卓成宗 楊文彬
(1、哈電集團(tuán)(秦皇島)重型裝備有限公司,河北 秦皇島 066206 2、蘇州熱工研究院有限公司,江蘇 蘇州 215004)
1.1 人員條件,數(shù)控車床維修工作的快速性、優(yōu)質(zhì)性關(guān)鍵取決于維修人員的素質(zhì)條件。首先是有高度的責(zé)任心和良好的職業(yè)道德;知識(shí)面要廣應(yīng)經(jīng)過良好的技術(shù)培訓(xùn);勇于實(shí)踐;掌握科學(xué)的方法。
1.2 物質(zhì)條件,準(zhǔn)備好通用的和某臺(tái)數(shù)控車床專用的各種備件;非必要的常備元器件應(yīng)做到采購渠道快速暢通;必要的維修工具、儀器儀表等,最好配有筆記本電腦并裝有必要的維修軟件;每臺(tái)數(shù)控車床所配有的完整的技術(shù)圖樣和資料;數(shù)控車床使用、維修技術(shù)檔案材料。
2.1 常見故障分類。數(shù)控機(jī)床的故障可按故障的性質(zhì)、表象、原因或后果等分類
2.1.1 以故障發(fā)生的部位,分為硬件故障和軟件故障。硬件故障是指機(jī)械部分、電子元器件、印制電路板、電線電纜、接插件等的不正常狀態(tài)甚至損壞,這是需要修理甚至更換才可排除的故障。而軟件故障一般是指PLC邏輯控制程序中產(chǎn)生的故障,需要輸入或修改某些數(shù)據(jù)甚至修改PLC程序方可排除的故障。零件加工程序故障也屬于軟件故障。最嚴(yán)重的軟件故障則是數(shù)控系統(tǒng)軟件的缺損甚至丟失,這就只有與生產(chǎn)廠商或其服務(wù)機(jī)構(gòu)聯(lián)系解決了。
2.1.2 以故障出現(xiàn)時(shí)有無指示,分為有診斷指示故障和無診斷指示故障。當(dāng)今的數(shù)控系統(tǒng)都設(shè)計(jì)有完美的自診斷程序,時(shí)實(shí)監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)的軟、硬件性能,一旦發(fā)現(xiàn)故障則會(huì)立即報(bào)警或者還有簡要文字說明在屏幕上顯示出來,結(jié)合系統(tǒng)配備的診斷手冊(cè)不僅可以找到故障發(fā)生的原因、部位,而且還有排除的方法提示。機(jī)床制造者也會(huì)針對(duì)具體機(jī)床設(shè)計(jì)有相關(guān)的故障指示及診斷說明書。無診斷指示的故障一部分是上述兩種診斷程序的不完整性所致 (如開關(guān)不閉合、接插松動(dòng)等)。這類故障則要依靠對(duì)產(chǎn)生故障前的工作過程和故障現(xiàn)象及后果,并依靠維修人員對(duì)機(jī)床的熟悉程度和技術(shù)水平加以分析、排除。
2.1.3 以故障出現(xiàn)時(shí)有無破壞性,分為破壞性故障和非破壞性故障。對(duì)于破壞性故障,損壞工件甚至機(jī)床的故障,維修時(shí)不允許重演,這時(shí)只能根據(jù)產(chǎn)生故障時(shí)的現(xiàn)象進(jìn)行相應(yīng)的檢查、分析來排除之,技術(shù)難度較高且有一定風(fēng)險(xiǎn)。如果可能會(huì)損壞工件,則可卸下工件,試著重現(xiàn)故障過程,但應(yīng)十分小心。
2.1.4 以故障出現(xiàn)的或然性,分為系統(tǒng)性故障和隨機(jī)性故障。系統(tǒng)性故障是指只要滿足一定的條件則一定會(huì)產(chǎn)生的確定的故障;而隨機(jī)性故障是指在相同的條件下偶爾發(fā)生的故障,這類故障的分析較為困難,通常多與機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的局部松動(dòng)錯(cuò)位、部分電氣工件特性漂移或可靠性降低、電氣裝置內(nèi)部溫度過高有關(guān)。此類故障的分析需經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)、綜合判斷才可能排除。
