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維修數(shù)控機(jī)床的六種方法
數(shù)控機(jī)床技術(shù)復(fù)雜且種類繁多,維修問題是影響數(shù)控機(jī)床有效利用的首要問題。下面，小編為大家講講維修數(shù)控機(jī)床的方法，希望對大家有所幫助!
診斷多種故障綜合癥
下面通過CVT035型晶體管直流驅(qū)動器的典型實(shí)例，說明多種故障綜合癥的診斷方法。該故障伺服板，經(jīng)初步檢查看出，電路板外觀很臟，輸出級燒損嚴(yán)重，可見用戶的維護(hù)保養(yǎng)比較欠缺，處理這種故障，應(yīng)該首先清除臟物，修復(fù)輸出級，切忌貿(mào)然通電，否則可能引發(fā)短路，擴(kuò)大故障面。例如鐵粉灰塵的導(dǎo)電短路，輸出級開關(guān)管擊穿對前級和電源的短路等等。經(jīng)上述處理后，通電檢查又發(fā)現(xiàn)如下故障：(1)“欠壓”紅燈有時(shí)閃亮(“READY”綠燈閃滅);(2)電機(jī)不轉(zhuǎn);(3)開關(guān)電源(±15V)變壓器Tl和電源開關(guān)管V69異常發(fā)燙。
這是一例典型的綜合癥，而且故障之間可能存在某種因果關(guān)系，所以處理故障需要順序進(jìn)行，否則可能事倍功半，甚至引發(fā)故障面擴(kuò)大。我們通過分析，做出如下維修排序：開關(guān)電源一>“欠壓”燈——>電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。首先檢查電源板，通過測量主回路150V直流電壓和斷開±15V負(fù)載的檢查后，得知故障在開關(guān)電源板內(nèi)部，在檢查電源板中發(fā)現(xiàn)10V穩(wěn)壓管V32的電壓只有9.5V，由此檢查下去，找到故障原因：V32的限流電阻Rl85阻值變大。更換Rl85后，±15V電源板和“欠壓”燈等均恢復(fù)正常，但電機(jī)仍不轉(zhuǎn)。可見，以上燈閃和元件發(fā)燙均由Rl85變值引起，電機(jī)不轉(zhuǎn)則另有原因。按通常的檢查方法，可以逐級檢測，但由于經(jīng)驗(yàn)的緣故，我們只做簡單的變換轉(zhuǎn)向試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)反向運(yùn)轉(zhuǎn)正常，所以很快查出故障原因：換向電路的集成塊N5(TL084)失效，更換N5后，一切正常。
CT4一OS3型查頻器的一例特殊故障
CT4一OS3型變頻器常用于YBM90和MK5oo加工中心的刀庫驅(qū)動。在維修中，我們多次碰到該變頻器時(shí)好時(shí)壞的缺相故障，并且測得缺相電壓只有60至200V(正常為400V)。由于這是一種時(shí)好時(shí)壞的軟故障，診斷查尋困難。
但是，我們發(fā)現(xiàn)該變頻器這種故障的多數(shù)原因是脈沖隔離級問題——振蕩不穩(wěn)定。這種故障現(xiàn)象，用示波器檢查，很難發(fā)現(xiàn)“波形丟失”，但一般都有三組脈沖幅值不相等，甚至差異軟大的現(xiàn)象。其實(shí)，仔細(xì)分析一下隔離級電路的特點(diǎn)就能看出問題，這是一個(gè)比較特殊的間歇振蕩器，僅用二只三級管，分別做振蕩管和振蕩器電源開關(guān)。由于采用單管振蕩，而且振蕩電路串入限流電阻和二只三極管，加上變壓器輸出負(fù)載，所以振蕩電路損耗大，增益低，容易造成電路偶發(fā)性停振和脈沖幅值不足的毛病，即產(chǎn)生時(shí)好時(shí)壞的電機(jī)缺相故障。從以上分析可以看出，這種電路對脈沖變壓器Q值和三極管β值要求嚴(yán)格，用戶維修時(shí)，可以采用如下措施得到彌補(bǔ)：(1)選用高β(120至180)振蕩管;(2)適當(dāng)減少限流電阻阻值，即在51Ω電阻上并接100一270Ω。
