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数控机床无报警故障分析


2017-04-28 10:23   点击:32
                        笔者在实际工作中曾遇到过多次无报警的故障,维修的难度较大。现结合实例,将这类故障的诊断和维修方法介绍如下。

    1X轴不执行自动返回参考点动作

    该机床为某研究所生产的JCS-018立式加工中心,数控系统为FANUC-BESK7M。故障发生后,检查CRT上无报警提示,机床各部分也无报警指示。但手动X轴能够移动,将X轴用手动方式移至参考点后,机床又能进行正常加工,加工完成后又重复上述现象。

    根据以上情况我们判断:NC系统、伺服系统无故障。考虑到故障发生在X轴回参考点的过程中,怀疑故障与X轴参考点的参数发生变化有关,然而,当我们在TE方式下,将地址为F的与X轴参考点有关的参数调出检查,却发现这些参数均正常。

    从数控机床的工作原理可知,轴参考点除了与参数有关外,还与轴的原点位置、参考点位置有关。检查机床上X轴参考点的限位开关,发现其已因油污而失灵,即始终处于接通状态。故当加工程序完成后,系统便认为已回到了参考点,因而,X轴便没有返回参考点的动作。将该行程开关清洗、修复后,故障排除。

    2自动加工过程中,A、B工作台无交换动作

    该机床为匈牙利生产的MKC-500卧式加工中心,数控系统为SIEMENS820M。当故障发生时,机床加工程序已执行完L60子程序中的M06功能,门帘已打开,但A、B工作台无交换动作,程序处于停止状态,且数控系统上无任何报警显示。

    从机床工作台交换流程图可以看出:当A、B工作台交换时,有两个条件必须满足:一是门帘必须打开;二是工作台应处于放松状态并升起。检查上述两条件:(1)门帘已打开,条件满足。(2)工作台未升起,条件不满足,即工作台仍处于夹紧状态。由机床使用说明书知:旋转工作台的夹紧与放松均与SP03压力继电器有关,且SP03压力继电器所对应的plc输入点为E9.0。当该机床处于正常加工状态时,旋转工作台被夹紧,E9.0=1;当机床处于交换状态时,旋转工作台放松,E9.0=0,准备进行A、B工作台交换。根据其工作原理,要使工作台交换,须使E9.0=0,工作台放松,即使SP03压力继电器断开。

    我们发现SP03压力继电器因油污而导致失灵。将其清洗修复后,调整到工作台交换时,E9.0=0;工作台加工时,E9.0=1。故障排除。

    3在自动加工中机械手不换刀

    该机床为某研究所生产的KT1400立式加工中心,数控系统为FANUC0系统。检查发现,机械手在自动控制方式下不换刀,也无任何报警。而在手动方式下能换刀,换刀后又能继续进行自动加工。

    根据上述检查,我们判断数控系统、伺服系统均无故障。考虑到刀库电机及机械手的动作由富士变频器单独控制,故将检查重点放在变频器上。观察手动状态时刀库和换刀动作均准确无误。观察自动状态,刀库旋转正常,而换刀不正常。检查NC控制信号已经发出,且控制接触器也已吸合,说明换刀信号已送入变频器。检查变频器的工作情况,发现在手动换刀时,其工作频率为35Hz,而在自动换刀时其工作频率只有2Hz。在这样低的频率下,机械手当然不能执行正常的换刀动作。究其故障产生的原因为机械手正在换刀时,变电站突然停电,造成换刀时机械手卡死,恢复供电后,便出现上述故障。将其频率重新设定为35Hz之后,故障排除,机械手恢复正常。

    4旋转工作台在升降或旋转过程中,发生奇数定位正确,偶数定位不准

    机床与系统如故障2中所述。故障发生后,机床无任何报警,当定位不准时,机床不能工作,但将工作台重新升降一次后,定位又正确了,机床又能继续进行工作。根据该故障现象,我们怀疑是旋转工作台电动机上的旋转编码器松动或定位不准所造成。但反复调节旋转编码器以及修改与旋转编码器有关的参数,均不能排除故障。

    该驱动系统与刀库电动机驱动系统相同,我们采用替换法进行交换。当将刀库驱动系统换到旋转工作台后,故障消除。而将旋转工作台驱动系统换到刀库后,刀库便发生找不到正确刀号的故障。通过这样检查,我们便确定工作台驱动系统发生了故障。该驱动系统为SIMODRIVE611-A进给驱动装置。通过查阅该驱动系统手册及对该驱动系统故障的分析,一致认为:该驱动装置无硬件故障。上述故障的发生主要是由于长期运行后机械运动部件磨损,电气元件性能变化等原因,引起伺服系统与被拖动的机械系统没有实现最佳匹配所致。由技术资料可知:这种情况可以通过调节速度控制器的比例系数KP和积分时间TN,来使伺服系统达到既有较高的动态响应特性,而又不振荡的最佳工作状态。我们参考刀库电动机驱动装置上的KP刻度和TN刻度对旋转工作台驱动系统进行微调后,故障得以排除。

    无报警故障在数控机床的故障中占有较大的比例。故障的产生通常是由于电源电压、液压、气动、油污、环境温度等外部条件的影响所致。如本文中故障1、2、3所述。另外,数控机床在使用较长时间后,由于元器件老化、机械零件磨损,也将使系统与机械部分的匹配产生问题,而导致无报警故障的产生,如本文故障4所述。因此,重视数控机床的使用环境,加强对数控机床的维护保养,是减少无报警故障发生机率的根本途径,是保证数控机床正常工作的重要手段。

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