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数控冲床说明书
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数控冲床的故障十种检修方法
作者:kelida  更新时间:2015-11-05
数控冲床出现故障后,诊断比较困难。下面介绍一些有效的数控冲床故障诊断方法
      1.了解故障发生的过程,观察故障的现象; 当数控冲床出现故障时,首先要搞清楚故障现象,:要向操作人员询问故障是在什么情况下发生的,怎样发生的及发生的过程。如果故障可以再现,应该观察故障发生的过程,观察故障是在什么情况下发生的,怎么发生的,引起怎样的后果。只有了解到第一手情况,才有利于故障的排除。把故障搞清楚,问题也就解决了一半。然后根据数控冲床的工作原理,就可以很快地确诊并将故障排除,使设备恢复正常使用。例如:一台采用美国BRYANT公司TEACHABLE班系统的数控外圆磨床在自动加工时,砂轮将修整器磨掉一块。为了防止意外再次发生,将砂轮拆下运行机床,这时再观察故障现象,发现在自动磨削加工时,磨削正常没有问题;工件磨削完后修整砂轮时,砂轮正常进给,而砂轮修整器旋转非常快,很快就压上限位开关,如果这时砂轮没拆,肯定又要撞到修整器上。根据机床的工作原理,砂轮修整器由E轴伺服电动机带动,用旋转编码器作为位置反馈元件。正常情况下,修整器修整砂轮时,Z轴滑台带动E轴修整器移动到修整位置,’修整器做30”_120”的摆动来修整砂轮。仔细观察故障现象发现,E轴在压上限位开关时,在屏幕上E:轴的坐标值只有60”左右,而实际位置大概在180”左右,显然是位置反馈出现问题,但更换了位置控制电路板和编码器都没有解决问题。又经过反复的观察和试验发现:E轴修整器在Z轴的边缘时,回参考点和旋转摆动都没有问题,当修整器移动到Z轴滑台中间时,手动旋转就出现故障。根据这个现象断定,可能是由于E轴的编码器经常随修整器在Z轴滑台上往返移动,’而使编码器的电缆中的某些线折断,在Z轴边缘时接触良好,而在Z轴中间时将反馈脉冲丢失,导致电缆随修整器的位置不同。基于这种判断,开始校对编码器反馈电缆,发现确实有f: 几根线接触不良,然后找到断线部位,对断线进行焊接并采取防折措施,重新开机匈试,故障消除,机床恢复了正常使用。
      2.直观观察法直观观察法就是利用人的手、眼、耳、鼻等感觉器官来查找故障原因,这种方法在数控冲床故障检修时是非常实用的。
1)目测目测故障板,仔细检查有无熔丝烧断,元器件烧焦、烟熏、开裂现象,有无异物断路现象,由此可判断板内有无过电流、过电压、短路等问题。
2)手摸用手摸并轻摇元器件,尤其是检查阻容、半导体器件有无松动之感,从而可发现一些断脚、虚焊等问题。
3)通电首先用万用表检查各电源之间有无短路现象,如果没有,即可接人相应的电源,目测有无冒烟、打火等现象,手摸元器件有无异常发热,由此可发现一些较为明显的故障,从而缩小检修范围。例如:一台采用SINUMERIKBLOM系统的数控沟道磨床开机后,有时出现11号报警,指示UMS标识符错误,即机床制造厂家储存在UMS中的程序不可用,或在调用的过程中出现了问题。出现故障的原因可能是存储器模板或者UMS子模板出现问题。首先将存储器模板拆下检查,发现电路板上A、B间的连接线已被腐蚀,接触不良。将这两点焊接上后,开机测试,再也没有出现这个报警。又如:一台采用SINUMERIKBLOM系统的淬火机床出现故障,在开机回参考点时,Y轴不运动。观察故障现象,发现在让Y轴运动时,Y轴不运动,但屏幕上Y轴的坐标值却正常变化,并且观察Y轴伺服电动机也正常旋转,因此怀疑伺服电动机与丝杠间的联轴器损坏。拆开检查确实损坏,更换新的联轴器,故障消除。
