數控機床是高精度自動化裝備, 價格昂貴, 為了保證機床長期安全平穩運行, 發揮更大效益, 需要注重數控機床的維護保養方法和易出現的故障及排除方法。
近年來, 數控機床大量用于制造業中, 成為企業生 產的關鍵設備, 帶來很大的效益; 但是數控機床的先進 性、復雜性、智能化高的特點, 也使數控機床維護保養 工作要求較高, 出現的故障種類增多, 診斷較為困難。
1 合理地使用數控機床
1.1 數控機床的工作場地選擇
( 1) 避免陽光的直接照射和其它熱輻射、避免太潮濕或粉塵過多的場所,盡量在空調環境中使用,保持室 溫20℃左右。由于我國處于溫帶氣候、受季風影響、溫度差異大, 對于精度高、價格貴的數控機床,應置于有 空調的房間中使用。( 2) 要避免有腐蝕氣體的場所。因腐蝕氣體易使電子元件變質,或造成接觸不良,或造成元件短路,影響機床的正常運行。( 3) 要遠離振動大的 設備(如沖床、鍛壓設備等)。對于高精度的機床還應采 用防振措施(如防振溝等)。( 4) 要遠離強電磁干擾源,使
機床工作穩定。
1.2 數控機床的電源
數控系統對電源要求較嚴,一般要求工作電壓為220V±10%。針對我國供電工況,對于有條件的企業,可為數控機床采取專線供電或增設穩壓裝置,以減少供電 品質差的影響, 為數控系統的正常運行提供有力保證。
1.3數控機床配置合適的自動編程系統
手工編程對于外形不太復雜或編程量不大的零件程序, 簡單易行。當工件比較復雜時(如凸輪或多維空間曲面等),手工編程周期長(數天或數周)、精度差、易出錯。因此,快速、準確地編制程序就成為提高數控機 床使用率的重要環節; 為此, 有條件的用戶最好配置必要的自動編程系統,提高編程效率。
1.4數控機床配置必要的附件和刀具
為了充分發揮數控機床的加工能力, 必須配備必要的附件和刀具。切忌花了幾十萬元錢買來一臺數控機床,因缺少一個幾十元或幾百元的附件或刀具而影響整機的正常運行。由于單獨簽訂合同購買附件的單價大大 高于隨同主機一起供貨的附件單價, 因此, 有條件的企 業盡量在購買主機時一并購置易損部件及其它附件。
1.5加工前的準備
加工前要審查工件的數控加工工藝性, 應重視生產技術準備工作(包括工件數控加工工藝分析、加工程程序編制、工裝與刀具配置、原材料準備及試切加工等)以縮短生產準備時間,充分提高數控機床的使用效率。
合理安排適合在數控機床加工的各種工件, 安排好數 控機床加工運轉所需的節拍。
1.6為維修保養做好準備
建立一支高水平的維修隊伍, 保存好設備的完整
轉一般分為三個區域:
( 1) 初期運行區, 故障率較高, 故障曲線呈上升趨勢, 此 區故障多數屬于設計制造和裝配缺陷造成的。( 2) 正常運行區, 此時故障曲線趨近水平, 故障率低, 此區故障一般是由操作和維護不良造成的偶發事故。( 3) 衰老區, 此 區故障率大, 故障曲線上升快, 主要原因是運行過久、機件老化和磨損過度造成的。
2.2 故障的分類
按結構分為機械和電氣兩類; 按故障源分為機械 故障和控制故障兩類; 就其數控系統而言分為硬件故 障、軟件 先檢查控制系統,看程序能否正常運行, 顯示和其它功能鍵是否正常, 有 無報警現象等; 再檢查電機如果 沒有上述問題, 則可初步判斷故障原因在機械方面, 著 重檢查傳動環節。檢查傳動環節時應使電機斷電, 用手 動并配合打表檢查機器。
3.數控系統的常見故障分析
( 1) 位置環。這使數控系統發出控制指令, 并與位置檢測系統的反饋值相比較, 進一步完成控制任務的關鍵環節; 它有很高的工作頻度, 并與外設相聯接, 容 易發生故障。常見的故障有: 1) 位控環報警: 可能是測 量回路開路, 測量系統損壞, 位控單元內部損壞。2) 不發指令就運動, 可能是漂移過高, 正反饋, 位控單元故障, 測量元件損壞。3) 測量元件故障, 一般表現為無反 饋值; 機床回不了基準點; 高速時漏脈沖產生報警, 可能的原因是光柵或讀頭臟了; 光柵壞了。
( 2) 壓波動太大或電壓沖擊造成。地區電網質量不好, 會給
機床帶來電壓超限, 尤其是瞬間超限, 若無專門的電壓 監控儀, 則很難測到。在查找故障原因時, 要加以注意,還有一些是由于特殊原因造成的損壞。2) 加工時工件表 面達不到要求, 走圓弧插補軸換向時出現凸臺, 電機低速爬行或振動, 這類故障一般是由于伺服系統調整不 當, 各軸增益系統不相等或與電機匹配不合適引起, 解決辦法是進行最佳化調節。3) 保險燒斷, 或電機過熱, 以 至燒壞, 這類故障一般是機械負載過大或卡死。
( 3) 電源部分。電源失效或故障的直接結果是造成 系統的停機或毀于 電源波動較大、質量差, 還隱藏有高頻脈沖類的干擾, 加上人為的因素( 如突然拉閘斷電等) , 這些原因可造 成電源故障失控或損壞。再者, 數控系統部分運行數據、設定數據以及加工程序等一般存貯在RAM存貯器 內, 系統斷電后依靠電源的后備蓄電池或鋰電池保持。因而, 停機時間比較長, 拔插電源或存貯器都可能造成 數據丟失, 使系統不能運行。
( 4) 可編程序控制器邏輯接口。數控系統的邏輯控 制(如刀庫管理, 液壓啟動等), 主要由PLC實現, 必須采集各控制點的狀態信息 (如斷電器, 伺服閥, 指示燈 等), 它與外界繁多的各種信號源和執行元件相連接,變化頻繁, 發生故障的可能性較多, 故障類型較多。
( 5) 其它。由于環境條件, 例如干擾, 溫度, 濕度超 過允許范圍, 操作不當, 參數設定不當, 都可能造成停機或故障。不按操作規程拔插線路板, 或無靜電防護措 施等, 也可能造成停機故障甚至毀壞系統。
4 常見故障的排除方法
( 1) 初始化復位法。一般情況下, 由于瞬時故障引 起的系統報警, 可用硬件復位或開關系統電源依次清除故障; 若系統工作存貯區由于掉電、拔插線路板或電 池欠壓造成混亂, 則必須對系統進行初始化清除, 清除 前應注意作好數據拷貝記錄; 若初始化后故障仍無排 除, 則需進行硬件診斷。
( 2) 參數更改、程序更正法。系統參數是系統功能 的依據, 參數設定有誤可能造成系統的故障或某功能無效。有時由于用戶程序錯誤亦可造成故障停機, 對此 可以采用系統的塊搜索功能進行檢查, 改正所有錯誤, 確保正常運行。
( 3) 調節、最佳化調整法。調節簡單易行的辦法, 可 通過對電位計的調節, 修正系統故障。通過調節速度調節器的比例系數和積分時間, 可使伺服系統達最常用的排故辦法。

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