数控系统故障维修实训心得.doc
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1、数控系统故障维修实训心得 数控系统故障维修实训心得1随着科学技术的发展,对机械产品提出了高精度、高复杂性的要求,而且产品的更新换代也在加快,这对机床设备不仅提出了精度和效率的要求,而且也对其提出了通用性和灵活性的要求。数控机床就是针对这种要求而产生的一种新型自动化机床。数控机床集微电子技术、计算机技术、自动控制技术及伺服驱动技术、精密机械技术于一体,是高度机电一体化的典型产品。它本身又是机电一体化的重要组成部分,是现代机床技术水平的重要标志。数控机床体现了当前世界机床技术进步的主流,是衡量机械制造工艺水平的重要指标,在柔性生产和计算机集成制造等先进制造技术中起着重要的基础核心作用。因此,如何更
2、好的使用数控机床是一个很重要的问题。但由于数控机床是一种价格昂贵的精密设备,因此,其维护更是不容忽视。通过洛拖的实习,见到了各种先进的数控设备,仔细观察了工人师傅的操作及其维护修理过程,参考一些资料,了解到一些数控机床的故障诊断和维修方法,做一点总结,为以后的工作奠定一定的基础,让自己在机械行业能更快更好的发展。一、数控机床1、数控机床的特点及加工数控机床的工作原理就是将加工过程所需的各种操作(如主轴变速、工件的松开与夹紧、进刀与退刀、开车与停车、自动关停冷却液)和步骤以及工件的形状尺寸用数字化的代码表示,通过控制介质(如穿孔纸带或磁盘等)将数字信息送入数控装置,数控装置对输入的信息进行处理与
3、运算,发出各种控制信号,控制机床的伺服系统或其他驱动元件,使机床自动加工出所需要的工件。所以,数控加工的关键是加工数据和工艺参数的获取,即数控编程。数控机床具有高度柔性,高的加工精度,加工质量的稳定与可靠,高的生产效率,并且为机电一体化设备,节省大量的人力与物力,便于自动化管理等特点。随着数控设备不断在生产生活中的深入使用,其维护与维修也成了重中之中,因此这就要求维修人员具有深厚的实践经验与熟练的技术,能准确对机床进行故障定位,并且及时解决,防止出现机器停机,造成经济损失等。数控加工一般包括以下几个内容:1) 对图纸进行分析,确定需要数控加工的部分; 2) 利用图形软件(如UG)对需要数控加工
4、的部分造型;3) 根据加工条件,选择合适的加工参数,生成加工轨迹(包括粗加工、半精加工、精加工轨迹);4) 轨迹的仿真检验; 5) 生成G代码; 6) 传给机床加工。2、 数控机床使用中应注意的事项使用数控机床之前,应仔细阅读机床使用说明书以及其他有关资料,以便正确操作使用机床,并注意以下几点:1) 机床操作、维修人员必须是掌握相应机床专业知识的专业人员或经过技术培训的人员,且必须按安全操作规程及安全操作规定操作机床;非专业人员不得打开电柜门,打开电柜门前必须确认已经关掉了机床总电源开关。只有专业维修人员才允许打开电柜门,进行通电检修;2) 除一些供用户使用并可以改动的参数外,其它系统参数、主
5、轴参数、伺服参数等,用 4户不能私自修改,否则将给操作者带来设备、工件、人身等伤害;修改参数后,进行第一次加工时,机床在不装刀具和工件的情况下用机床锁住、单程序段等方式进行试运行,确认机床正常后再使用机床;3) 机床的PLC程序是机床制造商按机床需要设计的,不需要修改。不正确的修改,操作机床可能造成机床的损坏,甚至伤害操作者;建议机床连续运行最多24小时,如果连续运行时间太长会影响电气系统和部分机械器件的寿命,从而会影响机床的精度;机床全部连接器、接头等,不允许带电拔、插操作,否则将引起严重的后果。二、数控机床故障的特点与类型1、数控机床故障特点数控机床故障的特点:数控机床一般由数控系统,包含
6、伺服电动机和检测反馈装置的伺服系统,强电控制柜,机床本体和各类辅助装置组成。数控机床的复杂性使其故障具有复杂性和特殊性,引起数控机床故障的因素又很多,不能只看故障的表像,要透过现象去检查引起故障的综合因素,找到引起故障的根源,采取合理的方法给予排除。2、数控机床故障类型1)、NC系统故障NC系统故障会引起硬件故障和软故障。 2)、伺服系统的故障由于数控系统的控制核心是对机床的进给部分尽心数字控制,而进给是由伺服单元控制伺服电机,带动滚珠丝杠来实现的,由旋转编码器做位置反馈元件,形成位置控制系统。伺服系统故障一般是由伺服控制单元、伺服电机、测速电机、编码器等问题引起的。 3)、外部故障由于现代的
