數(shù)控車床常見故障診斷及維修實(shí)例

隨著我國對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)的不斷重視,在生產(chǎn)中扮演著越來越重要的角色,但操作者所遇到的故障也在不斷增多,這對(duì)生產(chǎn)造成了很大的影響。本文通過對(duì)數(shù)控車床工作原理的介紹,詳細(xì)描述了目前數(shù)控車床所出現(xiàn)的常見故障、診斷方法與診斷原則,并結(jié)合實(shí)例進(jìn)行了分析。

是一種高精度、高柔性、高效率的自動(dòng)化機(jī)床,由于其投資比普通的機(jī)床高得多,因此降低數(shù)控機(jī)床的故障率、縮短故障修復(fù)時(shí)間,對(duì)提高機(jī)床利用率具有十分重要的意義。目前,數(shù)控機(jī)床的故障診斷一直是困擾操作、維修人員的難題。由于數(shù)控機(jī)床的安全性和工作可靠性會(huì)對(duì)生產(chǎn)單位的效益產(chǎn)生直接的影響,因此對(duì)數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)的故障進(jìn)行及時(shí)的診斷十分重要。

數(shù)控車床的構(gòu)成與基本工作原理

詳細(xì)地了解數(shù)控車床的基本構(gòu)成及其工作原理,是提高數(shù)控車床故障的分析診斷能力的必要條件。下圖是數(shù)控車床加工工件的過程圖。

在數(shù)控車床上加工工件時(shí),操作者首先根據(jù)零件圖制定出加工方案,編寫出零件加工程序,然后在控制裝置編輯狀態(tài)(edit)下,輸入加工程序,存入數(shù)控裝置的存儲(chǔ)器中。數(shù)控裝置對(duì)信息代碼進(jìn)行譯碼、寄存,經(jīng)處理和運(yùn)算,把結(jié)果以數(shù)字信號(hào)的形式分配給機(jī)床各坐標(biāo)的伺服機(jī)構(gòu)。由數(shù)控裝置發(fā)出的信號(hào),通過伺服機(jī)構(gòu)經(jīng)傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)機(jī)床各運(yùn)動(dòng)部件,使機(jī)床按規(guī)定的順序、速度和位移量進(jìn)行工作,從而加工出符合圖紙要求的零件。

數(shù)控車床常見故障維修

按照數(shù)控車床發(fā)生故障的部件分類,我們一般把故障的類型分為以下兩大類。

1.主機(jī)故障

數(shù)控車床的主機(jī)部分包括機(jī)械、冷卻、潤滑、液壓等裝置。常見的主機(jī)故障有以下幾種。

1.1功能性故障是指在工件加工精度方面所出現(xiàn)的故障,表現(xiàn)為加工精度不穩(wěn)定,加工誤差大,運(yùn)動(dòng)反向誤差大,工件表面粗糙度高。

1.2動(dòng)作型故障是指機(jī)床各種動(dòng)作故障,表現(xiàn)為主軸不轉(zhuǎn)動(dòng),工件夾不緊,刀架轉(zhuǎn)動(dòng)失調(diào),等等。

1.3結(jié)構(gòu)型故障是指主軸發(fā)熱,主軸箱噪聲大,產(chǎn)生切削振動(dòng),等等。

1.4使用型故障是指使用及操作不當(dāng)引起的故障,如過載引起的機(jī)件損壞、撞車等。

2.故障

數(shù)控機(jī)床的電氣故障可一般可分為故障和強(qiáng)電故障。弱電故障主要指cnc裝置、伺服單元、輸入和輸出裝置、檢測裝置等電路發(fā)生故障;強(qiáng)電故障是指、、開關(guān)、熔斷器、變壓器、、電磁鐵、行程開關(guān)等電氣及其所組成的電路發(fā)生故障。

數(shù)控車床常見故障的診斷

數(shù)控車床常用的診斷方法

數(shù)控車床出現(xiàn)故障后,我們要從主機(jī)和電氣兩方面進(jìn)行分析,先判斷出到底是主機(jī)故障還是電氣故障,再深入分析、檢查,找出故障點(diǎn),最后予以排除。

