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關(guān)鍵詞:數(shù)控技術(shù) 數(shù)控機(jī)床 故障 維護(hù)
數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化緊密結(jié)合的典范,是一個(gè)龐大的系統(tǒng),涉及機(jī)、電、液、氣、電子、光等各項(xiàng)技術(shù),在運(yùn)行使用中不可避免地要產(chǎn)生各種故障,關(guān)鍵的問題是如何迅速診斷,確定故障部位,并及時(shí)排除解決,保證正常使用,提高生產(chǎn)效率。
一、數(shù)控機(jī)床的維護(hù)
對于數(shù)控機(jī)床來說,合理的日常維護(hù)措施,可以有效的預(yù)防和降低數(shù)控機(jī)床的故障發(fā)生幾率。
首先,針對每一臺機(jī)床的具體性能和加工對象制定操作規(guī)程建立工作、故障、維修檔案是很重要的。包括保養(yǎng)內(nèi)容以及功能器件和元件的保養(yǎng)周期。
其次,在一般的工作車間的空氣中都含有油霧、灰塵甚至金屬粉末之類的污染物,一旦他們落在數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)的印制線路或電子器件上,很容易引起元器件之間絕緣電阻下降,甚至倒是元器件及印制線路受到損壞。所以除非是需要進(jìn)行必要的調(diào)整及維修,一般情況下不允許隨便開啟柜門,更不允許在使用過程中敞開柜門。
另外,對數(shù)控系統(tǒng)的電網(wǎng)電壓要實(shí)行時(shí)時(shí)監(jiān)控,一旦發(fā)現(xiàn)超出正常的工作電壓,就會造成系統(tǒng)不能正常工作,甚至?xí)饠?shù)控系統(tǒng)內(nèi)部電子部件的損壞。所以配電系統(tǒng)在設(shè)備不具備自動(dòng)檢測保護(hù)的情況下要有專人負(fù)責(zé)監(jiān)視,以及盡量的改善配電系統(tǒng)的穩(wěn)定作業(yè)。
二、數(shù)控機(jī)床的故障診斷技術(shù)
1、數(shù)控系統(tǒng)自診斷。開機(jī)自診斷數(shù)控系統(tǒng)在通電開機(jī)后,都要運(yùn)行開機(jī)自診斷程序,對系統(tǒng)中關(guān)鍵的硬件和控制軟件進(jìn)行檢測,并將檢測結(jié)果在CRT上顯示出來。運(yùn)行自診斷運(yùn)行自診斷是數(shù)控系統(tǒng)正常工作時(shí),運(yùn)行內(nèi)部診斷程序,對系統(tǒng)本身、PLC、位置伺服單元以及與數(shù)控裝置相連的其他外部裝置進(jìn)行自動(dòng)測試、檢查,并顯示有關(guān)狀態(tài)信息和故障信息。
2、在線診斷和離線診斷。在線診斷是指通過數(shù)控系統(tǒng)的控制程序,在系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)下,實(shí)時(shí)自動(dòng)地對數(shù)控裝置、PLC控制器、伺服系統(tǒng)、PLC的輸入輸出和其他外部裝置進(jìn)行自檢,并顯示狀態(tài)信息、故障信息。脫機(jī)診斷當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),需要停機(jī)進(jìn)行檢查,這就是脫機(jī)診斷。脫機(jī)診斷的目的是修復(fù)系統(tǒng)的錯(cuò)誤和定位故障,將故障定位在最小的范圍。
遠(yuǎn)程診斷實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷的數(shù)控系統(tǒng),必須具備計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)功能。因此,遠(yuǎn)程診斷是近幾年發(fā)展起來的一種新型的診斷技術(shù)。數(shù)控機(jī)床利用數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)功能通過互聯(lián)網(wǎng)連接到機(jī)床制造廠家,數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)故障后,通過機(jī)床廠家的專業(yè)人員遠(yuǎn)程診斷,快速確診故障。
三、數(shù)控機(jī)床故障的實(shí)用診斷方法
1、診斷常用的儀器、儀表及工具萬用表――可測電阻、交、直流電壓、電流。相序表――可檢測直流驅(qū)動(dòng)裝置輸入電流的相序。轉(zhuǎn)速表――可測量伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,是檢查伺服調(diào)速系統(tǒng)的重要依據(jù)。鉗形電流表-可不斷線檢測電流。測振儀-是振動(dòng)檢測中最常用、最基本的儀器。短路追蹤儀――可檢測電氣維修中經(jīng)常碰到的短路故障現(xiàn)象。邏輯測試筆――可測量數(shù)字電路的脈沖、電平。IC測試儀――用于數(shù)控系統(tǒng)集成電路元件的檢測和篩選。工具――彈頭鉤形扳手、拉錐度平鍵工具、彈性手錘、拉卸工具等。
2、診斷用技術(shù)資料主要有:數(shù)控機(jī)床電氣說明書,電氣控制原理圖,電氣連接圖,參數(shù)表, PLC程序,編程手冊,數(shù)控系統(tǒng)安裝與維修手冊,伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使用說明書等。數(shù)控機(jī)床的技術(shù)資料非常重要,必須參照機(jī)床實(shí)物認(rèn)真仔細(xì)地閱讀。一旦機(jī)床發(fā)生故障,在進(jìn)行分析的同時(shí)查閱相關(guān)資料。
3、故障處理。故障軟故障-由調(diào)整、參數(shù)設(shè)置或操作不當(dāng)引起硬故障-由數(shù)控機(jī)床(控制、檢測、驅(qū)動(dòng)、液氣、機(jī)械裝置)的硬件失效引起。
故障處理對策除非出現(xiàn)影響設(shè)備或人身安全的緊急情況,不要立即切斷機(jī)床的電源,應(yīng)保持故障現(xiàn)場。從機(jī)床外觀、CRT顯示的內(nèi)容、主板或驅(qū)動(dòng)裝置報(bào)警燈等方面進(jìn)行檢查。可按系統(tǒng)復(fù)位鍵,觀察系統(tǒng)的變化,報(bào)警是否消失。如消失,說明是隨機(jī)性故障或是由操作錯(cuò)誤引起的。如不能消失,把可能引起該故障的原因羅列出來,進(jìn)行綜合分析、判斷,必要時(shí)進(jìn)行一些檢測或試驗(yàn),達(dá)到確診故障的目的。
4、數(shù)控系統(tǒng)故障診斷方法。直觀法:問-機(jī)床的故障現(xiàn)象、加工狀況等看-CRT報(bào)警信息、報(bào)警指示燈、電容器等元件變形煙熏燒焦、保護(hù)器脫扣等聽-異常聲響聞-電氣元件焦糊味及其它異味摸-發(fā)熱、振動(dòng)、接觸不良等。參數(shù)檢查法:參數(shù)通常是存放在RAM中,有時(shí)電池電壓不足、系統(tǒng)長期不通電或外部干擾都會使參數(shù)丟失或混亂,應(yīng)根據(jù)故障特征,檢查和校對有關(guān)參數(shù)。隔離法:一些故障,難以區(qū)分是數(shù)控部分,還是伺服系統(tǒng)或機(jī)械部分造成的,常采用隔離法。同類對調(diào)法用同功能的備用板替換被懷疑有故障的模板,或?qū)⒐δ芟嗤哪0寤騿卧嗷ソ粨Q。功能程序測試法:將G、M、S、T、功能的全部指令編寫一些小程序,在診斷故障時(shí)運(yùn)行這些程序,即可判斷功能的缺失。
5、故障診斷應(yīng)遵循的原則。第一,先外部后內(nèi)部數(shù)控機(jī)床的檢修要求維修人員掌握先外部后內(nèi)部的原則,由外向內(nèi)逐一進(jìn)行檢查排除。第二,先機(jī)械后電氣首先檢查機(jī)械是否正常,行程開關(guān)是否靈活,氣動(dòng)液壓部分是否正常等,在故障檢修之前,首先注意排除機(jī)械的故障。第三,先靜后動(dòng)維修人員本身要做到先靜后動(dòng)。首先詢問機(jī)床操作人員故障發(fā)生的過程及狀態(tài),查閱機(jī)床說明書、圖紙資料,進(jìn)行分析后,才可動(dòng)手查找和處理故障。
四、數(shù)控機(jī)床故障診斷實(shí)例
由于數(shù)控機(jī)床的驅(qū)動(dòng)部分是強(qiáng)弱電一體的,是最容易發(fā)生問題的。因此將驅(qū)動(dòng)部分作簡單介紹:驅(qū)動(dòng)部分包括主軸驅(qū)動(dòng)器和伺服驅(qū)動(dòng)器,有電源模塊和驅(qū)動(dòng)模塊兩部分組成,電源模塊是將三相交流電有變壓器升壓為高壓直流,而驅(qū)動(dòng)部分實(shí)際上是個(gè)逆變換,將高壓支流轉(zhuǎn)換為三相交流,并驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī),完成個(gè)伺服軸的運(yùn)動(dòng)和主軸的運(yùn)轉(zhuǎn)。因此這部分最容易出故障。以CJK6136數(shù)控機(jī)床和802S數(shù)控系統(tǒng)的故障現(xiàn)象為例,主要分析一下控制電路與機(jī)械傳動(dòng)接口的故障維修。
【關(guān)鍵詞】數(shù)控機(jī)床;故障診斷;技術(shù)分析
【中圖分類號】TP271+.2 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1672-5158(2012)09-0258-01
1.故障診斷技術(shù)組成
數(shù)控機(jī)床的故障診斷技術(shù)大體由三部分組成:(1)對造成電氣和機(jī)械部件失效的疲勞、磨損、斷裂、腐蝕、蠕變、氧化等物化原因的研究;(2)對故障診斷的信息研究。即故障信號的采集、處理與分析的研究;(3)對數(shù)學(xué)原理與診斷邏輯方面的研究。通過模型方法、邏輯方法、推理和人工智能(AI)方法,判斷故障發(fā)生的部位和發(fā)生故障的原因。
2.數(shù)控機(jī)床故障診斷概述