      3.根据报警信息诊断故障现在数控系统的自诊断能力越来越强,能够诊断出来数控冲床的大部分故障,并采取相应的措施,如停机,在显示器上显示报警信息,或者在数控装置上、PLC装置上和驱动装置上还会有报警指示。另外,机床厂家设计的工程序越来越完善,可以检测机床出现的故障并产生报警信息。在数控冲床报警时,要注意对报警信息进行研究和分析,有些故障根据报警信息即可判断出故障的原因。例如:一台采用德国SINUMERIK810G系统的数控沟道磨床,开机后就产生1号报警,显示“BA丁丁ERYALARMPOWERSUPPLY”,很明显指示数控系统断电保护电池没电,更换新的电池后(注意:一定要在系统带电的情况下更换电池),将故障复位,机床恢复使用。另一台采用SIEMENS3系统的数控磨床,开机后屏幕没有显示,检查数控装置,发现CPU板上一个发光二极管闪烁,根据说明书,分析其闪烁频率,确认为断电保护电池电压低,更换电池后,重新起动系统故障消失。又如:一台采用日本FANUCOTC系统的数控车床,出现2043号报警,显示"HYD. PRESSURE DOWN", 指示液压系统压力低。根据报警信息,对液压系统进行投查,发现液压压力确实很低,对液压压力进行调整后,机床恢复了正常使用。再如:一台采用SINUMERIKBLOT系统的淬火机床,出现1121号报警,显示“Clampingmonitoring”(卡紧监视)。按系统复位按键,伺服系统起动不了,Z轴下滑一段距离,又出现这个报警。检查伺服系统没有发现故障,在调用系统报警故障信息时,发现有PLC报警6000“AXEX+,,LIMITSWITCH”(X轴正向超限位),原来是因为X轴压上限位开关,使系统伺服条件取消,复位时Z轴抱闸打开,但伺服使能没有加上,所以下滑。在系统复位时使X轴脱离限位,这时系统恢复正常。 而另一些故障的报警信息并不能反映故障的根本原因,而是反映故障的结果或者由此引起的其他问题,这时要经过仔细的分析和检查才能确定故障原因,’下面的方法对这类故障及没有报警的一些故障的检测是行之有效的。
      4.利用PLC的状态信息诊断故障:很多数控系统都有PLC输人、输出状态显示功能,如SINUME租K810T/M · 系统DI一AGNOSIS菜单下的PLCSTATUS功能、数控冲床FANUCO系统DGNOS,PARA]VT软件莱单下的PMC 状态显示功能日本MITSUBISHI公司MELDA曾;L3系统DIAGN菜单下的PLC · -材F功能、日本OKUMA系统的CHECKDATA功能等。利用这些功能,可以直接在线观察PLC的输人和输出的瞬时状态,这些状态的监视对诊断数控设备的很多故障是非常有用的。数控冲床的有些故障可以直接根据故障现象和机床的电气原理图,查看PLC相关的输人、输出状态即可确诊。例如:一台采用日本FANUCOTC的数控车床,开机就出现2041号报警,指示X轴超限位。但观察X轴并没有超限位,并且X轴的限位开关也没有压下,但利用NC系统的PMC状态显示功能,检查X轴限位开关的PMC输入线圈XO,O的状态为“1”,开关触点确实已经接通,说明开关出现了问题,更换新的开关后,机床故障消除。又如:一台采用日本MITSUBISHI公司的MELDASL3系统的数控车床,刀架不旋转。根据刀架的工作原理,刀架旋转时,首先靠液压缸将刀架浮起,然后才能旋转。观察故障现象,当手动按下刀架旋转的按钮时,刀架根本没有反应,也就是说,刀架没有浮起。根据电气原理图,PLC的输出线圈Y4.4控制继电器K44来控制电磁阀,电磁阀控制液压缸使刀架浮起。首先通过NC系统的PLC状态显示功能观察线圈Y4.4的状态,当按下手动刀架旋转按钮时,其状态变为“1”,没有问题,继续检查,发现是其控制的直流继电器K44的触点损坏。更换新的继电器后,刀架恢复正常工作。..、
