數(shù)控機床維修經(jīng)驗淺析(優(yōu)秀論文)

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從八例故障實例的分析,介紹其維修經(jīng)驗

數(shù)控機床維修經(jīng)驗淺析

作者：紀大圣       單位：黃石經(jīng)緯紡織機械有限公司

摘要：闡述數(shù)控機床的基本概念，介紹數(shù)控機床維護和保養(yǎng)的基本要求，以及維修實例，通過維修實例介紹自己的維修經(jīng)驗和體會等。
3 I8 E+ O4 P% W$ E5 H$ Y+ |隨著電子技術(shù)和自動化技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機床已在我國批量生產(chǎn)和大量引進。由于其自動化程度高、結(jié)構(gòu)復雜，能實現(xiàn)機械加工的高速度、高精度和高自動化，在企業(yè)生產(chǎn)中往往占有重要的地位，如何搞好數(shù)控機床的維修管理工作，使其發(fā)揮應有的效率，直接關(guān)系到企業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟利益。
本人從事數(shù)控機床電氣維修工作多年，現(xiàn)將本人在實踐中總結(jié)出的經(jīng)驗，遇到的問題，解決的方法，與同仁們作個闡述，供大家參考和交流，不足之處懇請批評指正。
本文為2009第八屆全國數(shù)控裝備使用,維修與改造經(jīng)驗交流會優(yōu)秀論文
/ ?/ Z) R2 _+ h: w1 |5 K; Y1 x一、概述
要使數(shù)控機床發(fā)揮其高效率，本人認為首先要重視數(shù)控機床日常維護和保養(yǎng)工作，要根據(jù)數(shù)控機床其功能、結(jié)構(gòu)的不同及實際使用情況，并參照說明書的要求，制訂和建立必要的定期、定級保養(yǎng)制度。做好資料管理和數(shù)據(jù)備份工作，對長期不用的數(shù)控機床，要定期通電，特別是在環(huán)境濕度較大的梅雨季節(jié)，應每周通電兩次，以防電子元件受潮或印刷板電路霉斷等現(xiàn)象，甚至有時會造成機床參數(shù)的丟失，從而造成意想不到的損失。