PC接口法
由于數(shù)控機(jī)床各單元(除驅(qū)動器外)與數(shù)控系統(tǒng)之間都是通過PC接口(1/O)實(shí)現(xiàn)信號的傳遞和控制，因此，許多故障都會通過PC接口信號反映出來，我們可以通過查閱PC機(jī)床側(cè)的1/O信號診斷各種復(fù)雜的機(jī)床故障或判別故障在數(shù)控系統(tǒng)還是在機(jī)床電氣。其方法很簡單，即要求熟悉全部PC(機(jī)床側(cè))接口信號的現(xiàn)行狀態(tài)和正常狀態(tài)(或制成一張表格)，診斷時(shí)，通過對全部PC(機(jī)床側(cè))接口信號的現(xiàn)行狀態(tài)和正常狀態(tài)逐一查看比對，找出有故障的接口信號，然后根據(jù)信號的外部邏輯關(guān)系，查出故障原因。當(dāng)你熟悉了PC接口信號后，應(yīng)用這種PC接口比對法，非常簡便快快捷，而且避免了分板復(fù)雜的梯形圖程序。
西門子3GG系統(tǒng)數(shù)據(jù)異常的恢復(fù)
瑞士STUDER S45一6磨床配備西門子3GG系統(tǒng)，為雙NC雙PLC結(jié)構(gòu)，該系統(tǒng)具有很強(qiáng)的自診斷功能，發(fā)生故障時(shí)，可以借助屏幕提示，快速診斷修復(fù)故障。但是如果發(fā)生系統(tǒng)無法啟動，并且PLC處于停止?fàn)顟B(tài)，屏幕不亮，那么系統(tǒng)的自診斷功能將無法發(fā)揮作用，導(dǎo)致診斷困難。發(fā)生這種故障的原因比較多，如果電池電壓低于2.7V，必須更換電池;如果NC或PLC硬件損壞，需要更換電路板;如果機(jī)床的24V電源低于21V，需要檢查電源電路和負(fù)載。
但是我們碰到更多的故障原因并不是硬件故障，而是機(jī)床數(shù)據(jù)異常這類軟故障。其原因比較復(fù)雜，如電網(wǎng)干擾、電磁波干擾、電池失效、操作失誤等均有可能造成機(jī)床數(shù)據(jù)的丟失或混亂，以致系統(tǒng)無法啟動。
象這類軟故障我們可以采用全清恢復(fù)法使系統(tǒng)恢復(fù)運(yùn)行。3GG系統(tǒng)的全清步驟如下：
(1) 機(jī)床數(shù)據(jù)、用戶程序、設(shè)定數(shù)據(jù)和背景存貯器的清除;
(2) 3GG系統(tǒng)的初始化;
(3) PLc清零;
(4) 恢復(fù)被清除的全部數(shù)據(jù)、程序。一般需要設(shè)定波特率，調(diào)出128KB內(nèi)存，然后，通過磁盤等媒體輸入數(shù)據(jù)、程序。
(5) 試驗(yàn)并檢查伺服系統(tǒng)的全部KV系數(shù)。
(6) 完成這些步驟后，系統(tǒng)恢復(fù)正常。
采用電阻比對法診斷電源負(fù)載短路
故障障實(shí)例：FANUC一BESK伺服驅(qū)動板十15V負(fù)載軟擊穿燒保險(xiǎn)絲。我們維修時(shí)，通過初步檢查判定故障原因是負(fù)載局部短路，并且用數(shù)字表測得十15V對“地”電阻，正常板為1.3KΩ 故障板為300Ω。因?yàn)橥姾脽ｋU(xiǎn)絲，根本無法通電檢查，所以只能做電阻測量或拆元件檢查。
但是，由于該伺服板的十15V電源與其負(fù)載(24只集成元件)的印刷電路成放射型結(jié)構(gòu)，所以，電阻測量時(shí)無法做電路切割分離，并且由于元件多且為直接焊裝，也不可能逐一拆卸檢查。維修的實(shí)際操作十分困難，即使故障解決了，也往往弄得電路板傷痕累累。處理這種既不能做電路切割分離或元件拆卸也無法通電檢查的故障，我們采用電阻比對法檢查很方便。診斷檢查時(shí)，不切割電路也不焊脫元件，而是直接測量十15V端與各集成元件的有關(guān)管腳問的電阻值，同時(shí)將故障板與正常板做對應(yīng)值比較，即可查出故障。處理以上故障時(shí)，考慮到元件管腳多，所以首先分析厚膜塊內(nèi)部電路(圖中已標(biāo)出)和集成塊管腳功能圖，然后從中篩選出若干主要的測試點(diǎn)，做電阻測量。當(dāng)測量到Q7時(shí)，發(fā)現(xiàn)其3腳( + 15V)對14腳(輸出)電阻為150Ω(正常為6KΩ ，懷疑Q7(LM339)有問題，更換Q7后，伺服板恢復(fù)正常，說明Q7管腳間阻值異常系內(nèi)部軟擊穿，從而引起電源短路。