2.1 故障診斷主要內(nèi)容現(xiàn)代故障診斷的主要內(nèi)容應(yīng)包括實(shí)時(shí)監(jiān)測技術(shù),故障分析(診斷)技術(shù)和故障修復(fù)方法三個(gè)部分。從信息獲取到故障定位,再到故障的排除,作為單獨(dú)的技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的同時(shí),又作為故障診斷的技術(shù)共同協(xié)調(diào)發(fā)展。
2.2 數(shù)控機(jī)床故障診斷常用的方法
2.2.1 直觀法由維修人員利用感覺器官,觀察故障發(fā)生時(shí)的各種聲、光、味等異?,F(xiàn)象,查看CNC機(jī)床系統(tǒng)的各個(gè)模塊和線路,有無燒毀和損傷痕跡,迅速將故障范圍縮小到一個(gè)模塊或一塊印刷線路板。這是—種最基本和常用的方法。
2.2.2 CNC系統(tǒng)自診斷法數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能,已經(jīng)成為衡量數(shù)控系統(tǒng)性能的重要指標(biāo),數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能實(shí)時(shí)監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)的工作狀態(tài)。一旦發(fā)生異常情況,立即在CRT上顯示報(bào)警信息,或通過發(fā)光二極管指示故障的原因、故障模塊,這是CNC機(jī)床故障診斷維修中最有效和直接的一種方法。
2.2.3 功能程序測試法功能程序測試法就是將數(shù)控系統(tǒng)的常用功能和特殊功能用手工編程或自動(dòng)編程的方法,編制成一個(gè)功能測試程序,送入數(shù)控系統(tǒng),然后讓數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行這個(gè)測試程序,借以檢查機(jī)床執(zhí)行這些功能的準(zhǔn)確性和可靠性,進(jìn)而判斷出故障發(fā)生可能的部位和故障原因。
2.2.4 模塊交換法所謂模塊交換法就是在分析出故障大致起因的情況下,利用備用的印刷線路板、模板、集成電路芯片或元件替換有疑點(diǎn)的部分,將功能相同的模板或單元相互交換,觀察故障的轉(zhuǎn)移情況,從而快速判斷故障部位的方法。
2.2.5 原理分析法根據(jù)CNC組成原理,從系統(tǒng)各部件的工作原理著手進(jìn)行分析和判斷,從邏輯關(guān)系上分析電路故障疑點(diǎn)的邏輯電平和特征參數(shù),從而確定故障部位的方法。這種方法對維修人員要求很高,必須熟悉整個(gè)系統(tǒng)或每個(gè)部件的工作原理,才能對故障部位進(jìn)行定位。
3.數(shù)控機(jī)床故障診斷的關(guān)鍵技術(shù)分析
3.1 通信診斷通信診斷也稱為遠(yuǎn)距離系統(tǒng)診斷或“海外診斷”。比如西門子公司在CNC系統(tǒng)診斷中采用了這種功能。用戶把CNC系統(tǒng)中專用“通信接口”連接到普通電話線上,維修中心的專用通信診斷計(jì)算機(jī)中的“數(shù)據(jù)接口”也連接到網(wǎng)絡(luò)上,然后由計(jì)算機(jī)向CNC系統(tǒng)發(fā)送診斷程序,并將測試數(shù)據(jù)輸回到計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析并得出診斷結(jié)論,然后將診斷結(jié)論和處理方法通知用戶。通信診斷系統(tǒng)除用于故障發(fā)生后的診斷外,還可為用戶作定期的預(yù)防性診斷,維修人員不必到現(xiàn)場,只需按預(yù)定的時(shí)間對機(jī)床做一系列試運(yùn)行檢查,在維修中心分析數(shù)據(jù),即可診斷出數(shù)控機(jī)床可能存在的故障隱患。但這類CNC系統(tǒng)必須具備遠(yuǎn)距離診斷接口及聯(lián)網(wǎng)功能。
3.2 自修復(fù)系統(tǒng)在CNC系統(tǒng)的軟件中裝有自修復(fù)程序,該軟件一旦發(fā)現(xiàn)某個(gè)模塊有故障時(shí),系統(tǒng)一方面將故障信息顯示在CRT上,同時(shí)自動(dòng)尋找是否有備用模塊。如有則系統(tǒng)能自動(dòng)使故障模塊脫機(jī)而接通備用模塊,從而使系統(tǒng)較陜地進(jìn)ASE常工作狀態(tài)。所謂自修復(fù)實(shí)際上是“冗余”概念的一種應(yīng)用,非常適用于無人管理的自動(dòng)化工廠或不允許長時(shí)間停止工作的重要場合。但自修復(fù)技術(shù)需要將備用板插到機(jī)籠的備用插槽上,從理論上講,備用模塊的品種越多越好,但這無疑會增加系統(tǒng)成本。所以,往往系統(tǒng)只配備一些極其重要的或易出故障的備用板。另外,要求備用板與系統(tǒng)其他部分通信聯(lián)系應(yīng)與替代的模板相同。因此,本方案只適用于總線結(jié)構(gòu)的CNC系統(tǒng)。
3.3 人工智能與專家系統(tǒng)這種方法是通過調(diào)用知識庫的相應(yīng)知識,經(jīng)推理機(jī)構(gòu)的推理獲得所需的結(jié)論。應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)診斷的人工智能技術(shù)有兩方面的內(nèi)容,即診斷專家系統(tǒng)和人工智能數(shù)據(jù)庫。
3.3.1 診斷專家系統(tǒng)故障診斷專家系統(tǒng)與傳統(tǒng)診斷技術(shù)相比具有如下特點(diǎn):①通過對各種診斷經(jīng)驗(yàn)性專門知識的形式化描述,不僅可突破專家個(gè)人的局限性而廣為傳播,而且也是對科學(xué)方法論的一個(gè)發(fā)展;②克服人類診斷專家供不應(yīng)求的矛盾;③可以結(jié)合其他診斷方法,綜合利用各類專家的知識、經(jīng)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測故障、離線診斷與分離故障;④具有人一機(jī)聯(lián)合診斷功能,可充分發(fā)揮人的主觀能動(dòng)性;⑤具有知識獲取和自學(xué)習(xí)功能,能在使用過程中日趨完善。
3.3.2.人工智能數(shù)據(jù)庫主要包括加工參數(shù)的自動(dòng)設(shè)定和圖形功能等。加工參數(shù)的自動(dòng)設(shè)定功能實(shí)際是一個(gè)工藝參數(shù)庫,能根據(jù)被加工工件的材料、加工余量等自動(dòng)確定切削用量、選取加工刀具及設(shè)定加工條件,它不但需要積累大量工藝數(shù)據(jù),還必須具有某種學(xué)習(xí)功能及推理能力。通常將其與故障診斷專家系統(tǒng)聯(lián)系在一起,建立一個(gè)綜合專家系統(tǒng),以提高系統(tǒng)的可靠性及診斷維修性能。
3.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷
3.4.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)具有聯(lián)想、容錯(cuò)、自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)和處理復(fù)雜多模式等特點(diǎn)。將被診斷系統(tǒng)的癥狀作為網(wǎng)絡(luò)輸入,所得到的故障原因作為網(wǎng)絡(luò)輸出,且將經(jīng)過學(xué)習(xí)所得到的知識以分布的方式隱式地存儲在網(wǎng)絡(luò)上,每個(gè)輸出神經(jīng)元對應(yīng)一個(gè)故障原因。目前常用的算法有誤差反向傳播(BP)算法、雙向聯(lián)想記憶(BAM)模型和模糊認(rèn)識映射(FCM)等。
3.4.2 多傳感器信息融合技術(shù)多傳感器信息融合就是充分合理地選取各種傳感器,提取對象的有效信息,把空間或時(shí)間上的冗余信息或互補(bǔ)信息依據(jù)某種準(zhǔn)則進(jìn)行組合,以獲得被測對象的一致性解釋或描述,由此獲得比各組成部分的子集所構(gòu)成的系統(tǒng)更為優(yōu)越的性能。利用多傳感器對CNC進(jìn)行診斷能大大降低誤判率、漏判率,提高診斷準(zhǔn)確度。先對同一層次的信息進(jìn)行融合,獲得更高層次的信息,再匯人相應(yīng)的信息融合層次,這樣從低層至頂層對多元信息進(jìn)行整理合并,逐層抽象,從而取得比單一傳感器更準(zhǔn)確更具體的診斷結(jié)果。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可用于多傳感器信息融合。
4.常見電氣故障維修和排除
電氣故障的分析過程也就是故障的排除過程,因此電氣故障的一些常用排除方法在上一節(jié)的分析方法中已綜合介紹過了,本節(jié)則列舉幾個(gè)常見電氣故障做一簡要介紹,供維修者參考。
4.1 電源電源是維修系統(tǒng)乃至整個(gè)機(jī)床正常工作的能量來源,它的失效或者故障輕者會丟數(shù)據(jù)、造成停機(jī)。重者會毀壞系統(tǒng)局部甚至全部。西方國家由于電力充足,電網(wǎng)質(zhì)量高,因此其電氣系統(tǒng)的電源設(shè)計(jì)考慮較少,這對于我國有較大波動(dòng)和高次諧波的電力供電網(wǎng)來說就顯不足,再加上某些人為的因素,難免出現(xiàn)由電源而引起的故障。
4.2 數(shù)控系統(tǒng)位置環(huán)故障
4.2.1 位置環(huán)報(bào)警可能是位置測量回路開路;測量元件損壞;位置控制建立的接口信號不存在等。
4.2.2 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。
4.2.3 機(jī)床坐標(biāo)找不到零點(diǎn)可能是零方向在遠(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。
5.結(jié)束語
