2022年数控机床中几种无报警故障修理 .pdf
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1、个人资料整理仅限学习使用1 / 8 数控机床中几种无报警故障的修理(中)故障一中捷 THY5640 立式加工中心,在工作中发现主轴转速在500r/min 以下时主轴及变速箱等处有异常声音,观察电机的功率表发现电机的输出功率不稳定,指针摆动很大。但使用1201r/min 以上时异常声音又消失。开机后,在无旋转指令情况下,电机的功率表会自行摆动,同时电机漂移自行转动,正常运转后制动时间过长,机床无报警。根据查看到的现象,引起该故障的原因可能有主轴控制器失控,机械变速器或电机上的原因也不能排除。由于拆卸机械部分检查的工作量较大,因此先对电气部分的主轴控制器进行检查,控制器为西门子 6SC-6502。
2、首先检查控制器中预设的参数,再检查控制板,都无异常,经查看电路板较脏,按要求对电路板进行清洗,但装上后开机故障照旧。因此控制器内的故障原因暂时可排除。为确定故障在电机还是在机械传动部分,必须将电机和机械脱离,脱离后开机试车发现给电机转速指令接近450r/min 时开始出现不间断的异常声音,但给1201r/min 指令时异常声音又消失。为此我们对主轴部分进行了分析,原来低速时给定的450r/min 指令和高速时的4500r/min 指令对电机是一样在最高转速,只是低速时通过齿轮进行了减速,所以故障在电机部分基本上可以确定。经分析,异常声音可能是轴承不良引起。将电机拆卸进行检查,发现轴承确已坏,在
3、高速时轴承被卡造成负载增大使功率表摆动不定,出现偏转。而在停止后电机漂移和制动过慢,经检查是编码器的光盘划破,更换轴承和编码器后所有故障全部排除。 该故障主要是主轴旋转时有异常声音,因此在排除时应查清声源,再进行检查。有异常声音常见为机械上相擦,卡阻和轴承损坏。故障二加工中心主轴定向不准或错位。加工中精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 8 页个人资料整理仅限学习使用2 / 8 心主轴的定向通常采用三种方式,磁传感器,编码器和机械定向。使用磁传感器和编码器时,除了通过调整元件的位置外,还可通过对机床参数调整。发生定向错误时大都
4、无报警,只能在换刀过程中发生中断时才会被发现。有一次在一台改装过的加工中心上出现了定向不准的故障,开始时机床在工作中经常出现中断,但出现的次数不很多,重新开机又能工作,故障反复出现。经在故障出现后对机床进行了仔细观察,才发现故障的真正原因是主轴在定向后发生位置偏移,奇怪的是主轴在定向后如用手碰一下 (和工作中在换刀时当刀具插入主轴时的情况相近 主轴会产生向相反方向漂移,检查电气部分无任何报警,机械部分又很简单。该机床的定向使用编码器,所以从故障的现象和可能发生的部位来看,电气部分的可能性比较小,机械上最主要的是联接。所以决定检查机械联接部分,在检查到编码器的联接时发现编码器上联接套的紧定螺钉松
5、动,使联接套后退造成与主轴的联接部分间隙过大使旋转不同步。将紧定螺钉按要求固定好后故障消除。发生主轴定向方面的故障应根据机床的具体结构进行分析处理,先检查电气部分,如确认正常后再考虑机械部分。数控机床加工精度异常故障的维护生产中经常会遇到数控机床加工精度异常的故障。此类故障隐蔽性强、诊断难度大。导致此类故障的原因主要有五个方面:(1机床进给单位被改动或变化。 (2机床各轴的零点偏置(NULL OFFSET 异常。 (3轴向的反向间隙(BACKLASH 异常。 (4电机运行状态异常,即电气及控制部分故障。(5机械故障,如丝杆、轴承、轴联器等部件。此外,加工程序的编制、刀具的选择及人为因素,也可能
6、导致加工精度异常。1. 系统参数发生变化或改动系统参数主要包括机床进给单位、零点偏置、反向间隙等等。例如SIEMENS 、FANUC 数控系统,其进给单位有公制和英制两种。机床修理过程中某些处理,常常影响到零点偏置和间隙的变化,故障处理完毕应作适时地调整和修改。另一方面,由于机械磨损严重或连结松动也可能造成参数实测值的变化,需对参数做相应的修改才能满足机床加工精度的要求。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 8 页个人资料整理仅限学习使用3 / 8 2. 机械故障导致的加工精度异常一台 THM6350 卧式加工中心,采用FAN