      5.利用PLC梯图跟踪法确诊故障数控冲床出现的绝大部分故障都是通过工程序检查出来的,PLC检测故障的原理就是通过运行机床厂家为特定机床编制的PLC梯形图,“(即用户程序),根据各种输人、输出状态进行逻辑判断,如果发现问题,产生报警并在显示器上产生报警信息。有些故障可在屏幕上直接显示出报警原因;有些虽然在屏幕上有报警信息,但并没有直接反映出报警的原因;还有些故障不产生报警信息,只是有些动作不执行。遇到后两种情说,跟踪PLC梯形图的运行是确认故障的很有效的办法。数控冲床FANUCO系统和MITSUBISHI 系统本身就有梯形图显示功能,可直接监视梯形图的运行;而早期的西门子系统因为没有梯形图显示功能,对于简单的故障可通过PLC的状态显示信息,监视相关的输入,输出及标志位的状态,跟踪程序的运行,而复杂的故障则必须使用编程器来跟踪梯形图的运行,从而提高诊断故障的速度和准确性。例如:一台采用SINUMER?K 3TT系统的数控铣床,PLC采用西门子S5 130w/B.这台机床一次出现故障,分度头不分度,但没有故障报警。根据机床的工作原理,分度时首先将分度的齿板与齿轮啮合,这个动作是靠液压装置来完成的,是由PLC输出线圈Q1.4控制电磁阀Y1.4来执行的。连接机外编程器PG685跟踪梯形图的实时变化,有关pLc输出线圈Q1.4的梯形图如图1-5所示。利用编程器观察这个梯形图,发现标志位触点F123.0没有闭合,是pLc输出线圈Ql.4没有得电。继续观察如图1-6所示的关于F123.0的梯形图,发现标志位Fios.2的触点没有闭合。接着观察如图1-7所示的关于Fios.2的梯形图,发现PLC输人触点110.2没有闭合是故障的根本原因。PLC输人触点19.3.19.4.110.2.110.3连接四个接近开关,用以检测分度齿板和齿轮是否啮合,不分度时,这四个接近开关都应该闭合。现在触点110.2没有闭合,可能是机械部分或接近开关有问题,检查机械部分正常没有问题,再检查接近开关发现已损坏。更换新的开关,机床恢复正常工作。-22223333. 0000 Qllll. 3333图1-5输出线圈Q1.4的梯形图F122. 5 Flig. 0 Fios. 2 F123. 0F122. 4图1-6标志位F123.0的梯形图。又如:一台采用SINUMERIK 810G系统的数控磨床,开机后机床不回参考点并且没有故障显示,检查控制面板发现分度装置落下的指示灯没亮,这台机床为了安全起见,只要分度装置没落下,机床的进给轴就不能运动。但检査分度装置,已经落下没有问题。根据机床厂家提供的pLc梯形图,pLc的输出线圈Q7.3控制控制面板上的分度装置落下指示灯。用编程器在线观察梯形图的运行,关于输出线圈Q7.3的梯形图见图1-8,发现F143.4没有闭合,致使Q7.3的状态为“0”。F143.4指示工件分度台在落下位置,继续检查图1-9所示的关于F143.4的梯形图,发现由于输人触点113.2没有闭合导致F143.4的状态为“0”。PLC输人触点113.2连接的是检严测工件分度装置落下的接近开关36PS 1132 : 36PS13。将分度装置拆开,发现机械装置有问题,不能带动驱动接近开关的机械装置运动,所以n3.2 国始终不能闭合。将机械装置维修好OV +24V 、乞后,机床恢复了正常使用。图1-10PLC输人触点113.2的连接图以上两种方法对机床侧故障的检测是非常有效的,因为这些故障无非是检测开关、继电器、电磁阀的损坏或者机械执行机构出现问题,基本都可以根据工程序检测其相应的状态来确认故障点。