數(shù)控機(jī)床故障診斷及維護(hù)在內(nèi)容、手段和方法上與傳統(tǒng)機(jī)床有很大的區(qū)別,具備數(shù)控機(jī)床故障診斷技術(shù)是正確使用數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)。維修好數(shù)控機(jī)床,充分發(fā)揮設(shè)備的使用功能具有極大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會意義。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:數(shù)控機(jī)床 故障 診斷
中圖分類號:TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-9416(2013)04-0028-01
1 引言
數(shù)控機(jī)床是一種昂貴、高效的自動(dòng)化機(jī)床,在機(jī)械行業(yè)中,這些設(shè)備均處于關(guān)鍵崗位的關(guān)鍵工序上,若出現(xiàn)故障后不能及時(shí)找到原因和故障部位并迅速修復(fù)設(shè)備,將會給企業(yè)造成很大的損失。因此,在借助數(shù)控機(jī)床的自診斷功能的同時(shí),采取正確的故障診斷方法,及時(shí)發(fā)現(xiàn)并盡快確定故障的部位和原因,使操作人員或維修人員及時(shí)排除故障,縮短故障維修時(shí)間,使機(jī)床盡快恢復(fù)工作。本文從機(jī)械維修方法和電氣維修方法兩個(gè)方面,將實(shí)際生產(chǎn)中幾種典型數(shù)控機(jī)床常見故障現(xiàn)象進(jìn)行分析,提出了具體的診斷過程,并給出了具體的解決辦法。
2 機(jī)械維修方法
(1)總的指導(dǎo)思想:機(jī)械故障發(fā)生的部位常在于有相對運(yùn)動(dòng)的零部件之間,主要故障現(xiàn)象為零件的磨損、斷裂等。
(2)機(jī)械維修常用的方法:更換零件法、修補(bǔ)法、調(diào)整法等。
(3)數(shù)控機(jī)床機(jī)械部分組成:(以CK6140數(shù)控車床為例,如圖一)
1)主軸箱及主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)(如圖二)。故障部分:①主軸精度不夠,主軸軸承磨損,間隙調(diào)整不當(dāng)。②主軸箱內(nèi)噪音振動(dòng):齒輪磨損或斷齒,傳動(dòng)軸及主軸軸承磨損及損壞。
2)進(jìn)給機(jī)構(gòu)及進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)。故障部分:①加工尺寸出現(xiàn)誤差:軸承器松動(dòng),滾珠螺母絲杠副磨損、松動(dòng)。②加工零件出現(xiàn)規(guī)則或不規(guī)則的形狀誤差:導(dǎo)軌磨損或間隙調(diào)整不當(dāng)。
現(xiàn)場故障維修舉例:一臺大連機(jī)床生產(chǎn)的普通臥式數(shù)控車床,加工生產(chǎn)二年后出現(xiàn)加工后的零件直徑不規(guī)則性偏小,最大偏小1mm。
分析:根據(jù)故障現(xiàn)象,故障應(yīng)發(fā)現(xiàn)在X軸進(jìn)給系統(tǒng),拆裝發(fā)現(xiàn)滾珠螺母與絲杠之間出現(xiàn)間隙,重現(xiàn)調(diào)整間隙、試車、加工、尺寸符合要求。(若出現(xiàn)嚴(yán)重磨損,需更換絲杠螺母副)
3 電氣維修方法
(1)總的指導(dǎo)思想:電氣部分故障多發(fā)生在強(qiáng)電控制部分,大電流工作部分。主要故障現(xiàn)象為零件失效、燒毀、接觸不良等。
(2)電氣故障常用維修方法有:更換法、調(diào)整法等。
(3)數(shù)控機(jī)床電氣組成:(以數(shù)控車CK6140為例)
故障分析舉例:一臺華中數(shù)控車床,在使用時(shí),發(fā)現(xiàn)正軸超程報(bào)警,手動(dòng)控制面板+Z,-Z不能移動(dòng)。
故障分析:出現(xiàn)報(bào)警,說明數(shù)控系統(tǒng)(中心系統(tǒng))正常,主要故障發(fā)生在Z軸與數(shù)控面板接口,Z軸控制單元部分,根據(jù)先易后難步驟,先查接口,發(fā)現(xiàn)接觸簧片由于氧化,接觸不良,引起位置檢測信號不能進(jìn)入CNC裝置引起報(bào)警,用小砂紙擦拭,裝上之,故障排除。
一臺大連機(jī)床廠的臥式數(shù)控車床,使用中突然停電,打開后蓋(電氣柜)發(fā)現(xiàn)供給CNC工作電源工作的低壓斷路器跳閘。
故障分析:低壓斷路器跳閘,應(yīng)為負(fù)載出現(xiàn)短路或過載現(xiàn)象,經(jīng)查為+24V電源整流橋其中一個(gè)二極管短路造成,更換之,機(jī)床正常工作。
4 結(jié)語
由于數(shù)控設(shè)備維修是一項(xiàng)需要綜合知識能力的工作,不但需要在電氣系統(tǒng)知識,還要具備機(jī)械、液壓等方面的知識,所以對維修人員提出了較高的要求。在出現(xiàn)問題時(shí),應(yīng)首先判斷是機(jī)械問題還是電氣問題,是強(qiáng)電問題還是系統(tǒng)問題,是系統(tǒng)參數(shù)問題還是PMC 梯形圖問題,要善于利用系統(tǒng)自身的報(bào)警信息和診斷畫面。需要不斷總結(jié)數(shù)控機(jī)床的維修經(jīng)驗(yàn),逐步提高對故障的判斷能力及排除故障的處理能力。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:數(shù)控機(jī)床;液壓系統(tǒng);故障診斷
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.03.062
0 引言
數(shù)控機(jī)床的液壓系統(tǒng)自身的結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜,因此在產(chǎn)生故障時(shí),排除起來非常困難,數(shù)控機(jī)床維修人員應(yīng)不斷地總結(jié)以往實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)與不足之處,正確、快速的排除機(jī)床液壓系統(tǒng)的故障,進(jìn)一步提高機(jī)床運(yùn)行的效率。
1 數(shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)常見的故障形式及原因分析
1.1 振動(dòng)與噪聲
振動(dòng)與噪聲是機(jī)械設(shè)備較為常見的故障,對于數(shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)來說,振動(dòng)與噪聲對其正常運(yùn)行產(chǎn)生了極大地影響,噪聲會干擾人們的正常休息,危害人們的身體健康,極大地降低人們的工作效率,嚴(yán)重時(shí)會造成工傷事故的發(fā)生,噪聲還會影響數(shù)控?cái)?shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)的性能,影響元件的使用壽命。振動(dòng)與噪聲所產(chǎn)生的原因較為復(fù)雜,它們在數(shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)中是伴隨發(fā)生的,是目前數(shù)控機(jī)床維修人員較為關(guān)注與棘手的問題之一。
可以通過采用低噪聲的液壓元件、正確的安裝管路以及控制油液的質(zhì)量等方面來降低噪聲與振動(dòng)。
1.2 油溫過高
數(shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)的油溫過高會產(chǎn)生許多危害,會使機(jī)械部件產(chǎn)生熱變形從而導(dǎo)致系統(tǒng)泄漏或者是卡死,會進(jìn)一步加速油液的變質(zhì),降低油液的粘度,縮短液壓油的使用壽命,導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生泄漏,還會大大的影響機(jī)床的加工精度以及液壓系統(tǒng)的工作壓力。
改善散熱條件、合理的設(shè)計(jì)液壓回路結(jié)構(gòu)、選用合理的液壓元件以及提高液壓回路的安裝精度等都可以有效的預(yù)防和控制油溫過高的狀況。
1.3 油液污染
油液污染是數(shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)常見的故障現(xiàn)象,也是液壓系統(tǒng)產(chǎn)生故障的主要原因之一,油液污染會導(dǎo)致油液的變質(zhì),使液壓元件產(chǎn)生故障,此外,油液中混入硬質(zhì)的顆粒物以及金屬等各種雜質(zhì),會磨損液壓元件或者是堵塞過濾器,對數(shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)的正常工作產(chǎn)生極大地影響。
造成油液污染的原因包括密封件的泄露或者是接頭松動(dòng)漏入了空氣,油桶在存裝時(shí)進(jìn)入雨水,或者是傳動(dòng)元件的磨損、加工殘留的金屬切屑等。保證盛油容器的清潔,定期的清洗過濾器,選用合格的油等等,這些都能夠有效的預(yù)防油液污染。
1.4 系統(tǒng)壓力異常
系統(tǒng)壓力異常主要表現(xiàn)為系統(tǒng)壓力不穩(wěn)定或者是達(dá)不到要求,系統(tǒng)壓力如果達(dá)不到要求就會引起夾緊裝置夾緊力變小,影響機(jī)床的正常工作。如果數(shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)的壓力不穩(wěn)定這將會直接影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行,對機(jī)床的加工精度造成嚴(yán)重的影響。
造成系統(tǒng)壓力異常的原因包括數(shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)泄漏、缺油或者是油路互通,以及液壓沖擊、電機(jī)功率不足、進(jìn)油不暢等等。要有效的預(yù)防系統(tǒng)壓力不穩(wěn)的現(xiàn)象,就要及時(shí)的更換損壞的液壓元件,保證油箱的油量充足,還要選用合格的液壓泵,合理的設(shè)計(jì)液壓回路等等。