1.1對(duì)設(shè)備維修人員的要求

維修人員須具備一定的專業(yè)素質(zhì)。對(duì)特定的維修對(duì)象,維修人員首先要分解掌握系統(tǒng)每一部分的工作原理和車床的機(jī)械結(jié)構(gòu);其次要了解設(shè)備的操作方法,動(dòng)作順序;最后就是對(duì)可能造成故障的各種因素進(jìn)行全面分析并進(jìn)行實(shí)際檢查維修。每次維修后應(yīng)建立詳細(xì)的設(shè)備檔案,記錄好故障發(fā)生的時(shí)間、現(xiàn)象,以及故障分析、診斷方法、排除故障的方法,如有遺留問題也應(yīng)詳盡記錄,這樣不僅能使每次故障都有據(jù)可查,而且可積累維修經(jīng)驗(yàn),為以后的故障維修打好基礎(chǔ)。

1.2主機(jī)故障的診斷

對(duì)于常見的主機(jī)故障,診斷的方法比較多,如利用先進(jìn)測試手段的“現(xiàn)代診斷技術(shù)”和傳統(tǒng)的“實(shí)用診斷技術(shù)”等。

1.2.1實(shí)用診斷技術(shù)

此診斷是由維護(hù)人員通過自己的感覺器官和經(jīng)驗(yàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床的故障進(jìn)行診斷。運(yùn)用實(shí)用診斷技術(shù)的診斷過程因故障類型而異,各種方法無先后之分,可穿插或同時(shí)進(jìn)行,應(yīng)綜合分析,方能取得更好的效果。

實(shí)用診斷技術(shù)不需要復(fù)雜昂貴的儀器,可隨時(shí)隨地進(jìn)行診斷,且快速、便捷、準(zhǔn)確性較高,特別適合對(duì)機(jī)床進(jìn)行初步診斷。

1.2.2現(xiàn)代診斷技術(shù)

此診斷是利用診斷儀器和數(shù)據(jù)處理對(duì)機(jī)床機(jī)械裝置的某些特征參數(shù),如振動(dòng)、噪聲和溫度等進(jìn)行測量,將測量值與規(guī)定的正常值進(jìn)行比較,以判斷機(jī)械裝置的工作狀態(tài)是否正常,從而對(duì)機(jī)械裝置的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行預(yù)報(bào)和預(yù)測;并可進(jìn)一步對(duì)機(jī)械裝置的故障原因、部位和故障的嚴(yán)重程度進(jìn)行定性和定量的分析。利用現(xiàn)代診斷技術(shù)可在機(jī)械裝置發(fā)生故障的初期,及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障的部位,并進(jìn)行維護(hù),從而可避免機(jī)械零件的進(jìn)一步損壞。現(xiàn)代診斷技術(shù)如今已得到了不斷的推廣和應(yīng)用。

1.3電氣系統(tǒng)故障的診斷

對(duì)于數(shù)控車床的電氣系統(tǒng)的故障,其調(diào)查、分析與診斷故障的過程,也就是故障的排除過程,因此其故障診斷的方法就特別重要。下面簡單介紹一些常用的診斷方法。

1.直觀法

主要采用目測、手摸、通電等方法。

2.自診斷功能法

利用數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能,給出報(bào)警信息,指示故障的大致起因。

3.交換法

將相同的模塊和單元互相交換,觀察故障轉(zhuǎn)移的情況,從而快速確定故障的部位。

4.儀器測量比較法

當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障后,采用常規(guī)檢測儀器,對(duì)故障部分的電壓、電源、脈沖信號(hào)等進(jìn)行實(shí)測,將正常值與故障時(shí)的值相比較,可以分析出故障的原因與所在部位。

5.敲擊法

數(shù)控系統(tǒng)由各種電路板組成,每塊電路板上有很多焊點(diǎn),任何虛焊或接觸不良都可能出現(xiàn)故障可用絕緣物輕輕敲打有虛焊或接觸不良的疑點(diǎn)處,若故障出現(xiàn),則故障很可能就在敲擊的部位。