      6.机床参数检查法数控冲床有些故障是由于机床参数设置不合理或者机床使用一段时间后需要调整造成的,遇到这类故障将相应的机床参数进行适当的修改,即可排出故障。例如:一台采用SINUMERIK810G系统的数控磨床,在磨削加工时发现,有时输人的刀具补偿数据在工件上反映的尺寸没有变化或者变化过小。根据机床工作原理,在磨削加工时Z轴带动砂轮对工件进行径向磨削,X轴正常时不动,只有要调整球心时才进行微动,运动范围一般在往复0.02mm范围内。因为移动距离较小,可能丝杠反向间隙会影响尺寸变化。在测量机床的往返精度时发现,在从正向到反向转换时,X轴移动0.01m田,而从千分表上没有变化;从反向到正向转换时亦是如此,因此怀疑滚珠丝杠的反向间隙有问四题。研究系统说明书发现,数控系统本身对滚珠錠杠的反向f川隙其有补偿功能,根据数据说明,调整数据2200“反向间隙的补偿数值”,使机床恢复了正常。
      7.单步执行程序确定故障点很多数控系统都具有程序单步执行功能,这个功能是在调试加工程序时使用的’,执行加工程序出现故障时,采用单步执行程序可快速确认故障点,从而排除故障。例如:一台采用SINUMERIK810G系统的数控磨床,在机床调试期间,外方技术人员将数控装置的数据清除,重新输人机床数据和程序后进行測试。在加‘1月、件时,一执行加工程序,数控系统就死机,不能执行任何操作,关机重新起动后,机床还可以工作,但一执行程序又死机。因此,怀疑加工程序有问题,但没有检查出问题,并且这个程序以前也运行过。当用单步功能执行程序时,发现每次死机都是执行到子程序LILO 的N220语句时发生的工程序N220语句的内容为G18Dl,是调用刀具补偿,检查刀具补偿数据发现是O,没有数据。根据机床要求将刀具补偿值Pl赋值10后,机床加工程序正常执行,再也没有发生死机的现象。又如:一台采用FANUCOTC系统的数控车床出现报警041“INTERFERENCEIN CRC”(CRC干涉工程序执行中断。根据系统维护说明书关于这个报警的解释为:在刀尖半径补偿中,将出现过切削现象,采取的措施是修改程序。为了进一步确认故障点,用单步功能执行程序,当执行到语句Z65-R1时,机床出现报警工程序停止。因为这个程序已经运行过很长时间工程序本身不会有什么问题,核对程序也没有发现错误,因此怀疑刀具补偿有问题。根据加工程序,在执行上述语句时,使用的是四号刀号补偿。重新校对刀具补偿,输人后重新运行程序,再也没有发生故障。
      8.测量法测量法是诊断设备故障的基本方法,当然也是诊断数控设备故障时的常用方法。测量法就是使用万用表、示波器、逻辑测试仪等仪器对电子线路进行测量。例如:一台采用SINUMERIK805系统的外圆磨床,在起动磨轮时,出现报警7021 “GRINDINGWHEELSPEED”(磨轮速度),指示磨轮速度不正常,经观察发现,磨轮速度确实很慢。分析机床的工作原理,磨轮主轴是通过西门子伺服模块6SN1123一1AA00控制的,而速度给定是通过一滑动变阻器R,来调节的。这个变阻器的滑动触点随金刚石滚轮修整器的位置变化而变化,从而用模拟的办法,保证磨轮直径变小后,转速给定电压提高,磨轮转速加快,使磨轮的线速度保持不变。线路连接如图1-11所示,测量伺服模块的模拟给定输入56号和14号端子间的电压,发现只有2.6V左右,因为给定电压低,所以磨轮转速低。根据原理分析,死在磨床内部,其滑动触头的位置跟随砂轮直径的大小变化而变化,因为机床内工作环境恶劣,触头容易损坏。测量Rl和R,没有问题,电源电压也正常。将R。拆下检查,发现电缆插头里有许多磨削液,清洁后测量其阻值变化正常,重新安装,机床故障消除。又如:一台采用FANUCOTM系统的数控磨床,X、Y轴回参考点时没有问题,Z轴回参考点时,出现压限位报警,手动还可以走回。观察Z轴回参考点的过程,在压上零点开关后,Z轴减速运行,但一直运动到限位才停止。根据原理分析认为,可能编码器零点脉冲有问题。用示波器检查编码器的零点脉冲,确实没有,换上新的编码器后,机床正常工作。