2 數(shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)故障診斷的步驟
數(shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)所產(chǎn)生的故障涉及了眾多的學(xué)科知識,因此在排除故障時(shí)較為復(fù)雜困難。具體來說,排除數(shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)故障主要從以下五個(gè)方面入手:
(1)維修人員接到故障通知之后,首先要向現(xiàn)場的操作人員詳細(xì)的了解故障的具體現(xiàn)象,還要了解在產(chǎn)生故障時(shí)設(shè)備當(dāng)時(shí)所處的狀態(tài)。如果條件允許,盡可能到達(dá)現(xiàn)場詳細(xì)的了解并診斷系統(tǒng)的故障,到達(dá)現(xiàn)場時(shí)需要向現(xiàn)場人員詢問是否有偶然的現(xiàn)象發(fā)生,如是否有電網(wǎng)波動(dòng)等情況;(2)維修人員了解完系統(tǒng)故障的具體情況之后,要根據(jù)實(shí)際情況以及以往維修的檔案,制定一個(gè)詳細(xì)的、具有針對性的維修方案,要將維修所要使用的各種工具以及測量儀器提前準(zhǔn)備好;(3)制定過方案之后,維修人員要根據(jù)具體的維修方案對設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的診斷,具體來說,對產(chǎn)生故障的部位進(jìn)行定位以及測量,進(jìn)一步確定好故障產(chǎn)生的具體部位和元件;(4)根據(jù)具體的故障排除措施決定對損壞的元件進(jìn)行修復(fù)還是更換;(5)排除完數(shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)所產(chǎn)生的故障之后,一方面要將排除故障以及維修的整個(gè)過程做一個(gè)記錄,以便加深自己對故障的認(rèn)識,而且能夠?yàn)榻窈蟮墓ぷ髯鲆粋€(gè)參考。另一方面要注意清理現(xiàn)場。
在診斷數(shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)故障時(shí),作為一名維修人員除了要注意上述五個(gè)方面之外,還要具備較高的專業(yè)水平,熟悉數(shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)中各個(gè)元件在系統(tǒng)中的作用,還要掌握數(shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及工作原理,這樣才能夠在維修時(shí)根據(jù)系統(tǒng)圖找到原件的具置,做到心中有數(shù)。維修人員在平時(shí)還要做好日常的檢查和維護(hù)工作,一旦產(chǎn)生一些異?,F(xiàn)象要及時(shí)的采取應(yīng)對措施,預(yù)防重大故障的發(fā)生,最大限度的減少損失。
3 應(yīng)用實(shí)例
某個(gè)加工中心在開機(jī)后,工作臺回零沒有旋轉(zhuǎn)的動(dòng)作,而且05、06號出現(xiàn)了報(bào)警現(xiàn)象。此時(shí)維修人員在排除故障時(shí)首先要仔細(xì)的檢查工作臺夾緊開關(guān)的狀態(tài),如果手動(dòng)能松開工作臺,說明工作臺松開的功能是正常的,回零時(shí)工作臺松開,導(dǎo)致工作臺無旋轉(zhuǎn)信號,工作臺在松開抬起時(shí)壓力下降到了2.5MPa,與正常的壓力值4.0~4.5MPa不符,維修人員懷疑有泄漏的現(xiàn)象。經(jīng)過進(jìn)一步的檢查后發(fā)現(xiàn)活塞支撐環(huán)有磨損的現(xiàn)象而且液壓缸內(nèi)壁的精度不夠,在更換了液壓缸套以及密封圈之后,徹底的消除了故障。
4 結(jié)束語
近些年來,機(jī)電液一體化的技術(shù)日趨發(fā)展,在數(shù)控機(jī)床方面,液壓傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用的越來越廣泛,但是在具體的數(shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)運(yùn)行與工作中,系統(tǒng)故障的發(fā)生率較高,而液壓裝置內(nèi)部的情況難以觀察,在系統(tǒng)產(chǎn)生故障時(shí)較難發(fā)現(xiàn)。因此在具體的故障診斷中要綜合不同的方法,進(jìn)行仔細(xì)、全面、快速且準(zhǔn)確的排除,相關(guān)人員要做好日常的排查及維護(hù)工作,盡可能的減少故障的發(fā)生率。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:數(shù)控機(jī)床;故障診斷
在現(xiàn)代化建設(shè)的進(jìn)程中,數(shù)控機(jī)床在整個(gè)制造業(yè)越來越發(fā)揮著十分重要的作用,從一定的程度上來說,數(shù)控機(jī)床從各個(gè)層面影響著我國的綜合國力與實(shí)力,數(shù)控機(jī)床不僅能提高機(jī)械加工的速度和效率,同時(shí)還能夠不間斷地提高加工的精度和精度,因此,我們國家的經(jīng)濟(jì)水平如果想趕超發(fā)達(dá)國家,勢必要提高我國的機(jī)械加工水平,也就是說,機(jī)械加工水平的提高可以加快我國的工業(yè)發(fā)展。然而,隨著現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的發(fā)展,其功能及性能等不斷完善,從而對維修工作人員的維修工作提出提高的要求。我們國家的制造業(yè)現(xiàn)在所使用的數(shù)控機(jī)床涉及到的學(xué)問很廣泛,不僅是簡單重復(fù)的操作,有可能還會涉及到液壓、電氣以及數(shù)控等等多門學(xué)科,要求他們掌握各科知識的精華才能吃透維修技術(shù)的精髓,但是我們國家,這樣的高尖端的維修人才非常缺乏。因此,中小型企業(yè)一旦發(fā)生數(shù)控機(jī)床的事故就會隨即停產(chǎn),由于不能正常加工生產(chǎn)無形中又加大了企業(yè)的生產(chǎn)成本,甚至?xí)?dǎo)致企業(yè)形成壞賬,或者破產(chǎn)。因此,快速而又準(zhǔn)確地診斷出數(shù)控機(jī)床的故障并加以維修是減輕企業(yè)負(fù)擔(dān),提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益十分重要的舉措。若想要保障數(shù)控設(shè)備產(chǎn)出較高的效益,需要對數(shù)控設(shè)備開展定期的維修及保養(yǎng),確保數(shù)控設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn),同時(shí)避免不正當(dāng)?shù)哪p,以免設(shè)備突發(fā)故障。
1常規(guī)診斷與檢查
數(shù)控機(jī)床的常規(guī)檢查通常涉及到液、電、機(jī)的診斷與檢查,一般包括:1.查看電源的規(guī)格是否符合相關(guān)的質(zhì)檢要求,這里主要包括電壓的規(guī)格,電壓頻率以及電源的容量等幾個(gè)方面。
2.第二點(diǎn)包括查看電機(jī)主軸的驅(qū)動(dòng)是否正常
電機(jī)的連接是否在正常范圍內(nèi),進(jìn)行輸入及輸出信號傳輸?shù)倪B接是否穩(wěn)定、可靠等。
3.對電機(jī)設(shè)備之內(nèi)安裝電路板的牢固性
安全性進(jìn)行詳細(xì)的檢查,同時(shí)針對接頭部位進(jìn)行檢查,確保無松動(dòng)及脫落等現(xiàn)象發(fā)生,并加以適當(dāng)?shù)恼{(diào)試。
4.主軸驅(qū)動(dòng)等關(guān)鍵部分的設(shè)定與調(diào)整需要定期關(guān)注與維護(hù)。
5、數(shù)控機(jī)床可見的零部件與氣壓元件是否有明顯的毀損,需及時(shí)更換
2通過工作狀態(tài)判定故障的成因在數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生故障后,我們可以對監(jiān)控機(jī)床元件的工作狀態(tài)進(jìn)行記錄并進(jìn)行判定,在此基礎(chǔ)上分析可能出現(xiàn)各種故障的原因。對于現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床系統(tǒng),可以對主軸的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及電氣的元件等部件進(jìn)行細(xì)致的檢查,并將檢查所得的各種參數(shù)展開全面的記錄及分析,以機(jī)床信號輸入與輸出系統(tǒng)的狀態(tài)、定時(shí)器運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢查、判定及數(shù)據(jù)記錄,除此之外,還可以以機(jī)床系統(tǒng)的診斷參數(shù)作為判斷的依據(jù)。3判定不良元件診斷故障要做到這一點(diǎn),就要求我們平時(shí)需要留心觀察機(jī)床的各種動(dòng)作,通過機(jī)床的各種動(dòng)作可以判定出不良元件產(chǎn)生的部位,并以此作為根據(jù),判斷出機(jī)床的故障源。4利用系統(tǒng)的診斷程序加以診斷每一臺精密的數(shù)控機(jī)床都有自診斷程序以及相關(guān)軟件,主要包括開機(jī)診斷,實(shí)時(shí)監(jiān)控以及脫機(jī)診斷。在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),自診斷程序隨后啟動(dòng),對機(jī)床內(nèi)部的重要硬件重要進(jìn)行診斷與測試。5故障的分析與調(diào)查階段這個(gè)階段很關(guān)鍵,主要需要做好以下幾項(xiàng)工作:
5.1調(diào)查詢問