二、維修實例及總結(jié)
實例一：我廠一臺FANUC-Oi系統(tǒng)臥式加工中心有兩個刀庫，分別為A刀庫和B刀庫，換刀臂靠運載器在兩個刀庫中移動，實現(xiàn)抓刀和還刀功能，換刀位固定不變。一次故障時，換刀臂在A庫抓刀后，運載器一邊向主軸移動，一邊向換刀位移動，然而到換刀位時運載器并沒有停，而是向上繼續(xù)運行，換刀臂一邊旋轉(zhuǎn)一邊完成換刀動作，直到運載器到B刀庫換刀位才停止。此現(xiàn)象很危險，極易造成設備事故。故障發(fā)生時CRT上沒有任何報警提示，通過監(jiān)視與換刀有關(guān)的各個限位開關(guān)狀態(tài)，開關(guān)狀態(tài)都正常，外表看似乎是電氣控制問題，然而用電氣方法卻遇到了難題，此時通過分析運載器的工作原理來尋找突破。由于其動作是靠各電磁閥的動作來控制運動的，通過分析其液壓原理圖，發(fā)現(xiàn)運載器在換刀位停止是靠撞一塊機械閥的閥芯來控制其停止。通過檢查該機械閥芯，發(fā)現(xiàn)該閥芯銹蝕，動作失靈，不能有效關(guān)閉油路造成的，經(jīng)拆開清洗后重裝，故障排出。
體會：對于電氣維修人員來說，不僅要掌握數(shù)控機床的工作原理，還應熟悉機床的液壓原理。
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' l9 B) Z& f0 R% j實例二：我廠一臺加工中心，其Y軸驅(qū)動電機采用FANUC-S伺服電機，由于電機和編碼器的聯(lián)接器斷裂，需脫開編碼和電機之間的連接更換聯(lián)接哭器，經(jīng)更換重裝后，顯示編碼器連接出錯報警，說明編碼器的安裝位置有要求，經(jīng)查閱相關(guān)資料，重新按照以下步驟重裝后，機床正�！，F(xiàn)將安裝步驟介紹同仁，以供大家參考。
" U; E) \" e1 |; X; R6 Z2 U（1）將電動機電樞線的V、W相（電樞插頭的B、C腳）相連。
* _. _8 l" }2 p（2）將U相（電樞插頭的A腳）和直流調(diào)壓器的“+”端相聯(lián)，V、W和直流調(diào)壓器的“—”端相聯(lián)，編碼器加入+5V電源（編碼器插頭的J、N腳間）。
2 F0 B' n/ X# p( R. ^+ a（3）通過調(diào)壓器對電動機電樞加入勵磁電流。伺服電動機（永磁式）將自動轉(zhuǎn)到U相的位置進行定位。
注意：加入的勵磁電流不可以太大，只要保證電動機能進行定位即可（實際維修時調(diào)整在3-5A）。
（4）在電動機完成U相定位后，旋轉(zhuǎn)編碼器，使編碼器的轉(zhuǎn)子位置檢測信號C1、C2、C4、C8（編碼器插頭的C、P、L、M腳）同時為“1”，使轉(zhuǎn)子位置檢測信號和電動機實際位置一致。
- G5 d, Z/ O2 T" ^（5）安裝編碼器固定螺釘，裝上后蓋，完成電動機維修。
# K/ L# b5 B4 Q& ?  h* g: T% \5 e. ]體會：伺服電機的電機軸和編碼器（增量式）的聯(lián)接，在安裝上有位置上的要求，不能隨意安裝。
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實例三：我廠一臺立式龍門加工中心，在執(zhí)行M06主軸換刀定位功能時，主軸旋轉(zhuǎn)不停，不能定位，經(jīng)檢查主軸定位上各測試點電壓正常，更換主軸定位備用板故障依舊。由于其主軸定位是靠磁感應器感應發(fā)磁體發(fā)出定位信號，初步判定其磁感應器有問題，更換磁感器后，主軸定位時，主軸來回搖擺，仍不能定位，經(jīng)詢問FANUC公司，將磁感應器調(diào)換1800重新安裝后，故障排除。
體會：主軸定位磁傳感器的安裝位置也有要求。

1 t- S  o! w5 p實例四：我廠一臺H3500臥式加工中心，采用FANUC-0i系統(tǒng)，因系統(tǒng)主板故障，經(jīng)北京FANUC公司維修后，由于CNC存儲器中有CNC參數(shù)、PMC參數(shù)、螺距誤差補償?shù)葦?shù)據(jù)全部丟失，必須重新向CNC存儲器輸入這些數(shù)據(jù)。由于有備份數(shù)據(jù)，在傳輸數(shù)據(jù)時應注意以下問題：
（1）只有在一定參數(shù)條件下，才能進行數(shù)據(jù)輸入/輸出，要對照備份參數(shù)說明書正確輸入以下參數(shù)，參數(shù)號：0000、0020、0101、0102、0103。
& v" F3 Q, A3 {$ q（2）在輸入PMC參數(shù)時，要先將K17參數(shù)第#1位設定為1，這樣才可選擇數(shù)據(jù)輸入界面。
# ]7 Z) P4 Y0 V, O- _; b將以上參數(shù)全部輸入時，發(fā)現(xiàn)各軸均可手動移動，然而在移動回零操作時，X、Y、Z軸均不動，CRT上無報警信息，在對照參數(shù)說明書核對有關(guān)軸移動參數(shù)時，發(fā)現(xiàn)參數(shù)1420參數(shù)為各軸進給倍率，其數(shù)值均為零。將參數(shù)全部由“0”改為“500”后，重新執(zhí)行回零功能，動作正常。
體會：平時要做好機床參數(shù)的備份工作，各機床參數(shù)一定要在機床正常情況下備份。