      9.采用互换法确定故障点对于一些涉及控制系统的故障,有时不容易确认是哪一部分有问题。在确保没有进一步损坏的情况下,采用备用控制板替换被怀疑有问题的控制板,是准确定位故障点的有效办法。有时,与其他机床上同类型控制系统的控制板互换会更快速诊断故障(这时要保证不会把好的控制板损坏)。例如:一台采用美国BRYANT公司TEACHABLE班系统的数控内圆磨床,在E轴运动时,出现报警:“EAXISEXCESSFOLLOWINGERROR”(E轴位移的跟随误差超出设定范围)。由于E轴一动就产生此报警,所示E轴无法回参考点。手动移动E轴,当E轴运动时,屏幕上显示E轴位移的变化,当从0走到14时,屏幕上的数值突然跳变到471;反向运动时也是如此,当达到-14时,也跳变到471,这时出现上述报警,进给停止。经分析可能是E轴位置反馈系统的问题,这包括E轴编码器、连接电缆、数控系统的位置控制板以及数控系统CPU板等。为了尽快发现问题,本着先简单后复杂的原则,首先更换位置控制板,这时故障消除。另一次,该机床X轴又出现此报警,首先更换位置控制板,但故障没有排除,因此怀疑编码器损坏的可能性比较大。当拆下编码器时发现,其联轴器已断开,更换新的联轴器,故障消除。又如:一台采用SINUMERIK3M系统的数控球道磨床,经常出现报警104“Control looph·rdw··e”(控制环硬件)。根据故障手册中关于104报警的解释,该报警是X轴伺服环的故障。根据经验,该报警通常为反馈回路有问题。分析机床的工作原理,为保证机床的精度,该机床采用光栅尺作为位置反馈元件,并在系统测量板上加装EXE信号处理板对光栅尺反馈信号进行处理。对故障现象进行观察,无论X轴是否运动都会出现报警,有时开机就出现报警,因此怀疑光栅尺或者系统的测量板有问题。首先检査测量板,由于X轴和Y轴各采用一块EXE信号处理板,所以采用互换法,将X轴与Y轴的EXE测量板对换,这时机床再出现故障时,显示114号报警。这回报警指示的是Y 轴伺服环有问题,故障转移到Y轴上,说明是原X轴的EXE信号处理板有问题。
      10.原理分析法原理分析法是检修数控冲床故障的最基本方法。当其他检修方法难以奏效时,可以从机床工作原理出发,一步一步地进行检查,最终查出故障原因。例如:一台采用slNUMERIKBION系统的数控冲床,在长期停用后再启用时,发现系统后备电池没电,导致数据丢失,但更换电池后,1号电池报警仍消除不掉。根据SINUMERIK810系统的工作原理,电池电压信号接人电源模块,电源模块对电池电压进行比较判断,电压不足时产生报警信号。因此,对电源模块进行检查,发现印制电路板的印制电路连线腐蚀断路,所以不管电池电压如何,数控装置得到的信息都是电压不足。将腐蚀的连线用导线连接上后,机床恢复正常工作。以上介绍了检修数控冲床故障的十种方法,在检修数控冲床出现的故障时,有时单纯地使用某一方法很难奏效,往往要综合使用某些方法。这就要求检修人员具有一定的检修经验,合理地、综合地使用这些检修方法,使数控冲床能尽快地恢复正常使用。
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