快速過程的分步模擬法
有些控制過程，如步進(jìn)電機(jī)的自動升降速過程，直流調(diào)速器的停車制動過程，只有零點(diǎn)幾秒的瞬間時(shí)間。查尋這種快速過程的電路故障，顯然無法采用一般儀表進(jìn)行故障跟蹤檢測，所以故障診斷比較困難。下面通過故障實(shí)例一5V型直流可控硅主驅(qū)動停車時(shí)間太長的故障，介紹我們采用的特殊方法一分步模擬法。
經(jīng)過對故障板的初步檢查，判斷故障原因在V5主驅(qū)動器制動電路。該制動控制邏輯復(fù)雜，涉及電路多，診斷故障決非舉手之勞，而且由于制動過程短，無法測量，所以我們采用分步模擬法進(jìn)行診斷檢查。由電路原理得知制動過程如下：(1)本橋逆變，釋放能量;(2)自動換橋，再生制動;(3)再次換橋，電路復(fù)原。
為了分步測量的需要，以速度指令、速度反饋和電流反饋為設(shè)定量，將以上過程細(xì)分為八個(gè)步驟(列成一張表)，然后逐步改變相應(yīng)設(shè)定量，檢測有關(guān)電路信號，對照電路邏輯，查出故障。我們做分步測試進(jìn)行到第二步(即速度指令由1變0)時(shí)，發(fā)現(xiàn)“a后移”和“積分停止”均為高電平，按電路邏輯，應(yīng)為低電平，據(jù)此查對電路，很快找出A2板中與非門Dl06(型號：FZHI01)有問題，更換后，故障排除。
數(shù)控機(jī)床故障判斷與維護(hù)
1.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)。
當(dāng)然很重要的一點(diǎn)是數(shù)控機(jī)床采用直流進(jìn)給伺服驅(qū)動和直流主軸伺服驅(qū)動的，要注意將電刷從直流電動機(jī)中取出來，以免由于化學(xué)腐蝕作用，是換向器表面腐蝕，造成換向性能受損，致使整臺電動機(jī)損壞。這是非常嚴(yán)重也容易引起的故障。
2.數(shù)控機(jī)床一般的故障診斷分析
2.1檢查
在設(shè)備無法正常工作的情況下，首先要判斷故障出現(xiàn)的具體位置和產(chǎn)生的原因，我們可以目測故障板，仔細(xì)檢查有無由于電流過大造成的保險(xiǎn)絲熔斷，元器件的燒焦煙熏，有無雜物斷路現(xiàn)象，造成板子的過流、過壓、短路。觀察阻容、半導(dǎo)體器件的管腳有無斷腳、虛焊等，以此可發(fā)現(xiàn)一些較為明顯的故障，縮小檢修范圍，判斷故障產(chǎn)生的原因。
2.2系統(tǒng)自診斷
數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能隨時(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)警信息或用發(fā)光二級管指示故障的大致起因，這是維修中最有效的一種方法。近年來隨著技術(shù)的發(fā)展，興起了新的接口診斷技術(shù)，JTAG邊界掃描，該規(guī)范提供了有效地檢測引線間隔致密的電路板上零件的能力，進(jìn)一步完善了系統(tǒng)的自我診斷能力。
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變成的方法，編制成一個(gè)功能測試程序，送人數(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)確定和可靠性，進(jìn)而判斷出故障發(fā)生的可能原因。