維修人員在最初接到維修設(shè)備的故障判斷信息時(shí),首先需要通知機(jī)床操作者務(wù)必確保機(jī)床操作現(xiàn)場狀態(tài)不被破壞,且不要擅自進(jìn)行維修處理,這樣便于維修人員能夠精準(zhǔn)地分析出故障原因,一旦操作人員擅自進(jìn)行維修,就會破壞最初的機(jī)床狀態(tài),使得維修人員無法精準(zhǔn)判斷。保持現(xiàn)場故障狀態(tài),還有利于維修人員詢問機(jī)床指示燈的情況,故障報(bào)警以及產(chǎn)生的背景等,維修人員可以依據(jù)這些情況做出判斷,以便維修人員確定維修時(shí)需要的工具,盡量縮短往返時(shí)間。
5.2現(xiàn)場檢查
到達(dá)現(xiàn)場后,會有各種問題擺放在維修人員面前。維修人員需要先對機(jī)床設(shè)備操作人員提供機(jī)床信息的可信性進(jìn)行判斷。由于操作者的實(shí)際水平存在一定的差異,對于機(jī)床所發(fā)生故障的描述能力也有可能存在一定的偏差,因此,建議維修人員到達(dá)現(xiàn)場后,先對現(xiàn)場情況展開全面的了解及判斷,在此基礎(chǔ)之上再進(jìn)行維修,確保機(jī)床維修現(xiàn)場不被損毀及破壞。
5.3故障分析
維修人員到達(dá)維修現(xiàn)場之后,需要首先根據(jù)操作人員所反饋的機(jī)床故障以及對機(jī)床現(xiàn)場的觀察,進(jìn)行綜合性的判斷,對機(jī)床故障進(jìn)行故障類型分析,并判斷出機(jī)床出現(xiàn)故障的原因以及維修方案。由于數(shù)控機(jī)床所出現(xiàn)的大部分故障均具有指示性(及指示燈會進(jìn)行提示),故而一般情況下,參照數(shù)控機(jī)的床診斷說明書以及機(jī)床配套的數(shù)控系統(tǒng)診斷手冊,即可對數(shù)控機(jī)床所出現(xiàn)的故障原因進(jìn)行判斷。
6確定原因
這也是很關(guān)鍵的一步,需要維修人員具有嫻熟的故障排查的能力,此時(shí),維修人員的工作量進(jìn)一步加大,他們需要對多種原因進(jìn)行排查,并尋找出導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)該故障的真正原因,這需要維修人員具備較高的專業(yè)知識水平、豐富的實(shí)踐能力、敏銳的判斷能力以及對機(jī)床較高的熟悉度,同時(shí)還要求維修人員具有豐富的經(jīng)驗(yàn)與現(xiàn)場的把控能力。
7準(zhǔn)備工作
由于機(jī)床故障產(chǎn)生的原因千差萬別,對故障排除的操作也存在不同的難易度,有些故障操作起來比較簡單,往往只要幾個(gè)步驟就能完成,有故障處理起來則較為復(fù)雜,甚至需要事先做好充分的準(zhǔn)備工作,比如各種器具如檢測儀表等的準(zhǔn)備,對于一些專業(yè)維修工具的采購需要制定詳細(xì)的計(jì)劃。就數(shù)控機(jī)床的電氣系統(tǒng)所出現(xiàn)的故障進(jìn)行調(diào)查、分析以及診斷的過程即為對數(shù)控機(jī)床的故障進(jìn)行排除的過程,故障的順利排除,需要查明機(jī)床出現(xiàn)故障的原因,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行針對性的解決并能保證機(jī)床所出現(xiàn)的故障被及時(shí)有效的排除。故而故障分析診斷也就變得異常重要了。
7.1電源
電源是數(shù)控機(jī)床正常運(yùn)行以及對維修系統(tǒng)進(jìn)行維修的能量支持,電源的缺失會導(dǎo)致機(jī)床出現(xiàn)故障以及各種數(shù)據(jù)的丟失、甚至導(dǎo)致停機(jī)。我們在設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床的電源時(shí)盡量做到以下幾點(diǎn):(1)盡量保證使用獨(dú)立配電箱。(2)供電質(zhì)量若是不穩(wěn)定則及時(shí)進(jìn)行多相交流穩(wěn)壓裝置的配置。(3)電源始端也要進(jìn)行處理,必須可靠安全。
7.2位置環(huán)可能產(chǎn)生的故障
(1)測量元件損壞,位置報(bào)警,這點(diǎn)是由于測量元件出現(xiàn)毀損,出現(xiàn)回路現(xiàn)象,導(dǎo)致對位置信號的檢測靈敏性不夠。(2)坐標(biāo)軸產(chǎn)生漂移,無操作指令情況下卻出現(xiàn)過度運(yùn)動(dòng),導(dǎo)致位置的環(huán)坐標(biāo)軸出現(xiàn)漂移,元件毀損。
7.3機(jī)床坐標(biāo)遠(yuǎn)離零點(diǎn)
這點(diǎn)是由于線路損壞,發(fā)生界限開路,減速開關(guān)失靈,零點(diǎn)表示發(fā)生一定移位。
8偶發(fā)故障
造成這種情況的主要原因是由于數(shù)控機(jī)床的軟件程序在設(shè)計(jì)過程中存在一定瑕疵導(dǎo)致的偶發(fā)性停機(jī),一般情況先斷電重啟即可。同時(shí),由于溫度,適度等元素的干擾也會產(chǎn)生這種情況,如較為潮濕的南方地區(qū)床長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)會產(chǎn)生大量粉塵,在影響機(jī)床正常運(yùn)行的同時(shí),還會導(dǎo)致整臺機(jī)床出現(xiàn)故障的可能發(fā)生。
9結(jié)語
要想做好數(shù)控機(jī)床故障的排查及修理工作,需要對數(shù)控機(jī)床故障進(jìn)行監(jiān)察。對數(shù)控機(jī)床外部故障的診斷應(yīng)遵從先掌握機(jī)床工作原理及動(dòng)作順序?yàn)橄鹊脑瓌t;然后在此基礎(chǔ)上利用相關(guān)圖形以及懂得相關(guān)的檢測程序和狀態(tài)態(tài)。一般情況下只要遵從以上原則,平日里注意對機(jī)器的保養(yǎng)與維護(hù),定期對數(shù)控機(jī)床進(jìn)行檢修,,常見的數(shù)控故障都會及時(shí)排除。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】 數(shù)控機(jī)床 故障診斷 方法 步驟
雖然目前我國數(shù)控機(jī)床的種類和系統(tǒng)型號較多,所產(chǎn)生的故障原因也比較復(fù)雜,但對于常見故障,通??砂慈缦路椒ê筒襟E進(jìn)行處理。
一、故障診斷的方法
1、直觀檢查法
維修人員充分利用自身的感覺器官,注意發(fā)生故障時(shí)的各種現(xiàn)象,如各個(gè)單元線路有沒有燒毀、開裂、保險(xiǎn)熔斷等現(xiàn)象,用手觸摸并輕搖元器件有無松動(dòng)現(xiàn)象,以此來查找故障點(diǎn),這是一種最基本、最常用的方法。
2、自身診斷法
現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)自身診斷可分為兩類:(1)啟動(dòng)診斷:它是指從每次通電開始到進(jìn)人正常的運(yùn)行準(zhǔn)備狀態(tài)為止,系統(tǒng)的內(nèi)部診斷程序自動(dòng)執(zhí)行診斷,它可以對CPU、存儲器、總線、I/O單元等模塊或印刷線路板以及CTR單元、閱讀機(jī)、軟盤驅(qū)動(dòng)等設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行前的功能測試,確認(rèn)系統(tǒng)的主要部分是否可以正常工作,啟動(dòng)診斷的目的在于使系統(tǒng)故障在沒有造成危害之前就被發(fā)現(xiàn),以便及時(shí)排險(xiǎn)。(2)在線診斷:它是指將診斷程序作為主程序的一部分,在系統(tǒng)不停電,在線診斷一直進(jìn)行監(jiān)控,一旦發(fā)現(xiàn)異常,立即報(bào)警。甚至可以對故障進(jìn)行分類并決定是否停機(jī)。
3、報(bào)警顯示法
數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)內(nèi)部,除了自身診斷功能和狀態(tài)顯示的“軟件”報(bào)警外,還配有許多“硬件”報(bào)警指示燈,它們分布在電源、伺服系統(tǒng)和輸入、輸出等裝置上,根據(jù)這些報(bào)警指示可判斷故障的原因。
4、現(xiàn)場分析法
對于非破壞性的故障,必要時(shí)維修人員可讓操作人員再現(xiàn)故障現(xiàn)象,會同機(jī)、電、液等技術(shù)人員一起診斷共同分析,有助于故障得到盡快排除。
5、備件診斷法
當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),經(jīng)過檢測和判斷在某一板級或部分線路甚至元件級中,可利用備件板、備件線及備用元件替代,找出故障所在。這在現(xiàn)場維修中是簡便易行的常用手段。
6、參數(shù)檢查法
可根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)所存儲的參數(shù)是否變化或丟失來判斷故障,通常這是一種軟故障。
7、用可編程序進(jìn)行PLC中斷狀態(tài)分析法
可編程序控制器發(fā)生故障時(shí)其中原因以中斷棧和塊堆棧,按其所指示的原因,查明故障之所在。這是檢修PLC可編程控制器最常用有效和快捷的方法。
8、接口信號法
由于數(shù)控機(jī)床的各個(gè)控制部分大都采用I/O接口來互相控制的,利用接口信號進(jìn)行診斷確定故障點(diǎn),其診斷步驟是:故障報(bào)警—故障現(xiàn)象分析—確定故障范圍—采用接VI信號法—邏輯分析祛卜一確定故障出點(diǎn)—排除故障。
9、測量比較法
為檢測方便,模塊或單元上設(shè)有檢測端子,利用萬用表、示波器等儀器儀表,通過這些端子檢測電平或波形,將正常值與故障時(shí)的值相比較,可以分析出故障的原因及故障的部位,從而排除故障。
對上述故障方法有時(shí)要幾種方法同時(shí)應(yīng)用,進(jìn)行故障綜合分析,快速診斷出故障的部位,從而排除故障。
二、故障診斷的一般步驟
