經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床典型故障診斷與維修

金 玉

[摘要]電子技術(shù)的發(fā)展以及國(guó)內(nèi)數(shù)控裝置的發(fā)展使得數(shù)控裝置的價(jià)格走低,特別是經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車系統(tǒng)的價(jià)格已經(jīng)是到達(dá)了它的最低點(diǎn)。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床在中國(guó)的機(jī)械加工行業(yè)中得到了迅速普及,使得我國(guó)機(jī)械加工水平無論在加工質(zhì)量方面還是在加工效率方面也得到了迅速提高。但是隨著機(jī)床使用時(shí)間的延長(zhǎng),數(shù)控機(jī)床會(huì)出現(xiàn)這樣或那樣的故障,本文就以經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的常見故障為例,談了一些解決的辦法。

[關(guān)鍵詞]數(shù)控車床 霍爾開關(guān) 繼電器 伺服驅(qū)動(dòng)

一、換刀裝置故障

數(shù)控車換刀一般的過程是:換刀電機(jī)接到換刀信號(hào)后,通過蝸輪蝸桿減速帶動(dòng)刀架旋轉(zhuǎn),由霍爾元件發(fā)出刀位信號(hào),數(shù)控系統(tǒng)再利用這個(gè)信號(hào)與目標(biāo)值進(jìn)行比較以判斷刀具是否到位。刀換到位后,電機(jī)反轉(zhuǎn)縮緊刀架。在我維修數(shù)控車的過程中遇到了以下幾個(gè)故障現(xiàn)象。

故障一:一臺(tái)四刀位數(shù)控車床,發(fā)生一號(hào)刀位找不到,其它刀位能正常換刀的故障現(xiàn)象。

故障分析:由于只有一號(hào)刀找不到刀位,可以排除機(jī)械傳動(dòng)方面的問題,確定就是電氣方面的故障。可能是該刀位的霍爾元件及其周圍線路出現(xiàn)問題,導(dǎo)致該刀位信號(hào)不能輸送給PLC。對(duì)照電路圖利用萬用表檢查后發(fā)現(xiàn):1號(hào)刀位霍爾元件的24V供電正常,GND線路為正常,T1信號(hào)線正常。因此可以斷定是霍爾元件損壞導(dǎo)致該刀位信號(hào)不能發(fā)出。

解決辦法:更換新的霍爾元件后故障排除,一號(hào)刀正常找到。

故障二:一臺(tái)六刀位數(shù)控車床,換刀時(shí)所有刀位都找不到,刀架旋轉(zhuǎn)數(shù)周后停止,并且數(shù)控系統(tǒng)顯示換刀報(bào)警:換刀超時(shí)或沒有信號(hào)輸入。

故障分析查找:對(duì)于該故障,仍可以排除機(jī)械故障,歸咎于電氣故障所致。產(chǎn)生該故障的電氣原因有以下幾種:1.磁性元件脫落;2.六個(gè)霍爾元件同時(shí)全部損壞;3.霍爾元件的供電和信號(hào)線路開路導(dǎo)致無電壓信號(hào)輸出。其中以第三種原因可能性最大。因此找來電路圖,利用萬用表對(duì)霍爾元件的電氣線路的供電線路進(jìn)行檢查。結(jié)果發(fā)現(xiàn):刀架檢測(cè)線路端子排上的24V供電電壓為0V,其它線路均正常。以該線為線索沿線查找,發(fā)現(xiàn)從電氣柜引出的24V線頭脫落,接上后仍無反應(yīng)。由此判斷應(yīng)該是該線斷線造成故障。

解決辦法:利用同規(guī)格導(dǎo)線替代斷線后,故障排除。

故障三:一臺(tái)配有FANUC-0imate系統(tǒng)大連機(jī)床廠的六刀位車床,選刀正常但是當(dāng)所選刀位到位之后不能正常鎖緊。系統(tǒng)報(bào)警:換刀超時(shí)。

故障分析查找:刀架選刀正常,正轉(zhuǎn)正常,就是不能反向鎖緊。說明蝸輪蝸桿傳動(dòng)正常,初步定為電氣線路問題。在機(jī)床刀架控制電氣原理圖上,發(fā)現(xiàn)刀具反向鎖緊到位信號(hào)是由一個(gè)位置開關(guān)來控制發(fā)出的,是不是該開關(guān)即周圍線路存在問題呢?為了確認(rèn)這個(gè)故障原因,打開刀架的頂蓋和側(cè)蓋,利用萬用表參照電路圖檢查線路,發(fā)現(xiàn)線路未有開路和短路,通過用手按動(dòng)刀架反向鎖緊位置開關(guān),觀察梯形圖顯示有信號(hào)輸入,至此排除電氣線路問題。推斷可能是擋塊運(yùn)動(dòng)不到位,位置微動(dòng)開關(guān)未動(dòng)作。于是重新?lián)Q刀一次來觀察一下,結(jié)果發(fā)現(xiàn):果然擋塊未運(yùn)動(dòng)到位。于是把擋塊螺栓擰緊,試換刀一次正常。再換一次刀,原故障又出現(xiàn)了,同時(shí)發(fā)現(xiàn)蝸桿端的軸套打滑并且爬升現(xiàn)象。難道是它造成了電機(jī)反轉(zhuǎn)鎖緊時(shí)位置開關(guān)的擋塊不能到位?于是把該軸套進(jìn)行了軸向定位處理,將刀架頂蓋裝好。結(jié)果刀架鎖緊正常了。