7、UC 0i-MA数控系统。一次在铣削汽轮机叶片的过程中,突然发现Z 轴进给异常,造成至少1mm 的切削误差量 (Z 向过切 。调查中了解到 :故障是突然发生的。机床在点动、MDI操作方式下各轴运行正常,且回参考点正常。无任何报警提示,电气控制部分硬故障的可能性排除。分析认为,主要应对以下几方面逐一进行检查。1检查机床精度异常时正运行的加工程序段,特别是刀具长度补偿、加工坐标系 (G54G59的校对及计算。2在点动方式下,反复运动Z 轴,经过视、触、听对其运动状态诊断,发现 Z 向运动声音异常,特别是快速点动,噪声更加明显。由此判断,机械方面可能存在隐患。3检查机床 Z 轴精度。用手脉发生器移动
8、Z 轴, (将手脉倍率定为1 100 的挡位,即每变化一步,电机进给0.1mm,配合百分表观察Z 轴的运动情况。在单向运动精度保持正常后作为起始点的正向运动,手脉每变化一步,机床Z 轴运动的实际距离d=d1=d2=d3 =0.1mm ,说明电机运行良好,定位精度良好。而返回机床实际运动位移的变化上,可以分为四个阶段:机床运动距离d1d=0.1mm(斜率大于 1。表现出为d=0.1mmd2d3( 斜率小于 1。机床机构实际未移动,表现出最标准的反向间隙。机床运动距离与手脉给定值相等(斜率等于 1,恢复到机床的正常运动。无论怎样对反向间隙(参数 1851进行补偿,其表现出的特征是:除第阶段能够补偿
9、外,其他各段变化仍然存在,特别是第阶段严重影响到机床的加工精度。补偿中发现,间隙补偿越大,第段的移动距离也越大。分析上述检查认为存在几点可能原因:一是电机有异常。二是机械方面有故障。三是存在一定的间隙。为了进一步诊断故障,将电机和丝杠完全脱开,分别对电机和机械部分进行检查。电机运行正常。在对机械部分诊断中发现,用手盘动丝杠时,返回运动初始有非常明显的空缺感。而正常情况下,应能感觉到轴承有序而平滑的移动。经拆检发现其轴承确已受损,且有一颗滚珠脱落。更换后机床恢复正常。3. 机床电气参数未优化电机运行异常一台数控立式铣床,配置FANUC 0-MJ 数控系统。在加工过程中,发现 X 轴精度异常。检查
10、发现X 轴存在一定间隙,且电机启动时存在不稳定现象。用手触摸X 轴电机时感觉电机抖动比较严重,启停时不太明显,JOG方式下较明显。分析认为,故障原因有两点,一是机械反向间隙较大。二是X 轴电机精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 8 页个人资料整理仅限学习使用4 / 8 工作异常。利用FANUC 系统的参数功能,对电机进行调试。首先对存在的间隙进行了补偿。调整伺服增益参数及N 脉冲抑制功能参数,X 轴电机的抖动消除,机床加工精度恢复正常。4. 机床位置环异常或控制逻辑不妥一台 TH61140 镗铣床加工中心,数控系统为FANU
11、C 18i ,全闭环控制方式。加工过程中,发现该机床Y 轴精度异常,精度误差最小在0.006mm左右,最大误差可达到1.400mm。检查中,机床已经按照要求设置了G54工件坐标系。在MDI 方式下,以G54 坐标系运行一段程序即“G90 G54 Y80 F100。M30。” ,待机床运行结束后显示器上显示的机械坐标值为“ -1046.605 ”,记录下该值。然后在手动方式下,将机床Y 轴点动到其他任意位置,再次在MDI 方式下执行上面的语句,待机床停止后,发现此时机床机械坐标数显值为“ -1046.992” ,同第一次执行后的数显示值相比相差了0.387mm。按照同样的方法,将Y 轴点动到不同