當(dāng)數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障時(shí),要沉著冷靜,根據(jù)故障情況進(jìn)行全面分析,確定查找故障源的方法和手段,然后有計(jì)劃、有目的地一步步仔細(xì)檢查,故障診斷一般按下列步驟進(jìn)行。
1、檢查
當(dāng)機(jī)床發(fā)生故障時(shí),往往從以下幾個(gè)方面進(jìn)行檢查:
(1)檢查機(jī)床的運(yùn)行狀態(tài)
機(jī)床故障時(shí)的運(yùn)行方式,MDI/CRT顯示的內(nèi)容,各報(bào)警狀態(tài)指示的信息,故障發(fā)生時(shí)各坐標(biāo)軸的定位誤差,刀具軌跡是否正常,輔助功能的運(yùn)行狀態(tài)等。
(2)檢查加工程序及操作情況
故障出現(xiàn)在程序的什么位置,與換刀是否有關(guān),故障與操作人員的技術(shù)水平之間的關(guān)系。
(3)檢查外部因素
輸入電壓是否有波動(dòng),系統(tǒng)附近是否有使用大電流的裝置,系統(tǒng)周圍溫度的高低,是否有振動(dòng)源引起系統(tǒng)振動(dòng),機(jī)床周圍有無干擾源等。
(4)檢查故障的出現(xiàn)率和重復(fù)性
故障發(fā)生的時(shí)間和次數(shù),加工同類工件故障出現(xiàn)的概率,將出現(xiàn)故障的程序段重復(fù)執(zhí)行多次,觀察故障的重復(fù)性。
(5)檢查機(jī)床狀況
機(jī)床是否調(diào)整好,刀具狀況是否正常,切削加工中有無振動(dòng)產(chǎn)生,間隙補(bǔ)償是否合適,電纜是否有破裂和損傷,運(yùn)行過程中是否改變工作方式,方式選擇開關(guān)是否正確,機(jī)床是否處于鎖住狀態(tài),刀庫是否處于修調(diào)方式等。
(6)檢查接口情況
電源線和系統(tǒng)內(nèi)部電纜是否分開安裝,屏蔽線接線是否正確,繼電器、接觸器的線圈和電動(dòng)機(jī)等處是否加裝有噪聲抑制器等。
2、分析排除
根據(jù)故障現(xiàn)象仔細(xì)分析,弄清與故障有關(guān)的各種因素,確定故障源查找的方向和手段。在檢測排除故障中還應(yīng)掌握以下一些原則:
(1)先外部后內(nèi)部數(shù)控機(jī)床是機(jī)械、液壓、電氣一體化的機(jī)床,故其故障的發(fā)生必然要從機(jī)械、液壓、電氣這三者綜合反映出來。故障發(fā)生后,維修人員應(yīng)由外(如外部的行程開關(guān),液壓氣動(dòng)元件,印制線路板插頭座,環(huán)境溫度、濕度,油污或粉塵,機(jī)械振動(dòng)等等)向內(nèi)逐一進(jìn)行檢查,盡量避免不必要的拆卸,防止擴(kuò)大故障,使機(jī)床喪失精度,降低性能。
(2)先機(jī)械后電氣數(shù)控機(jī)床的故障中有很大部分是由機(jī)械動(dòng)作失靈引起的,通常機(jī)械故障較易查出,而數(shù)控系統(tǒng)故障的診斷則難度要大些。先機(jī)械后電氣就是在數(shù)控機(jī)床的檢修中,先從排除機(jī)械故障入手,先檢查機(jī)械部分是否正常,行程開關(guān)是否靈活,氣動(dòng)、液壓部分是否正常等。
(3)先簡單后復(fù)雜當(dāng)出現(xiàn)多種故障并發(fā)、交叉時(shí),應(yīng)先解決容易的問題,后解決難度較大的問題。常常在解決簡單故障的過程中,難度大的問題也可能變得容易,或者在排除簡易故障時(shí)受到啟發(fā),對復(fù)雜故障的認(rèn)識更為清晰,從而也有人解決辦法。
關(guān)鍵詞: 數(shù)控機(jī)床 故障診斷 排除方法
一、數(shù)控機(jī)床的常見故障分析
1.故障
故障是指數(shù)控機(jī)床全部或部分喪失原有的功能。數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障一般有一定的規(guī)律。初期運(yùn)行,系統(tǒng)的故障率較高,發(fā)生的故障大多數(shù)是由于設(shè)計(jì)制造和裝配缺陷造成的;正常運(yùn)行,故障率低,發(fā)生的故障一般是由操作和維護(hù)不良造成的;衰老期,故障率最大,主要是由運(yùn)行過久、機(jī)件老化和損耗過度造成的。
2.故障診斷的基本原則
(1)先外部后內(nèi)部
現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的可靠性越來越高,數(shù)控系統(tǒng)本身的故障率越來越低,而大部分故障的發(fā)生則是由非系統(tǒng)本身原因引起的。由于數(shù)控機(jī)床是集機(jī)械、液壓、電氣為一體的機(jī)床,其故障的發(fā)生也會由這三者綜合反映出來。維修人員應(yīng)先由外向內(nèi)逐一進(jìn)行排查。例如,遇到故障先檢查外部的供電電源,包括交流電源和直流電源,再檢查內(nèi)部控制線路。在沒有確定故障類型時(shí),不要隨意地拆卸部件,否則可能會引起故障擴(kuò)大,使機(jī)床喪失精度、降低性能。系統(tǒng)外部的故障主要是由檢測開關(guān)、液壓元件、氣動(dòng)元件、電氣執(zhí)行元件、機(jī)械裝置等出現(xiàn)問題而引起的。
(2)先機(jī)械后電氣
一般來說,機(jī)械故障較易發(fā)覺,而數(shù)控系統(tǒng)及電氣故障的診斷難度較大。在故障檢修之前,首先注意排除機(jī)械性的故障。
(3)先簡單后復(fù)雜
當(dāng)出現(xiàn)多種故障互相交織,一時(shí)無從下手時(shí),應(yīng)先解決容易的問題,后解決難度較大的問題。往往簡單問題解決后,難度大的問題也可能變得容易。
3.數(shù)控機(jī)床的常見故障分析
(1)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
伺服系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床上起的作用相當(dāng)重要。由于處于頻繁的啟動(dòng)和運(yùn)行狀態(tài),又與電源、機(jī)械系統(tǒng)相連,易發(fā)生故障。伺服系統(tǒng)的故障一般都是由伺服控制單元、伺服電機(jī)、測速電機(jī)、編碼器等問題引起的。一臺采用SINUMERIK 810/T的數(shù)控車床,一次刀塔出現(xiàn)故障,轉(zhuǎn)動(dòng)不到位,出現(xiàn)6016號報(bào)警“SLIDE POWER PACK NO OPERATION”,根據(jù)工作原理進(jìn)行分析,刀塔轉(zhuǎn)動(dòng)是由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的。檢查機(jī)械部分,更換伺服單元都沒有解決問題,更換伺服電機(jī)后,故障被排除。
(2)電源部分
電源是維持?jǐn)?shù)控機(jī)床正常運(yùn)行的能源供給部分,電源的故障可能直接造成停機(jī)、數(shù)據(jù)丟失或系統(tǒng)毀壞,主要由電磁波的干擾和供電線路、電壓等引起。一臺采用西門子SINUMERIK 810的數(shù)控機(jī)床,在自動(dòng)加工過程中,系統(tǒng)突然掉電,測量其24V直流供電電源,發(fā)現(xiàn)只有22V。經(jīng)確認(rèn)為整流變壓器匝間短路,造成容量不夠,更換新的整流變壓器后,故障排除。
二、故障診斷的基本方法
1.直觀法
直觀法這是一種最基本、最簡單的方法。維修人員通過對故障發(fā)生時(shí)產(chǎn)生各種光、聲、味等異?,F(xiàn)象的觀察、檢查,可將故障縮小到某一個(gè)模塊,甚至一塊印制電路板。如數(shù)控機(jī)床加工過程中,突然出現(xiàn)停機(jī)。維修人員打開數(shù)控柜,發(fā)現(xiàn)主電路短路跳斷,經(jīng)仔細(xì)觀察,最后發(fā)現(xiàn)Y軸電機(jī)動(dòng)力線外皮被硬物劃傷,損傷處碰到機(jī)床外殼上,造成短路器跳斷,更換Y軸動(dòng)力線后,合上短路器,機(jī)床恢復(fù)正常。
2.部件交換法
所謂部件交換法,就是在故障范圍大致確認(rèn),并在確認(rèn)外部條件完全正確的情況下,利用同樣的印制電路板、模塊、集成電路芯片或元器件替換有疑點(diǎn)的部分的方法。部件交換法是一種簡單、易行、可靠的方法,也是維修過程中常用的故障判別方法之一。
在備件交換之前,應(yīng)仔細(xì)檢查、確認(rèn)部件的外部工作條件;在線路中存在短路、過電壓等情況時(shí),切不可以輕易更換備件。此外,備件(或交換板)應(yīng)完好,且與原電路板的各種設(shè)定狀態(tài)一致。
如某機(jī)床在調(diào)試時(shí),X軸運(yùn)行時(shí)有抖動(dòng)現(xiàn)象,X軸電機(jī)有發(fā)熱現(xiàn)象,懷疑X軸模塊故障,將Y軸伺服模塊與X軸伺服模塊調(diào)換后,Y軸抖動(dòng),說明原X軸伺服模塊損壞,換上備用模塊后故障排除。
3.參數(shù)檢查法
參數(shù)檢查法:數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床參數(shù)是保證機(jī)床正常運(yùn)行的前提條件,它們直接影響著數(shù)控機(jī)床的性能。
參數(shù)通常存放在系統(tǒng)存儲器中,一旦電池不足或受到外界的干擾,則可能導(dǎo)致部分參數(shù)的丟失或變化,使機(jī)床無法正常工作。通過核對、調(diào)整參數(shù),有時(shí)可以迅速排除故障;特別是對于機(jī)床長期不用的情況,參數(shù)丟失的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生,因此,檢查和恢復(fù)機(jī)床參數(shù),是維修中行之有效的方法之一。
三、維修后的處理
維修后的處理包括兩個(gè)方面,一是根據(jù)本次故障的處理過程,向操作者交代清楚本次故障的起因,今后操作的注意事項(xiàng),交代可能發(fā)生故障的準(zhǔn)確信息和環(huán)節(jié),盡量避免同類故障再次發(fā)生。二是認(rèn)真做好維修記錄,建立維修檔案,為以后維修做資料儲備。
參考文獻(xiàn):
[1]龔仲華.數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修500例.機(jī)工出版社.