解決辦法:對(duì)軸套進(jìn)行軸向定位故障解決。

二、穩(wěn)壓電源故障

機(jī)床在運(yùn)行時(shí)機(jī)床照明燈突然不亮,機(jī)床操作面板燈也不亮,系統(tǒng)電源正常,同時(shí)系統(tǒng)急停報(bào)警,和主軸無信號(hào)警。關(guān)機(jī)后重新上電故障依舊。

故障分析檢查:經(jīng)詢問當(dāng)時(shí)操作人員,沒有違規(guī)操作,排除人為原因,也可以排除機(jī)械原因,應(yīng)該是電氣故障引起。該機(jī)床的電器原理圖顯示,這些失電區(qū)域都和24V有關(guān),并且該機(jī)床擁有兩個(gè)穩(wěn)壓電源,一個(gè)是I/O接口電源,另一個(gè)為系統(tǒng)電源。失電區(qū)域都與I/O接口有關(guān),于是打開電氣柜觀察發(fā)現(xiàn)I/O接口穩(wěn)壓電源指示燈未能點(diǎn)亮,說明該電源未能正常工作或損壞。由穩(wěn)壓電源的工作原理知道,穩(wěn)壓電源有電流短路和過載保護(hù)的功能,當(dāng)電源短路或過載時(shí)自動(dòng)關(guān)斷電源輸出,以保護(hù)電源電路不被損壞。于是試著把電源的輸出負(fù)載線路拆下來,結(jié)果發(fā)現(xiàn)重新上電后電源指示燈亮了。這說明電源本身沒有損壞。通過分析得知該電源為I/O接口電源,負(fù)載不大,也不會(huì)出現(xiàn)過載現(xiàn)象,應(yīng)該是輸出回路中有短路故障。沿著輸出線號(hào)進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)有一根24V+輸出線接頭從絕緣膠布中露出并接觸到機(jī)床床體。原因很明顯:由于該線與機(jī)床發(fā)生對(duì)地短路,造成該穩(wěn)壓電源處于自我保護(hù)狀態(tài),使得操作面板和一些I/O接口繼電器供電停止,導(dǎo)致發(fā)生以上故障。至于變頻器報(bào)警可能24V信號(hào)不能到位發(fā)出報(bào)警。

解決辦法:用絕緣膠布把接頭處重新包好,重新上電開機(jī)所有故障解決,報(bào)警解除照明燈也亮了。

三、系統(tǒng)程序鎖故障

一臺(tái)數(shù)控車,配有FANUC-0i-mate系統(tǒng),無法輸入對(duì)刀值等參數(shù),不能編輯程序,并伴有報(bào)警。

故障分析檢查:對(duì)此現(xiàn)象首先想到了程序保護(hù)開關(guān),通過對(duì)比正常的系統(tǒng)發(fā)現(xiàn):與系統(tǒng)鎖住時(shí)現(xiàn)象一樣。所以懷疑系統(tǒng)鎖開關(guān)壞了,但經(jīng)過短接,仍不能解決問題。通過觀察故障系統(tǒng)的梯形圖發(fā)現(xiàn)X56輸入點(diǎn)無信號(hào)輸入,說明這條輸入線路斷路。沿著這條線號(hào)利用萬用表檢查,發(fā)現(xiàn)在操作面板后面選軸開關(guān)接頭處線頭脫落,導(dǎo)致線路無法輸入信號(hào),使PLC邏輯關(guān)系不正確,才出現(xiàn)以上故障。

解決辦法:用烙鐵焊錫把脫落的線頭重新焊接好,報(bào)警解除,參數(shù)輸入正常,故障消失。

四、結(jié)束語(yǔ)

以上維修案例,可作為類似故障的排除參考。一般地,對(duì)于任何故障,首先是根據(jù)現(xiàn)象,根據(jù)原理來判斷故障點(diǎn),分析每一個(gè)可能性,如一個(gè)開關(guān),一個(gè)線接頭,一個(gè)螺釘都會(huì)是都會(huì)是故障原因,參照之前的操作、維修歷史進(jìn)行分析,能有利于縮小查找范圍,有利于提高維修的效率。

參考文獻(xiàn):

[1]FANUC-0i-mate使用說明書.

[2]大連機(jī)床集團(tuán)數(shù)控車床電器說明書.

[3]廣州數(shù)控GSK980T使用說明書.

[4]沈陽(yáng)機(jī)床集團(tuán)數(shù)控車床電器說明書.

[5]王侃夫.數(shù)控機(jī)床故障診斷及維護(hù).機(jī)械工業(yè)出版社.