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                      数控机床电气控制故障与保修策略研究

                      1 引言

                      数控机床是技术含量很高的自动化机床,它是一种高效复杂的集机电仪为一体的先进加工设备。数控机床集伺服驱动,计算机技术,机密测量,自动化技术与传感器技术于一身。数控机床的使用大大提高了机械制造业的生产水平,在很大程度上提高了生产效率并降低了劳动力的投入。但是,数控机床也有其自身的缺点。数控机床的复杂性决定了使用它的人员必须要有一定的相应的知识储备。在使用它时,必须要小心谨慎并且平时要注意对它的精心维护。数控机床在使用的过程中往往会出现液压、机械、电气这三个方面的故障,而电气系统的故障是这三项故障中出现频率最高的。如何解决电气系统的故障就成为了机械行业亟待解决的问题。

                      2 数控机床中常见的故障

                      数控机床中常见的故障按照不同的分类方法主要可以分为下面的五种类型。第一种,按照故障发生的部位可以分为硬件系统故障和软件系统故障。何为硬件系统故障? 硬件系统故障主要指电子元器件( 电子、印制电路板、电器件等) 、限位机构等出现的故障。软件系统故障主要是由 PLC 逻辑控制的程序出现错误,参数设置的不正确,零件的加工程序出现错误这些原因造成的故障。第二分类方法,按照故障出现的时候有没有指示可以划分为无诊断指示故障以及有诊断指示故障。顾名思义,有诊断指示故障就是在机床运行时,诊断系统可以监视整个的加工过程,当某个步骤出现问题时,就会立刻报警或者以文字的形式进行显示的故障。无诊断指示故障,即当故障发生时没有相应的指示。这些故障的发生主要是由机械长年使用,机械的零部件出现磨损,造成程序与机械出现了匹配的问题造成的。第三种是按照故障出现的或然性划分的。如果当机械满足了一定的条件,某个故障就会发生,那么,这种故障就是系统性故障。而随机性故障就是当满足某个条件时,可能会发生的故障。随机性故障因为它的不确定性所以比较难解决。第四种是按照故障出现时有无破坏性划分的。有破坏性的叫做破坏性故障,没有破坏性的叫做无破坏性故障。最后一种叫做机床特性下降故障,这种故障出现时,机床虽然可以正常运行,却生产不出合格的产品。

                      3 数控机床电气系统的故障分析

                      3.1 直观观察法

                      直观观察法就是利用感官进行故障的检查。直观观察法的第一步就是问,即询问故障的现场人员故障发生的过程,出现的现象以及故障产生的后果。第二步是看,就是查看各部位是否处于正常状态,相应的电控装置有没有出现报警信号,这些排除以后,就查看局部有没有电阻丝烧坏,元器件有无被烧焦,电线电缆有没有脱落等现象。第三步是摸,即在断电时检查一下各插座有没有安插好,各电路板有没有安装好以及各信号导线是否已经连接好。第四步就是通电后检查一下有没有打火、冒烟或者异常声音、异常气味的出现。

                      3.2 仪器检查法

                      仪器检查法就是用相应的电工仪表对线路中的交直流电压以及相应的脉冲信号进行检查,找出可能的故障点。

                      3.3 报警指示与信号分析法

                      这种方法就是充分利用个监控系统上的报警指示灯和信号对故障进行排查。对于硬件系统就是根据各电子元器件上和电气装置上的报警指示灯确定出现故障的具体位置。而软件系统没有具体的报警指示,但可以根据硬件系统中的报警指示以及信号结合使用说明找出可能的故障点。

                      3.4 接口状态检查法

                      现在的数控机床都会把 PLC 涵盖其中。它们之间主要靠接口信号进行连接。而数控机床出现的许多症状都跟接口信号出现错误有关。要想检查接口信号是否正确存在,只要通过 PLC 程序调出就可以了。

                      3.5 参数调整法

                      数控机床、PLC、伺服系统都含有很多的参数以适应不同的机床的加工需求,但因为所用的时间过长,这些参数往往不能满足机床的需求或者它们的匹配度降低。所以,为了能继续满足机床的生产需求,这些参数有时也会作相应的改变。

                      3.6 备件置换法

                      当某一故障被确定在某一电路板上,但是找出故障元件比较困难时,为了不耽误生产可以把备件先换上,事后再检查具体故障出现的位置,然后进行检修。

                      5、主轴发热,5.1、故障原因,轴承有损坏或研伤。解决方法,更换轴承;5.2、故障原因,润滑油杂质。解决方法,清洗主轴箱并更换新油5.3、故障原因,载荷过大。解决方法:减小载荷。

                      6、刀具无法夹紧,6.1、故障原因,碟形弹簧的位移量较小。解决方法,调整碟形中弹簧行程的长度;6.2、故障原因,弹簧上螺母松动。解决方法,对弹簧上的螺母进行顺时针的旋转,使载荷达到最大作用的要求。

                      7、刀具夹紧后无法松开,7.1、故障原因,松刀弹簧的压合过紧。解决方法,对弹簧上的螺母进行逆时针旋转,使载荷达到最大作用的要求;7.2、故障原因,液压的缸压力或行程不够。解决方法,调整活塞行程和液压力开关位置。

                      (二)进给传动系统常见故障

                      1、滚珠丝杠副的润滑状况无法达到效果,故障原因,支承轴承或各滚珠丝杠副的润滑不良。解决方法,定期增加新的润滑脂。

                      2、滚珠丝杠副的运行精度无法达到效果,2.1、故障原因,丝杠的间隙增大。解决方法,修磨滚珠丝杠并对螺母进行垫片的调整,及重调间隙;2.2、故障原因,丝杠有上下窜动的现象。解决方法,拧紧轴承中的螺母。

                      三、机械故障的维修方式

                      综上所述,数控机床使用过程中常见的机械故障在诊断上,既要有传统意义上的"实用诊断法",又要结合先进测试手段上的"现代诊断法"。其中,实用诊断技术也称做机械检测法,是指数控机床维修人员用常规的检查工具和凭借感觉器官上对机床进行的问、看、摸、听、嗅等一系列的诊断方法。它可以快速的测定出机械的故障部位,并监测出劣化趋势,对有疑难问题的机械故障,进行精密的诊断。现代诊断法指,根据实用诊断法选择出疑难故障,并交由专业人员利用先进的测试手段,进行精确定量检测与分析,并根据故障的位置、数据及原因,确定出应采取何种解决方案。处理问题时,一般都使用实用诊断法对机床的现实状态进行诊断,只有在实用诊断中出现疑难问题时,才会去使用现代诊断法,对机床进行下一步诊断,并综合使用两种诊断技术,才可以获得机械问题的合理解决方法。

                      结束语:

                      因为数控机床维修也是技术含量较高的工作,因此,对维修人员的技术要求上也会有所提高,数控机床维修人员不仅需要掌握电气系统知识,还要掌握液压、机械方面的知识。因此,企业就需要不断地在工作中总结维修经验,培养出对电气、动力、机械和计算机软硬件都过硬的专业维修团队,并要提高维修人员对故障判别的能力,以及对故障的处理能力和力求发挥出数控设备最佳的使用效能。

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