2.4接口信號檢查
通過用可編程序控制器在線檢查機(jī)床控制系統(tǒng)的接回信號，并與接口手冊正確信號相對比，也可以查出相應(yīng)的故障點(diǎn)。
2.5診斷備件替換法
隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，電路的集成規(guī)模越來越大技術(shù)也越來越復(fù)雜，按常規(guī)方法，很難把故障定位到一個(gè)很小的區(qū)域，而一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，為了縮短停機(jī)時(shí)間，在沒有診斷備件的情況下可以采用相同或相容的模塊對故障模塊進(jìn)行替換檢查，對于現(xiàn)代數(shù)控的維修，越來越多的情況采用這種方法進(jìn)行診斷，然后用備件替換損壞模塊，使系統(tǒng)正常工作，盡最大可能縮短故障停機(jī)時(shí)間。上述診斷方法，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)并無嚴(yán)格的界限，可能用一種方法就能排除故障，也可能需要多種方法同時(shí)進(jìn)行。最主要的是根據(jù)診斷的結(jié)果間接或直接的找到問題的關(guān)鍵，或維修或替換盡快的恢復(fù)生產(chǎn)。
3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)動部分作簡單介紹：驅(qū)動部分包括主軸驅(qū)動器和伺服驅(qū)動器，有電源模塊和驅(qū)動模塊兩部分組成，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)動伺服電機(jī)，完成個(gè)伺服軸的運(yùn)動和主軸的運(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)械傳動接口的故障維修。
如在數(shù)控機(jī)床在加工過程中，主軸有時(shí)能回參考點(diǎn)有時(shí)不能。在數(shù)控操作面板上，主軸轉(zhuǎn)速顯示時(shí)有時(shí)無，主軸運(yùn)轉(zhuǎn)正常。分析出現(xiàn)的故障原因得該機(jī)床采用變頻調(diào)速，其轉(zhuǎn)速信號是有編碼器提供，所以可排除編碼器損壞的可能，否則根本就無法傳遞轉(zhuǎn)速信號了。只能是編碼器與其連接單元出現(xiàn)問題。兩方面考慮，一是可能和數(shù)控系統(tǒng)連接的ECU連接松動，二是可能可和主軸的機(jī)械連接出現(xiàn)問題。由此可以著手解決問題了。首先檢查編碼器與ECU的連接。若不存在問題，就卸下編碼器檢查主傳動與編碼器的連接鍵是否脫離鍵槽，結(jié)果發(fā)現(xiàn)就是這個(gè)問題。修復(fù)并重新安裝就解決了問題。
數(shù)控機(jī)床故障產(chǎn)生的原因是多種多樣的，有機(jī)械問題、數(shù)控系統(tǒng)的問題、傳感元件的問題、驅(qū)動元件的問題、強(qiáng)電部分的問題、線路連接的問題等。在檢修過程中，要分析故障產(chǎn)生的可能原因和范圍，然后逐步排除，直到找出故障點(diǎn)，切勿盲目的亂動，否則，不但不能解決問題。還可能使故障范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。總之，在面對數(shù)控機(jī)床故障和維修問題時(shí)，首先要防患于未燃，不能在數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)問題后才去解決問題，要做好日常的維護(hù)工作和了解機(jī)床本身的結(jié)構(gòu)和工作原理，這樣才能做到有的放矢。
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