7、数控系统可靠性越来越高,故障率越来越低,很少发生故障。大部分故障都是非系统故障,是由外部原因引起的。三、数控机床故障的诊断方法1、系统自诊断一般CNC系统都有较为完备的自诊断系统,无论是华中系统还是西门子系统,上电初始化时或运行中均能对自身或接口做出有限的自诊断。 维修人员应熟悉系统自诊断各种报 5警信息。根据说明书进行分析以确定故障范围。 定位故障元器件,对于进口的数控系统一般只能定位到板级。2、数控系统的软故障诊断数控系统的软故障是指控制系统的系统软件和PLC程序。 有的系统把它们写在EPROM中插在主机板上,有的驻留在硬盘上。一旦这些软件出现问题,系统将造成全部或局部混乱,当分析到确定是
8、软件故障时,应当使用备用软 件或备用EPROM换上,严格按操作步骤经初始化后试运行。这类故障只要有备份文件一般不难恢复。其难度在于备份软件不完备或专用传送设备不具备或生产厂家操作手段中设置口令保密等因素造成无法恢复。3、利用PLC程序定位机床与CNC系统接口诊断现在一般CNC控制系统均带有PLC控制器,大多为内置式 PLC控制。维修人员应根据梯形图对机床控制电器进行分析,在CRT上直观地看出 CNC系统I/O的状态。通过PLC程序的逻辑分析,方便地检查出问题存在部位。如 FANUC一OT系统中自诊断页面,FANUC一7M系统中的T指令等。4、利用数控系统的PLC状态显示功能诊断许多数控系统都有
9、PLC状态显示功能,如西门子3系统PC菜单下的PC STATUS,西门子810系统DIAGNOSIS菜单下的PLC STATUS功能等,利用这些功能可显示PLC的输入、输出、定时器、计数器等的即时状态和内容。根据机床的工作原理和机床厂家提供的电气原理图,通过监视相应的状态,就可确诊一些故障。四、数控机床故障的维修步骤与方法1、故障排除步骤询问操作者故障发生的原因当故障发生后,维修人员一般不要急于动手,要仔细询问故障发生时机床处在什么工作状态、表现形式、产生的后果、是否是误操作。故障能否再现等。 表面与基本供电检查主要观察设备有无异常情况,如机械卡住、电机烧坏、 保险熔断等。首先检查ACDC电源
10、是否正常,尽可能地缩小故障范围。 分析图纸,确定故障部位根据图纸PLC梯图进行分析,以确定故障部位是机械、 电器、液压还是气动故障。6根据经验分析,扩大思路根据经验分析,一定要扩大思路,不局限于维修说明书上的范畴,维修资料只提供一个思路,有时局限性很大。2、故障维修方法当数控设备出现故障时,首先要搞清故障现象,向操作人员了解第一次出现故障时的情况,在可能的情况下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,把故障过程搞清了,问题就解决一半了。搞清了故障现象,然后根据机床和数控系统的工作原理,就可以很快地确诊问题所在并将故
11、障排除,使设备恢复正常使用。 下面是一些具体数控机床故障的解决方法:1) 当伺服驱动器出现母线欠电压警报时,是由主回路断路器跳闸引起,需重新推好电闸。2) 当主轴驱动器出现电动机的速度不能跟从指令速度,电动机负载转矩过大。参数4082中的加速度时间不足时,需确认切削条件后减少负载并且修改参数4082。 3) 当主轴切换输出切换时的切换顺序异常。切换用的MC的接点状态确认信号和指令不一致时,需确认、修改梯形图顺序,更换用于切换的MC。4)当电源系统出现主回路直流母线电容不能在规定的时间内充电时,可能是由于电源模块容量不足或直流母线存在短路,充电限流电阻不良引起的。五、维修总结数控机床是技术含金量
12、很高的设备,在使用过程中要严格遵照使用要求,必须执行设备操作规程,因为数控故障大多都是由认为造成的,作为操作人员,为减少设备故障、延长使用寿命,需做设备的日常维护,尽可能让机床发挥它的最大效益,不能还没有使用就要坏掉,在维修。公司也应加大为操作人员素质培养,让他们尽快掌握机床性能,保证设备运行 在合理的工作状态之中;另外,维修人员应做经常性的巡回检查,如CNC系统的排风扇运行情况,机柜、电机是否发热,是否有异常声音或有异味,压力表指示是否正常,各管路及接头有无泄漏、润滑状况是否良好等,积极做好故障和事故预防,若发现异常应及时解决,这样做才有可能把故障消灭在萌牙 状态之中,从而可以减少一切可避免