2.1.5 以機(jī)床的運(yùn)動(dòng)品質(zhì)特性來衡量,則是機(jī)床運(yùn)動(dòng)特性下降的故障。在這種情況下,機(jī)床雖能正常運(yùn)轉(zhuǎn)卻加工不出合格的工件。例如機(jī)床定位精度超差、反向死區(qū)過大、坐標(biāo)運(yùn)行不平穩(wěn)等。這類故障必須使用檢測儀器確診產(chǎn)生誤差的機(jī)、電環(huán)節(jié),然后通過對(duì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)的最佳化調(diào)整來排除。
詢問調(diào)查在接到機(jī)床現(xiàn)場出現(xiàn)故障要求排除的信息時(shí),首先應(yīng)要求操作者盡量保持現(xiàn)場故障狀態(tài),不做任何處理,這樣有利于迅速精確地分析故障原因。同時(shí)仔細(xì)詢問故障指示情況、故障表象及故障產(chǎn)生的背景情況,依此做出初步判斷,以便確定現(xiàn)場排故所應(yīng)攜帶的工具、儀表、圖紙資料、備件等,減少往返時(shí)間?,F(xiàn)場檢查到達(dá)現(xiàn)場后,首先要驗(yàn)證操作者提供的各種情況的準(zhǔn)確性、完整性,從而核實(shí)初步判斷的準(zhǔn)確度。由于操作者的水平,對(duì)故障狀況描述不清甚至完全不準(zhǔn)確的情況不乏其例,因此到現(xiàn)場后仍然不要急于動(dòng)手處理,重新仔細(xì)調(diào)查各種情況,以免破壞了現(xiàn)場,使排故增加難度。故障分析根據(jù)已知的故障狀況按上節(jié)所述故障分類辦法分析故障類型,從而確定排故原則。由于大多數(shù)故障是有指示的,所以一般情況下,對(duì)照機(jī)床配套的數(shù)控系統(tǒng)診斷手冊(cè)和使用說明書,可以列出產(chǎn)生該故障的多種可能的原因。確定原因?qū)Χ喾N可能的原因進(jìn)行排查從中找出本次故障的真正原因,這時(shí)對(duì)維修人員是一種對(duì)該機(jī)床熟悉程度、知識(shí)水平、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和分析判斷能力的綜合考驗(yàn)。排故準(zhǔn)備有的故障的排除方法可能很簡單,有些故障則往往較復(fù)雜,需要做一系列的準(zhǔn)備工作,例如工具儀表的準(zhǔn)備、局部的拆卸、零部件的修理,元器件的采購甚至排故計(jì)劃步驟的制定等等。數(shù)控車床系統(tǒng)故障的調(diào)查、分析與診斷的過程也就是故障的排除過程,一旦查明了原因,故障也就幾乎等于排除了。因此故障分析診斷的方法也就變得十分重要了。
2.3.1 電源。我們?cè)谠O(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床的供電系統(tǒng)時(shí)應(yīng)盡量做到:提供獨(dú)立的配電箱而不與其他設(shè)備串用;電網(wǎng)供電質(zhì)量較差的地區(qū)應(yīng)配備三相交流穩(wěn)壓裝置;電源始端有良好的接地;進(jìn)入數(shù)控機(jī)床的三相電源應(yīng)采用三相五線制,中線(N)與接地(PE)嚴(yán)格分開;電柜內(nèi)電器件的布局和交、直流電線的敷設(shè)要相互隔離。
2.3.2 數(shù)控系統(tǒng)位置環(huán)故障。位置環(huán)報(bào)警??赡苁俏恢脺y量回路開路;測量元件損壞;位置控制建立的接口信號(hào)不存在等;坐標(biāo)軸在沒有指令的情況下產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。可能是漂移過大;位置環(huán)或速度環(huán)接成正反饋;反饋接線開路;測量元件損壞。