實例五：辛辛那提1250立式加工中心（CINCINNAT850系統(tǒng)、GE FANUC驅(qū)動及交流伺服電機）開機自檢一切正常，在執(zhí)行回零操作時Y、Z軸工作正常，但X軸卻一直向X—方向移動，直到撞到X—限位開關(guān)。正常時應該是向X+方向移動在接近零點時減速并精確停止定位，完成回零動做。出現(xiàn)此現(xiàn)象系統(tǒng)沒有任何提示信息。
故障分析及排除：此故障很奇怪，轉(zhuǎn)到手動操作狀態(tài)，點動X軸（X+、X—）勻正常，用手輪移動X軸也正常。初步判定驅(qū)動器及伺服電機無故障，問題出在CNC部分，用萬用表檢測CN1端子8、9兩腳電壓，發(fā)現(xiàn)電壓極性可以隨X軸電機的轉(zhuǎn)向而變化，但在執(zhí)行回零操作時發(fā)現(xiàn)8、9兩腳電壓極性始終為負，CNC自檢可以通過且沒有任何告警信息說明系統(tǒng)無故障，應該是系統(tǒng)外圍的開關(guān)狀態(tài)不對�？赡苄宰畲蟮氖荴軸回零開關(guān)，經(jīng)檢查該開關(guān)始終為高電平。原來CNC檢測到回零開關(guān)為高電平認為X軸離零點太近，先X—方向移動退出零點一旦回零開關(guān)為低電平再向X+方向移動完成回零動做。更換X軸回零開關(guān)故障排除。維修完畢做模擬實驗移動X軸使回零開關(guān)動作，執(zhí)行回零操作果然不出所料先X—方向移動退出零點再向X+方向移動完成回零。
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實例六：辛辛那提MAXIN630臥式加工中心（CINCINNATI950系統(tǒng)、西門子640驅(qū)動及交流伺服電機,直線軸全閉環(huán)光柵尺反饋）開機自檢一切正常，在執(zhí)行回零操作時X、Y、Z、B軸動作正常。在完成回零動作后，CRT上出現(xiàn)Axis are aligning的信息沒有消失（正常時應該出現(xiàn)Axis  aligning  finish）由于提示狀態(tài)信息不消失，表示對正沒有完成。系統(tǒng)無法繼續(xù)工作，所有的功能鍵都被禁止如同死機一樣。只能關(guān)機重啟。
故障分析及排除：轉(zhuǎn)到手動操作狀態(tài)，全部功能操作正常,有了第一例的經(jīng)驗可以得出以下結(jié)論：驅(qū)動器及伺服電機無故障，CNC自檢可以通過且沒有任何告警信息說明系統(tǒng)無故障，應該是系統(tǒng)外圍的開關(guān)狀態(tài)不對。轉(zhuǎn)到I/O監(jiān)視畫面，執(zhí)行回零操作，對照圖紙逐一查看每個與回零有關(guān)的開關(guān)狀態(tài)是否翻轉(zhuǎn)，發(fā)現(xiàn)B軸下落到位的接近開關(guān)沒有翻轉(zhuǎn)。人為的在I 7點輸入高電平（+24V）。系統(tǒng)馬上出現(xiàn)Axis  aligning  finish  表示對正完成，仔細調(diào)整B軸下落到位開關(guān)，故障排除。原來系統(tǒng)一直在處于等待狀態(tài)，I 7點沒有輸入高電平系統(tǒng)默認的動作沒完成，導致發(fā)生“故障”。
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- q: I- a7 I+ Q6 m實例七：高明KCM-3000立式龍門加工中心（FANUC-15系統(tǒng)\驅(qū)動器\交流伺服電機）開機自檢一切正常，進入程序加工時X、Y、Z軸不能按程序移動，主軸可以旋轉(zhuǎn)。不執(zhí)行程序時手動移動X、Y、Z軸正常，執(zhí)行G00G90X1000正常，但是執(zhí)行G01G90X1000F200M04S1000就有故障。為何可以執(zhí)行G00而不能執(zhí)行G01？出現(xiàn)此現(xiàn)象系統(tǒng)沒有任何提示信息。
  k" s! A8 }. Q& w故障分析及排除：分析G00是定位， G01是執(zhí)行加工，加工是要檢測主軸的轉(zhuǎn)速是否達到設定值后直線軸才能按程序移動。執(zhí)行G00僅僅是定位，主軸不旋轉(zhuǎn)也可以。而不能執(zhí)行G01應該是主軸的轉(zhuǎn)速沒有達到設定值使直線軸不能按程序移動。觀察CRT上主軸的實際轉(zhuǎn)速果然沒有達到設定值，并且轉(zhuǎn)速波動。檢查主軸上的外置編碼器組件，發(fā)現(xiàn)編碼器的聯(lián)軸器松動、一個固定螺釘丟失。修復后故障排除。