13、的损失。当设备出 7现问题后,要及时冷静地进行故障诊断,寻找合适的方法解决问题。机床修理人员要注重实践,在实践中不断提高自己的水平,要多问、多阅读、多观察、多思考、多实践、多讨论交流、多总结。只有当自身的水平提高了,数控机床的修理过程才能更迅速,才能更好地提高工作效率,多创效益。数控系统故障维修实训心得2一、常用的数控机床维修工具1.拆卸及装配工具(1)单头钩形扳手:分为固定式和调节式,可用于扳动在圆周方向上开有直槽或孔的圆螺母。(2)端面带槽或孔的圆螺母扳手:可分为套筒式扳手和双销叉形扳手。(3)弹性挡圈装拆用钳子:分为轴用弹性挡圈装拆用钳子和孔用弹性挡圈装拆用钳子。(4)弹性手锤:可分为木
14、锤和铜锤。(5)拉带锥度平键工具:可分为冲击式拉锥度平键工具和抵拉式拉锥度平键工具。(6)拉带内螺纹的小轴、圆锥销工具。(7)拉卸工具:拆装在轴上的滚动轴承、皮带轮式联轴器等零件时,常用拉卸工具,拉卸工具常分为螺杆式及液压式两类,螺杆式拉卸工具分两爪、三爪和铰链式。(8)拉开口销扳手和销子冲头。2.常用的机械维修工具(1)尺:分为平尺、刀口尺和90角尺。(2)垫铁:面为90的垫铁、角度面为55的垫铁和水平仪垫铁。(3)检验棒:有带标准锥柄检验棒、圆柱检验棒和专用检验棒。(4)杠杆千分尺:当零件的几何形状精度要求较高时,使用杠杆千分尺可满足其测量要求,其测量精度可达0.001mm。(5)万能角度
15、尺:用来测量工件内外角度的量具,按其游标读数值可分为2和5两种,按其尺身的形状可分为圆形和扇形两种。二、常用的数控机床维修仪表1.百分表:百分表用于测量零件相互之间的平行度、轴线与导轨的平行度、导轨的直线度、工作台台面平面度以及主轴的端面圆跳动、径向圆跳动和轴向窜动。2.杠杆百分表:杠杆百分表用于受空间限制的工件,如内孔跳动、键槽等。使用时应注意使测量运动方向与测头中心成垂直,以免产生测量误差。3.千分表及杠杆千分表:千分表及杠杆千分表的工作原理与百分表和杠杆百分表一样,只是分度值不同,常用于精密机床的修理。4.比较仪:比较仪可分为扭簧比较仪与杠杆齿轮比较仪。扭簧比较仪特别适用于精度要求较高的
16、跳动量的测量。5.水平仪:水平仪是机床制造和修理中最常用的测量仪器之一,用来测量导轨在垂直面内的直线度、工作台台面的平面度以及零件相互之间的垂直度、平行度等,水平仪按其工作原理可分为水准式水平仪和电子水平仪。水准式水平仪有条式水平仪、框式水平仪和合像水平仪3种结构形式。6.光学平直仪:在机械维修中,常用来检查床身导轨在水平面内和垂直面内的直线度、检验用平板的平面度,光学平直仪是当前导轨直线度测量方法中较先进的仪器之一。7.经纬仪:经纬仪是机床精度检查和维修中常用的高精度的仪器之一,常用于数控铣床和加工中心的水平转台和万能转台的分度精度的精确测量,通常与平行光管组成光学系统来使用。8.转速表:转
17、速表常用于测量伺服电动机的转速,是检查伺服调速系统的重要依据之一,常用的转速表有离心式转速表和数字式转速表项目二:主轴故障诊断与维修主轴编码器、变频器、主轴转向的故障诊断与维修实训时间及地点:第八周第九周,第一实验楼101 实训目的:了解数控机床主轴编码器、变频器的功能和主轴转向的故障诊断与维修实训内容:主轴编码器、变频器、主轴转向的故障诊断与维修 实训步骤:一、主轴编码器工作原理:由一个中心有轴的光电码盘,其上有环形通、暗的刻线,有光电发射和接收器件读取,获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差90度相位差(相对于一个周波为360度),将C、D信号反向,叠加在A、B两相上,可增