2.3.3 機(jī)床坐標(biāo)找不到零點(diǎn)??赡苁橇惴较蛟谶h(yuǎn)離零點(diǎn);編碼器損壞或接線開路;光柵零點(diǎn)標(biāo)記移位;回零減速開關(guān)失靈。
2.3.4 機(jī)床動(dòng)態(tài)特性變差,工件加工質(zhì)量下降,甚至在一定速度下機(jī)床發(fā)生振動(dòng)。這其中有很大一種可能是機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)間隙過大甚至磨損嚴(yán)重或者導(dǎo)軌潤滑不充分甚至磨損造成的;對(duì)于電氣控制系統(tǒng)來說則可能是速度環(huán)、位置環(huán)和相關(guān)參數(shù)已不在最佳匹配狀態(tài),應(yīng)在機(jī)械故障基本排除后重新進(jìn)行最佳化調(diào)整。
有一臺(tái)cjk6140數(shù)控車床(北京帝特馬系統(tǒng))在工作時(shí)出現(xiàn)故障:z向第一次走刀能車到工件,第二刀就車不到工件了,刀距離工件20mm。維修人員對(duì)機(jī)床進(jìn)行了檢修,首先檢查程序和對(duì)刀是否正確,確定程序無誤后讓機(jī)床空運(yùn)行了兩次,結(jié)果和前面的故障相同,由此可以判斷出這臺(tái)機(jī)床自身存在故障。我們首先檢修了機(jī)床的驅(qū)動(dòng)線路,測驅(qū)動(dòng)板和z向電動(dòng)機(jī)均正常,為保險(xiǎn)起見我們把z換上了備用電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)板,然后空運(yùn)行了兩次,出現(xiàn)的故障和前面的相同,這就可以排除驅(qū)動(dòng)線路的故障。然后我們分別換了主機(jī)板和接口板,試車后故障依舊。和廠家聯(lián)系后又檢查了z向絲杠的連接處,絲杠連接良好,這也排除了z向絲杠連接松動(dòng)的可能,究竟故障出在哪里呢?最后我們檢查了主軸,檢查發(fā)現(xiàn)主軸后端的壓力軸承沒裝配到位造成了主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)前后竄動(dòng)造成上述故障。這臺(tái)車床剛換了主軸后端的壓力軸承,操作工試了試主軸,聲音正常就下班了。第二天這臺(tái)車床一試車就出現(xiàn)了上述故障。由此可以看出在維修工作中換件無論是電器件還是機(jī)械件都要仔細(xì)檢查換件是否到位;另外就是維修機(jī)床后一定要全面試車,這樣即使在維修中存在問題也能及時(shí)發(fā)現(xiàn)。當(dāng)開關(guān)1127接通時(shí),程序按下列順序掃描執(zhí)行:1、3、…、20、40,再返回到開頭,執(zhí)行手動(dòng)調(diào)整程序。
提高工作詳細(xì)記錄從故障的發(fā)生、分析判斷到排除全過程中出現(xiàn)的各種問題,采取的各種措施,涉及到的相關(guān)電路圖、相關(guān)參數(shù)和相關(guān)軟件,其間錯(cuò)誤分析和排故方法也應(yīng)記錄并記錄其無效的原因??偨Y(jié)故障排除過程中所需要的各類圖樣、文字資料,若有不足應(yīng)事后想辦法補(bǔ)濟(jì),而且在隨后的日子里研讀,以備將來之需;從排故過程中發(fā)現(xiàn)自己欠缺的知識(shí),制定學(xué)習(xí)計(jì)劃,力爭盡快補(bǔ)課;找出工具、儀表、備件之不足,條件允許時(shí)補(bǔ)齊。
[1]彼得斯密德.數(shù)控編程手冊(cè).北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002.
[2]唐應(yīng)謙.數(shù)控加工工藝學(xué)[M].北京:中國勞動(dòng)出版社,1997.