數(shù)控機(jī)床在現(xiàn)代制造業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用,掌握數(shù)控技術(shù)的機(jī)電復(fù)合型人才短缺。我國目前數(shù)控機(jī)床裝調(diào)與維修人員崗位短缺3萬以上,而具有較強(qiáng)實(shí)踐能力的數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修人員更缺。數(shù)控機(jī)床維修人員的缺乏嚴(yán)重制約了數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,盡快培養(yǎng)出一大批具有較強(qiáng)實(shí)踐能力的維修數(shù)控機(jī)床的高素質(zhì)專門人才迫在眉睫。本課程教學(xué)改革目的是提高學(xué)生的職業(yè)技能,做到“學(xué)以致用”。
1 《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》教學(xué)中存在的問題
1.1 理論性太強(qiáng),脫離實(shí)際
目前本科院?!稊?shù)控機(jī)床故障診斷與維修》教材的理論性內(nèi)容太多、難度和深度大,注重知識的系統(tǒng)性,而忽視了它的實(shí)用性。許多課程包含故障機(jī)理、信號的描述和分析、油樣分析、振動(dòng)診斷、無損檢測、溫度診斷技術(shù)等,這些知識對很多機(jī)電設(shè)備都適用,沒有突出數(shù)控機(jī)床故障診斷的特點(diǎn)。
1.2 知識陳舊
縱觀《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》的本科教材,里面介紹的數(shù)控系統(tǒng)大多為國外八九十年代的產(chǎn)品,例如FANUC 0系列、SINUMERIK 802S系列,國內(nèi)以華中數(shù)控為多,跟工廠的實(shí)際相比顯得太落后!學(xué)生畢業(yè)后很難遇到這樣老的系統(tǒng)。
1.3 實(shí)踐環(huán)節(jié)薄弱
許多院校沒有足夠的數(shù)控設(shè)備供學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修,實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)過少。即使開了相應(yīng)的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn),效果也不是很明顯,對學(xué)生實(shí)踐能力的提高缺乏推動(dòng)力。
1.4 職業(yè)目的不明確
尚有不少教學(xué)沒有和未來的職業(yè)緊密聯(lián)系起來,沒有足夠認(rèn)識到本科也需要大力發(fā)展職業(yè)教育,忽視“以就業(yè)為導(dǎo)向”的最根本、最現(xiàn)實(shí)的問題。
1.5 雙師型教師缺乏
目前雙師型教師匱乏,師資隊(duì)伍普遍存在著知識結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)不盡合理的問題突出。很多年輕教師是校門到校門,書本到書本;老教師知識結(jié)構(gòu)相對落后,難以跟上技術(shù)的快速發(fā)展,他們當(dāng)中也有相當(dāng)部分的實(shí)踐能力不強(qiáng)。大多數(shù)數(shù)控維修的任課教師是機(jī)械專業(yè)畢業(yè),知識結(jié)構(gòu)偏重于機(jī)械,雖然對機(jī)床結(jié)構(gòu)和機(jī)床操作很熟悉,但其他方面的知識仍需不斷學(xué)習(xí)和完善。
2 《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》課程教學(xué)改革與實(shí)踐
2.1 制定教學(xué)大綱
緊跟時(shí)代步伐,從職業(yè)分析入手制定教學(xué)大綱。該大綱中的知識、能力和基本素質(zhì)結(jié)構(gòu)以及理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)體系都應(yīng)符合畢業(yè)生任職崗位的實(shí)際需要。從數(shù)控維修應(yīng)用人才的需求量和層次出發(fā),合理建構(gòu)知識結(jié)構(gòu),因“需”施教,不斷優(yōu)化教學(xué)大綱,使其較好地貼近畢業(yè)生的崗位需求。
2.2 調(diào)整教學(xué)內(nèi)容
在安排教學(xué)內(nèi)容時(shí),要綜合考慮,把機(jī)械、電氣、數(shù)控系統(tǒng)及故障診斷等方面的知識有效結(jié)合在一起。刪繁就簡,接近實(shí)際;圖文并茂,增加直觀性。課程內(nèi)容應(yīng)包括數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心。系統(tǒng)包含國產(chǎn)(華中、廣數(shù))和進(jìn)口(FANUC、SINUMERIK)系統(tǒng)。
根據(jù)不同專業(yè)方向的培養(yǎng)目標(biāo)需求適時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。對數(shù)控設(shè)備方向的學(xué)生,重點(diǎn)應(yīng)培養(yǎng)對數(shù)控機(jī)床的使用、維護(hù)、常見故障的處理能力,學(xué)習(xí)重點(diǎn)放在結(jié)構(gòu)、裝調(diào)、檢修、故障診斷與處理等方面。
2.3 改進(jìn)教學(xué)手段和方法
改進(jìn)教學(xué)手段,鼓勵(lì)多媒體教學(xué)和現(xiàn)場教學(xué)。多媒體課件用于輔助教學(xué),使抽象的內(nèi)容變得形象具體。比如在講授電動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架時(shí),通過多媒體動(dòng)畫的演示,使學(xué)生更加直觀地理解掌握其結(jié)構(gòu)、動(dòng)作原理,利于分析判斷該部位的故障。在條件允許的情況下,把一部分教學(xué)內(nèi)容直接安排到現(xiàn)場去完成,讓學(xué)生對所學(xué)知識有較深刻的理解。
改進(jìn)教學(xué)方法,采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)??筛鶕?jù)實(shí)際把該門課程分成若干學(xué)習(xí)情境:情境一:數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)及電路;情境二:典型數(shù)控系統(tǒng)及其常見故障報(bào)警;情境三:主軸驅(qū)動(dòng)裝置及其常見故障診斷;情境四:主軸自動(dòng)換擋、準(zhǔn)停及螺紋加工故障;情境五:進(jìn)給伺服單元;情境六、進(jìn)給伺服系統(tǒng)檢測裝置及其常見報(bào)警與維修;情境七:伺服參數(shù)設(shè)定及常見伺服報(bào)警;情境八:輸入輸出信號異常的故障診斷與維修;情景九:回參考點(diǎn)故障診斷與維修;情景十:電動(dòng)刀架換刀異常故障診斷與維修;情景十一:輔助裝置故障診斷與維修;情境十二:數(shù)控機(jī)床通信技術(shù)及其故障診斷;情境十三:斗笠式刀庫換刀故障及處理;情境十四:機(jī)械手換刀故障及處理;情景十五:機(jī)械調(diào)整與補(bǔ)償;情境十六:數(shù)控機(jī)床的精度檢驗(yàn)與日常維護(hù)。提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和可操作性。
2.4 強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)
必須安排兩周以上的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn),讓學(xué)生去拆裝、去調(diào)整、去設(shè)置、去分析、去排除故障。充分利用數(shù)控維修實(shí)驗(yàn)室和實(shí)訓(xùn)工廠的設(shè)備,進(jìn)一步理解所學(xué)知識,活學(xué)活用,達(dá)到能夠處理實(shí)際問題的能力。
2.5 提高師資隊(duì)伍素質(zhì)
常言道:“打鐵先得自身硬”。要想培養(yǎng)出實(shí)踐能力強(qiáng)的學(xué)生,必須先有實(shí)踐能力強(qiáng)的教師。引進(jìn)那些既有高學(xué)歷又有多年相關(guān)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積極肯干的認(rèn)真務(wù)實(shí)的人才充實(shí)到教師隊(duì)伍中來;對現(xiàn)有專業(yè)課教師進(jìn)行有效的工程實(shí)踐訓(xùn)練。擔(dān)任《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維護(hù)》課程教學(xué)的教師應(yīng)該具有雙師素質(zhì)并不斷完備自己的知識結(jié)構(gòu),以適合該課程的教學(xué)特點(diǎn)。
【關(guān)鍵詞】數(shù)控機(jī)床;維修;項(xiàng)目式教學(xué)
隨著我國制造業(yè)的發(fā)展,越來越多的企業(yè)采用數(shù)控機(jī)床來進(jìn)行生產(chǎn)。在數(shù)控機(jī)床普及的過程中,如何解決新設(shè)備由于使用不當(dāng)、舊設(shè)備由于缺乏維護(hù)而引發(fā)的各種故障以提高機(jī)床使用率已成為眾多企業(yè)亟待解決的問題。因此現(xiàn)在制造業(yè)企業(yè)急需我們高職院校培養(yǎng)大批熟悉機(jī)床結(jié)構(gòu)、能解決數(shù)控機(jī)床應(yīng)用過程中出現(xiàn)的各種報(bào)警及故障的維護(hù)維修人員。
但在國內(nèi)大部分職業(yè)院校《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》這門數(shù)控專業(yè)的核心課程的教學(xué)模式目前仍沒有走出學(xué)科體系的框架。教學(xué)內(nèi)容仍以大量的、抽象的理論為主,少量演示性實(shí)驗(yàn)為輔;教學(xué)形式仍以教師講解為主,學(xué)生操作練習(xí)為輔。這樣一種學(xué)科體系式的教學(xué),主要存在以下問題。