- q" q! r) e- o) A) }實例八：MAXIN630臥式加工中心（CINCINNATI950系統(tǒng)、西門子驅(qū)動及交流伺服電機）開機自檢工作一切正常，在加工的過程中經(jīng)常無規(guī)律地出現(xiàn)自動關(guān)機（MACHINE OFF），液壓、主軸、冷卻、進給等也同時關(guān)閉。給加工帶來很大麻煩，特別是在攻絲的時候停機造成絲錐折斷、嚴重時工件報廢，直接經(jīng)濟損失很大，操作員不敢加工。整個過程沒有任何警示信息出現(xiàn)，也沒有預兆和規(guī)律。
故障分析及排除：關(guān)機信息（MACHINE OFF）應該只有在按動關(guān)機按鈕的情況下才出現(xiàn)。在加工的過程中無規(guī)律關(guān)機后檢查機床沒有發(fā)現(xiàn)故障，無法捕捉到瞬時出現(xiàn)的故障點。將與關(guān)機有關(guān)的開關(guān)、電路、電纜、繼電器、接口板卡等全部仔細檢查部分更換，對全機的可疑的接近開關(guān)等逐一測試檢查，故障還不時出現(xiàn)。經(jīng)向生產(chǎn)廠多次咨詢，懷疑是軟件問題，在其指導下進行了軟件刷新，故障沒有排除。以經(jīng)驗判斷是一個軟故障，電源干擾或某個重要系統(tǒng)的接口狀態(tài)抖動所致，將各個伺服單元送進CNC的READ信號短接，深夜開機空運行，故障存在。排除了電源干擾及軟件問題，看來故障在系統(tǒng)外圍的開關(guān)狀態(tài)了，但在系統(tǒng)I/O監(jiān)視畫面又都正常，用帶儲存功能的示波器監(jiān)視24V、15V、12V、5V以及重點懷疑的輸入點。終于在一次故障發(fā)生時捕捉到接近開關(guān)LS17瞬時抖動，做模擬實驗I 23（LS17）輸入+24V，故障立即出現(xiàn)，分析LS18、LS17是檢測主軸的刀具情況，有三種狀態(tài)（10、00、01），分別代表松刀、有刀、無刀。在加工的過程主軸旋轉(zhuǎn)震動出現(xiàn)01表示無刀，系統(tǒng)運行的條件破壞導致關(guān)機（MACHINE OFF）。仔細檢查原來主軸的刀具拉桿中的碟型彈簧破裂、刀抓螺帽松動，導致刀具拉桿行程加大，接近LS17使它誤動作。修復后故障排除。

5 h9 w, ~2 Z8 q! L& t2 a3 e小結(jié)
　以上是我在數(shù)控機床出現(xiàn)故障時維修過程和維修技術(shù)的心得和休會，是我多年中近百次數(shù)控系統(tǒng)的調(diào)試和維修的經(jīng)驗和總結(jié)。雖然，數(shù)控系統(tǒng)種類繁多，故障千變?nèi)f化，維修方法也不盡相同，一篇短文很難盡述，但是我仍希望把一些基本方法與思路寫出來，與大家交流以期能引起人們對數(shù)控系統(tǒng)維修技術(shù)的重視，旨在提高數(shù)控機床維修工作的快速性與針對性，克服盲目性與片面性，以期達到最佳維修效果�！�
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見習生小王

很不錯，來自第一線的寶貴經(jīng)驗，頂一個。

xx64628

不錯，分析時能加上原理圖和部分零部件圖就更好了。

東北大俠

很有用的東西

丟了翅膀的鳥

呵呵    謝謝樓主分享                     

上帝的左手

新手初來，有貼必頂，努力學習。