为,主轴定向,刀套下,75度转出,手臂下,180度回转换刀,手臂上,75度转回,刀套上,180度油缸复位,而后发出FIN指令,再执行下段程序。结合故障分析,检查PC输出板,执行换刀动作的元器件,当检查到G3时,发现异常。正常时,G3在换刀时,其管角2为高电平,3为高电平,24V送不出,而执行换刀动作,当换刀完毕后,管角2变为低电平,而使24V电压送出,发出FIN,即MT信号执行完毕,管角2现在无论为高电平或低电平,FN信号发出,均有24V输出,MT信号执行完毕送出,从而NC执行下段程序。其刀具尚未交换,易发生撞件的可能。据此,我们拆下G3芯片,其为干簧电器,去市场买此芯片,没有买到。我们根据其性能而采用松下DSZY-S-DC5C代替,故障解决,从换至今一年多没在发生类似故障,保证了车间的正常生产。

上述数控机床电气故障实例,是我们在维修实例中挑选和总结出来的,它反映了数控机床电气中的一些问题,要提高数控机床电气维修技能,关键在于必须熟悉所修数控机床性能特点和工作原理,掌握正确的方法如检查数控机床的CRT报警,显示内容,查维修手册。在出现故障时,根据其故障现象,查电气手册来排除故障,在维修过程中不断实践,不断摸索和积累经验,从而达到灵活运用维修技术,排除数控机床电气故障的目的,充分发挥数控机床的利用率,多创效益。数控故障机床报警数控故障机床报警数控故障机床报警数控故障机床报警数控故障机床报警

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