18、强稳定信号;另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。由于A、B两相相差90度,可通过比较A相在前还是B相在前,以判别编码器的正转与反转,通过零位脉冲,可获得编码器的零位参考位。 作用:主要控制机床主轴的转速,正反转,和主轴定位二、主轴变频器工作原理:变频器必须有以下性能:(1)宽调速范围,且稳速精度高;(2)低速运行时,有较大力矩输出;(3)加减速时间短;(4)过载能力强;(5)快速响应主轴电机快速正反转以及加减速。其中变频器与数控装置的联系通常包括:(1)数控装置给变频器的正反转信号;(2)数控装置给变频器的速度或频率信号,可以通过通讯给定或模拟给定;(3)变频器给数控装置的故障等状态信号。
19、所有关于对变频器的操作和反馈均可在数控面板进行编程和显示。通过变频器内部关于输入信号与设定频率的输入输出特性曲线的设置,数控装置就可以方便而自由地控制主轴的速度。该特性曲线必须涵盖电压/电流信号、正/反作用、单/双极性的不同配置,以满足数控车床快速正反转、自由调速、变速切削的要求。三、主轴故障:一般轴的故障有以下几种:1.轴走位精度失准。2.轴回位报警(超程或回零报警包括不能回位或直接报警)。3.轴走位部分距离精度失准,其他位置完好。4.轴行进到一定位置卡死。5.轴持续一个方向走位精准,反向位移失准后持续反向不失准。解除方法(对应):1.检查滚珠是否有脱落,或间隙变大!2.检查限位器开关是否卡
20、异物抱死,每个轴都有3个限位器,前后各一,后面附带回零限位器,有的机床没回零功能就没有,限位器是弹跳的,风枪吹净后抱拆下用手上下回压,不行就换新的。3.轴磨损,换轴!4.钢珠脱落或传动钢珠套内有异物,清晰配齐钢珠!5.轴与连接装置螺钉松动或脱落,从新安装即可!主轴不能定向或定向不到位:在检查定向控制电路设置和调整,检查定向板,主轴控制印刷电路板调整的同时,应检查位置检测器(编码器)是否不良,此时测编码器输出波形。项目三:进给故障诊断与维修伺服电路、伺服电机及位置检测装置、减速开关及限位开关的诊断与维修实训时间及地点:第八周第九周,第一实验楼101 实训目的:掌握伺服电路、伺服电机及位置检测装置
21、、减速开关及限位开关的诊断与维修 实训内容:伺服电路、伺服电机及位置检测装置、减速开关及限位开关的诊断与维修 实训步骤:一、数控机床主轴伺服系统故障检查及维修a.利用直观法判断数控机床故障的可能部位并排除b.利用数控系统的硬件(如:控制单元、变频器、电源单元和伺服单元等部件)报警功能判断数控机床故障的可能部位并排除c.利用数控系统的软件(如:自诊断功能)报警功能判断数控机床故障的可能部位并排除d.利用状态显示功能(如:PLC的I/O接口信号)报警功能判断数控机床故障的可能部位并排除e.在发生故障时能通过及时核对数控系统参数来判断数控机床故障的可能部位并排除f.利用备件置换法来判断数控机床故障的
22、可能部位并排除 g.掌握数控系统信息维护方法h.掌握数控系统参数设置方法及报警文本编写方法 i.能通过仪器仪表检查数控机床故障点电子工业的飞速发展,使各种集成度高、性能先进的调速驱动层出不穷,给数控机床的更新换代提供了有利条件,但对于目前大中型企业还无法将旧数控机床全部改造的现实,修理旧的驱动系统,仍是维修战线上的一项艰巨任务。在维修主回路采用错位选触无环流可逆调速驱动系统的数控车床中所遇到的部分故障及处理方法。1. 故障现象:卧车在点动时,花盘来回摆动。检查:测量驱动控制系统中的20V直流稳压电源的纹波为4V峰值,大大超过了规定的范围。分析:在控制系统的放大电路中,高、低通滤波器可以滤掉,如
23、:测速机反馈,电流反馈,电压反馈中的各次谐波干扰信号,但无法滤除系统本身直流电源电路中的谐波分量,因它存在于整个系统中,这些谐波进入放大器就会使放大器阻塞,使系统产生各种不正常的现象。在点动状态下,因电机的转速较低,这些谐波已超过了点动时的电压值,造成了系统的振荡,使主轴花盘来回摆动,而且一旦去除谐波信号,故障马上消失。处理:将电压板中的100MF和1000MF滤波电容换下焊上新电容,并测量纹波只有几个毫伏后将电源板安装好,开机试运行,故障消除。2. 故障现象:立车在运行加工中发出哐哐声后,烧保险。检查:发现5FC5FG、5RG5RQ正反组全无脉冲输出(线路见图2),测量结果,IC7反相器损坏
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