(1)過多的抽象理論使得學(xué)生因無法接受而逐步喪失對本課程的學(xué)習(xí)興趣。
(2)教學(xué)內(nèi)容與生產(chǎn)實(shí)際脫離,學(xué)生學(xué)習(xí)積極性無法調(diào)動(dòng)。
(3)實(shí)踐訓(xùn)練偏少,無法掌握相應(yīng)技能,使得學(xué)生進(jìn)入企業(yè)后處理實(shí)際問題的能力差,無法勝任相應(yīng)的崗位。
要想解決這些問題,我們就必須對課程進(jìn)行項(xiàng)目式教學(xué)改革。只有這樣才能做到“教、學(xué)、做”一體,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,實(shí)現(xiàn)學(xué)生的“做中學(xué)”,教師的“做中教”。
數(shù)控機(jī)床由機(jī)械結(jié)構(gòu)、機(jī)床電氣、數(shù)控系統(tǒng)三個(gè)部分構(gòu)成,各種故障無外乎這三個(gè)方面的排列組合。因此,只要學(xué)生掌握了這些內(nèi)容,那么他們就能快速勝任企業(yè)機(jī)床維護(hù)維修的工作。
由于在實(shí)際工作中數(shù)控機(jī)床的硬件故障多于軟件故障,機(jī)械故障多于電氣故障,同時(shí),軟件的設(shè)定又和硬件的連接有著緊密的聯(lián)系,因此,在教學(xué)實(shí)施中,先機(jī)械后電氣、先硬件后軟件、由易到難、由直觀到抽象。所以,結(jié)合各種常見故障和學(xué)校實(shí)際我將《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》這門課程劃分為了以下三個(gè)項(xiàng)目及若干任務(wù)。
1.數(shù)控機(jī)械結(jié)構(gòu)拆裝
數(shù)控機(jī)床的故障主要出在機(jī)械部分,要解決相關(guān)故障,必須熟悉其結(jié)構(gòu)組成,只有充分了解故障點(diǎn)各個(gè)關(guān)聯(lián)環(huán)節(jié),才能順利的查找并排除故障。如機(jī)床X軸進(jìn)給過程中總是出現(xiàn)過載報(bào)警,一般人分析總是循著電機(jī)-傳動(dòng)帶-滾珠絲杠-工作臺-刀具-工件這條線進(jìn)行查找,而忽略掉絲杠支撐軸承這個(gè)環(huán)節(jié),從而導(dǎo)致故障遲遲無法排除,但經(jīng)過機(jī)械結(jié)構(gòu)拆裝的人確深知這一重要而薄弱的環(huán)節(jié)。所以在這個(gè)項(xiàng)目中我以一臺典型數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)拆裝為主體,分為機(jī)床拆裝工藝及工具使用、數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的拆繪、數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的拆裝、輔助功能裝置的拆裝等四個(gè)任務(wù)。
1.1機(jī)床拆裝工藝及工具使用
課程開始即給學(xué)生介紹各種機(jī)床拆裝工具的使用,讓學(xué)生在熟悉工具的過程中,結(jié)合機(jī)床討論拆裝工藝,這樣一開始學(xué)生就能親自動(dòng)手,可以在課程初期就提起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,然后對學(xué)生討論進(jìn)行引導(dǎo),確定出拆裝工藝。
1.2數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的拆繪
通過拆裝主軸箱,讓學(xué)生對主軸各部件有一直觀認(rèn)識,然后結(jié)合實(shí)物介紹相關(guān)理論,如結(jié)合主軸拉桿、拉釘?shù)戎鬏S部件講主軸刀具自動(dòng)夾緊相關(guān)知識。這樣便于學(xué)生對復(fù)雜知識的理解。最后,根據(jù)整個(gè)過程,安排學(xué)生繪制主軸箱裝配圖,通過點(diǎn)評使得學(xué)生更進(jìn)一步熟悉機(jī)床運(yùn)行時(shí)的各種位置保證、密封、變檔等相關(guān)知識。
1.3數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)給系統(tǒng)的拆裝
通過一個(gè)典型運(yùn)動(dòng)軸的系統(tǒng)拆裝,讓學(xué)生掌握進(jìn)給傳動(dòng)方式、滾珠絲杠的支撐、滾珠絲杠螺母副、導(dǎo)軌以及間隙調(diào)整等相關(guān)知識。
1.4輔助功能裝置的拆裝
主要通過回轉(zhuǎn)刀架的拆裝,讓學(xué)生熟悉機(jī)床上各種輔助裝置的結(jié)構(gòu)組成及工作原理,對于機(jī)床上的開關(guān)量信號有一個(gè)基礎(chǔ)的認(rèn)識。
通過這個(gè)項(xiàng)目學(xué)習(xí)訓(xùn)練以后,學(xué)生便能具備根據(jù)故障尋找相關(guān)故障鏈、故障點(diǎn)的能力。
2.數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)接線
除了機(jī)械故障外,數(shù)控機(jī)床故障頻發(fā)的部分就在機(jī)床電氣這一塊,這一塊又有兩個(gè)部分,一個(gè)是數(shù)控系統(tǒng)各模塊間的信號傳遞問題、一個(gè)是電氣控制柜中的各種電子元器件損壞。而要解決這一部分的故障,我們必須要熟悉機(jī)床的各種信號(包括弱點(diǎn)和強(qiáng)電)的傳遞路線和控制過程。所以在機(jī)床電氣這個(gè)項(xiàng)目中我設(shè)置了兩個(gè)任務(wù):數(shù)控機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)硬件連接圖繪制和數(shù)控機(jī)床電氣接線圖繪制。
2.1數(shù)控機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)硬件連接圖繪制
在完成繪制數(shù)控系統(tǒng)硬件連接圖這個(gè)任務(wù)中,學(xué)生必須掌握,數(shù)控系統(tǒng)的硬件構(gòu)成,知道CNC模塊、主軸模塊、伺服模塊、I/O模塊、電源模塊等典型模塊的相關(guān)知識,然后通過繪制連接圖,熟悉各模塊間的信號傳遞,從而掌握數(shù)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)與維修等方面的知識。
2.2數(shù)控機(jī)床電氣接線圖繪制
在完成數(shù)控機(jī)床電氣接線圖這個(gè)任務(wù)的時(shí)候,學(xué)生必須先熟悉機(jī)床常用的各種電子元器件的作用,比如接觸器、繼電器、斷路器等相關(guān)知識。然后通過尋線,繪制接線圖,學(xué)生便能在自己腦海中將數(shù)控機(jī)床各部分的電氣控制原理構(gòu)建起來,加之老師的講解與總結(jié),最終對于電氣相關(guān)內(nèi)容有一個(gè)比較清晰的認(rèn)識。
通過這個(gè)項(xiàng)目的訓(xùn)練之后,學(xué)生便能具備體用替換法、參考電壓法判斷機(jī)床相關(guān)故障的能力。
3.數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)參數(shù)及PMC編程
由于數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)都是經(jīng)過很嚴(yán)格的調(diào)試的比較成熟的軟件,其相對與機(jī)床硬件來說,故障較少且多為操作人員操作不當(dāng)所引起的,因此,要解決軟件故障,那么學(xué)生必須熟悉數(shù)控機(jī)床各參數(shù)的意義及對梯形圖有一定認(rèn)識,所以,在這個(gè)項(xiàng)目中我也設(shè)置了兩個(gè)任務(wù):機(jī)床參數(shù)全清后的設(shè)定訓(xùn)練和利用PMC編程實(shí)現(xiàn)機(jī)床功能轉(zhuǎn)換訓(xùn)練。
3.1機(jī)床參數(shù)全清后的設(shè)定訓(xùn)練
在這個(gè)任務(wù)中,由易到難分為兩步,首先,讓學(xué)生掌握系統(tǒng)參數(shù)的備份和系統(tǒng)參數(shù)的灌裝,通過這個(gè)操作訓(xùn)練讓學(xué)生先具備在有條件情況下解決軟件故障的能力;其次,清空參數(shù),讓學(xué)生重新設(shè)定參數(shù)來排除報(bào)警并讓機(jī)床運(yùn)行,通過這個(gè)操作訓(xùn)練,使得學(xué)生熟悉哪些參數(shù)與哪些報(bào)警相關(guān),哪些參數(shù)與加工精度相關(guān),進(jìn)而提升其機(jī)床調(diào)試方面的能力和任何情況下解決參數(shù)問題的能力。
3.2利用PMC編程實(shí)現(xiàn)機(jī)床功能轉(zhuǎn)換訓(xùn)練
通過前面的學(xué)習(xí),學(xué)生對于CNC(系統(tǒng)、參數(shù))和MT(機(jī)械結(jié)構(gòu))均有了一定的認(rèn)識,那么兩者之間究竟是如何聯(lián)系起來的呢,數(shù)控機(jī)床的控制原理究竟如何呢。對于這個(gè)問題,我主要通過利用PMC編程實(shí)現(xiàn)機(jī)床功能轉(zhuǎn)換訓(xùn)練這個(gè)任務(wù)來進(jìn)行講解。
讓學(xué)生進(jìn)行機(jī)床操作面板按鈕梯形圖的編輯,不僅能夠使得他們對于機(jī)床控制原理有更進(jìn)一步的了解,同時(shí)也可以讓他們在以后的故障診斷與維修中,借助PMC梯形圖來輔助進(jìn)行判斷。
這一部分,對于高職學(xué)生來說相對難于接受,因此,我只設(shè)計(jì)了兩個(gè)最基本的任務(wù),希望通過這些任務(wù),讓學(xué)生掌握軟件故障的基本處理方法:灌參數(shù)和梯形圖。同時(shí),讓學(xué)生對于PMC監(jiān)測有一個(gè)基本概念,對于其以后在企業(yè)的發(fā)展大有益處。
隨著數(shù)控技術(shù)和我國制造業(yè)的發(fā)展,社會對數(shù)控維修人才的要求會越來越高。只有不斷改進(jìn)教學(xué)方法,加強(qiáng)學(xué)習(xí),才能適應(yīng)現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的教學(xué)步伐,培養(yǎng)出與時(shí)代接軌的合格人才。
【參考文獻(xiàn)】