上述幾種方法同時(shí)采用,進(jìn)行故障綜合分析,可快速診斷出故障的部位,從而能快速排除故障。

數(shù)控車床故障診斷的原則

故障的診斷是排除數(shù)控車床故障非常重要的階段。在進(jìn)行故障的診斷時(shí)應(yīng)遵循以下原則。

1.先外部后內(nèi)部

現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床本身的故障率已變得越來越低,大部分故障的發(fā)生是非系統(tǒng)本身原因引起的。維修人員應(yīng)由外向內(nèi)逐一排查,盡量避免隨意啟封、拆卸,否則會(huì)擴(kuò)大故障,使機(jī)床精度喪失、性能降低。

2.先主機(jī)后電氣

一般來說,主機(jī)故障較易發(fā)覺,而數(shù)控系統(tǒng)與電氣故障的診斷難度較大。從實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來看,數(shù)控機(jī)床的故障中有很大部分是由于主機(jī)部分的失靈而引起的。所以在故障檢修之前,首先應(yīng)注意排除機(jī)械性的故障,這樣往往可以達(dá)到事半功倍的效果。

3.先靜態(tài)后動(dòng)態(tài)

在車床斷電的靜止?fàn)顟B(tài)下,通過了解、觀察、測試、分析,確認(rèn)通電后不會(huì)造成故障擴(kuò)大或發(fā)生事故,方可給車床通電。在運(yùn)行狀態(tài)下,進(jìn)行動(dòng)態(tài)的觀察、檢驗(yàn)和測試,查找故障。而對(duì)通電后可能會(huì)發(fā)生破壞性故障的,必須先排除危險(xiǎn)后,方可通電。

4.先簡單后復(fù)雜

當(dāng)出現(xiàn)多種故障互相交織,應(yīng)先解決容易的問題,后解決難度較大的問題。簡單問題解決后,難度大的問題也可能變得容易。

5.先一般后特殊

在排除某一故障時(shí),要先考慮常見的可能原因,然后分析很少發(fā)生的特殊原因。

數(shù)控車床維修實(shí)例分析

故障一:程序運(yùn)行結(jié)束刀具不回零點(diǎn)。

(1)故障原因分析:上述故障可能是控制系統(tǒng)故障所致。刀具在進(jìn)給或在加工時(shí),電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度較低,而程序回零點(diǎn)時(shí),則要求快速退回。電機(jī)高速運(yùn)行,需采用高壓驅(qū)動(dòng)電源,使輸出轉(zhuǎn)矩增大?？刂聘邏狠敵鲭娫摧敵龅挠幸粋€(gè)開關(guān),當(dāng)開關(guān)三極管損壞后,高速回零點(diǎn)時(shí)高壓電源打不開,電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩不夠,致使刀具回不到零點(diǎn)。

(2)故障處理:更換開關(guān)三極管。

故障二:數(shù)控機(jī)床加工的工件尺寸誤差很大。

(1)故障原因分析:發(fā)生上述故障可能的原因有:絲杠或者絲母與車床連接松動(dòng),空走時(shí)沒有吃刀阻力,溜板運(yùn)行正常,加工時(shí)切削阻力增大,若絲杠或絲母與車床連接松動(dòng),會(huì)造成加工的工件尺寸漂移;x軸、z軸絲杠反向間隙過大,也會(huì)造成工件尺寸漂移;電動(dòng)刀架故障也會(huì)造成工件尺寸漂移。

(2)故障處理:先檢查絲杠或者絲母與車床連接部位,若松動(dòng),緊固連接部分。再檢查x軸、z軸絲杠反向間隙,重新調(diào)整并確定間隙。還要檢查刀架鎖緊裝置及刀架控制箱,最后根據(jù)情況予以排除。

5.結(jié)語

數(shù)控車床是高度的設(shè)備,數(shù)控車床所產(chǎn)生的故障種類繁多,其原因也往往比較復(fù)雜。因此,我們必須對(duì)出現(xiàn)的故障進(jìn)行廣泛的研究,探索故障發(fā)生的規(guī)律,并采取有效的診斷方法。在今后的工作中,我們必須不斷研究、深入探討,只有這樣才能不斷提高數(shù)控車床的故障診斷技術(shù)。