12、的位置,反复执行该语句,数显的示值不定。用百分表对Y 轴进行检测,发现机械位置实际误差同数显显示出的误差基本一致,从而认为故障原因为Y 轴重复定位误差过大。对 Y 轴的反向间隙及定位精度进行仔细检查,重新作补偿,均无效果。因此怀疑光栅尺及系统参数等有问题,但为什么产生如此大的误差,却未出现相应的报警信息呢?进一步检查发现,该轴为垂直方向的轴,当 Y 轴松开时,主轴箱向下掉,造成了超差。对机床的 PLC 逻辑控制程序做了修改,即在Y 轴松开时,先把Y 轴使能加载,再把Y 轴松开。而在夹紧时,先把轴夹紧后,再把Y 轴使能去掉。调整后机床故障得以解决。数控机床故障诊断与调试几例由于现代数控系统的可靠
13、性越来越高,数控系统本身的故障越来越低,而大部分故障主要是由系统参数的设置,伺服电机和驱动单元的本身质量,以及强电元件、机械防护等出现问题而引起的。设备调试和用户维修服务是数控设备故障的两个多发阶段。设备调试阶段是对数控机床控制系统的设计、编制、系统参数的设置、调整和优化阶段。用户维修服务阶段,是对强电元件、伺服电机和驱动单元、机械防护的进一步考核,以下是数控机床调试和维修的几个例子 : 例 1一台数控车床采用 80 2 5 控制系统,、轴使用半闭环控制,在用户中运行半年后发现轴每次回参考点,总有 2、3的误差,而且误差没有规律,调整控制系统参数后现象仍没消失,更换伺服电机后现象依然存在,后来
14、仔细分析后估计是丝杠末端没有备紧,经过螺母备紧后现象消失。例 2一台数控机床采用 81 0系统,机床在中作中程序突然消失,经过检查发现保存系统电池已经没电,更换电池,将传到系统后,机床可以正常运行。由于 81 0系统没有电池方面的报警信息,因此, 81 0系统在用户中广泛存在这种故障。例 3 一台数控车床配 -系统,在调试中时常出现闪烁、发亮,没有字符出现的现象,我们发现造成的原因主要有 :亮度与灰度旋钮在运输过程中出现震动。系统在出厂时没有经过初始化调整。系统的主精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 8 页个人资料整理仅限学
15、习使用5 / 8 板和存储板有质量问题。解决办法可按如下步骤进行 :首先,调整的亮度和灰度旋钮,如果没有反应,请将系统进行初始化一次,同时按键和键,进行系统启动,如果仍没有正常显示,则需要更换系统的主板或存储板。例 4一台加工中心6 2 40,采用80 55 控制系统,在调试中轴精度有很大偏差,机械精度经过检查没有发现问题,经过技术人员的调试发现直线轴与旋转轴的伺服参数的计算有很大区别,经过重新计算伺服参数后,轴回参考点,运行精度一切正常。对于数控机床的调试和维修,重要的是吃透控制系统的梯形图和系统参数的设置,出现问题后,应首先判断是强电问题还是系统问题,是系统参数问题还是梯形图问题,要善于利
16、用系统自身的报警信息和诊断画面,一般只要遵从以上原则,小心谨慎,一般的数控故障都可以及时排除。浅谈数控机床故障排除的一般办法(二 四、交换法所谓交换法就是在分析出故障大致起因的情况下,利用备用的印刷线路板、模板、集成电路芯片或元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。例 4: 63 50 加工中心旋转工作台抬起后旋转不止,且无减速,无任何报警信号出现。对这种故障,可能是由于旋转工件台的简易位控器故障造成的,为进一步证实故障部位,考虑到该加工中心的刀库的简易位控器与转台的基本一样。于是采用交换法进行检查,交换刀库与转台的位控器后,并按转台位控器的设定对刀库位控器进行了重新设
17、定,交换后,刀库则出现旋转不止,而转台运行正常,证实了故障确实出在转台的位控器上。五、原理分析法根据组成原理,从逻辑上分析各点的逻辑电平和特征参数,从系统各部件的工作原理着手进行分析和判断,确定故障部位的维修方法。这种方法的运用,要求维修人员对整个系统或每个部件的工作原理都有清楚的、较深的了解,才可能对故障部位进行定位。例 5: 71 0 数控车床出现轴进给失控,无论是点动或是程序进给,导轨一旦移动起来就不能停下来,直到按下紧急停止为止。根据数控系统位置控制的基本原理,可以确定故障出在轴的位置环上,并很可能是位置反馈信号丢失,这样,一旦数控装置给出进给量的指令位置,反馈的实际位置始终为零,位置
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