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    數控機床常見故障的分類及常規處理辦法
    發表時間:2019-02-19 09:22:53  |  點擊率:48

    由于數控機床自動化程度高,結構復雜,所以故障率也較普通機床設備高,維修難度也較大,同時對數控機床維修人員的素質要求也越來越高,要求機床出現故障后,能盡快排除。數控機床維修技術不僅能夠保障數控設備正常運行,而且對數控技術的發展和完善也有一定的推動作用,因此,研究和診斷數控機床故障,以及常規處理是具有非常意義的。

      關鍵詞:數控機床;數控技術;故障診斷;維修技術;常規處理;

      一、前言

      為了使數控機床應有的功效發揮出來,數控機床的正常運行占主導地位,在數控設備出現問題時,及時去排除故障就顯得特別重要。但是相對于接觸機床不多的維修人員來說,機床出現故障,往往不知從何下手,而延誤維修時間。這時如果我們借助數控系統本身具備的自診斷功能的話,對我們的維修會產生很大幫助。同時,作為維修人員當數控機床發生故障后,我們需要向操作者了解故障發生的具體癥狀,產生的道程序及時間,操作方法正確與否,才能及時發現問題,以免隱患過大,造成不必要的損失。還有就是要檢查按鈕、熔斷器,接線端子等元件,在接線時螺釘、航空插頭和插座、電路板上的插頭是否擰緊,每個撥把開關,操作方式是否正確等。還要根據機械故障較易察覺的特點,當發生機床過載或者過熱報警時,應首先檢查滑板的鑲條是否裝過緊,滑板和床身導軌之間摩擦力是否增大,從而使電機運轉難度大,還有滾珠絲杠和托架之間是否同心,如絲杠中滾珠磨損造成絲杠過緊,也可使電機過載、過熱,從而導致電氣故障。因此我們在數控機床的正常維修當中,認真做好上面幾項工作,共同配合,就可以少走彎路,較快排除故障,減少數控機床的停機時間,增強數控機床的使用率,使生產實踐得以順利進行,完成學生實習的進度。

      二、常見故障的分類

      數控機床由于自身原因不能正常工作,就是產生了故障。產生的原因也比較復雜,但很大一部分故障是由于操作人員(學校實訓的主要對象:學生)操作機床不當引起的。

      機床故障可分為以下幾種類型。

      (一)系統故障和隨機故障

      按故障的出現的必然性和偶然性,分為系統性故障和隨機性故障。系統性故障是指機床和系統在某一特定條件下必定會出現的故障,隨機性故障是指偶然出現的故障。因此,隨機性故障的分析和排除比系統性故障困難的多。通常隨機性故障往往會因為機械結構局部松動、錯位、控制系統中元器件出現工作特性飄移,電器元件工作可靠性下降等原因造成,需經反復試驗和綜合判斷才能排除。

      (二)診斷顯示故障和無診斷顯示故障

      按故障出現時有無自診斷顯示,可以分為有診斷顯示故障和無診斷顯示故障兩種。如今的數控系統有比較豐富的自診斷功能,出現故障時會停機、報警而且會自動顯示相應報警的參數號,這樣可以讓維護人員很快找到故障原因。而無診斷顯示故障,一般是機床停在某一位置不能動,手動操作也沒法,維護人員只能根據出現故障前后現象來分析判斷,排除故障難度就比較大。

      (三)破壞性故障和非破壞性故障

      以故障有無破壞性,分為破壞性故障和非破壞性故障。對于破壞性故障就像伺服失控造成撞車,短路燒斷熔絲等,維護難度較大,有一定危險,修后這些現象是不能重復出現的。而非破壞性故障可經過多次反復試驗至排除,就不會對機床造成危害。

      (四)機床運動特性質量故障

      此類故障發生后,機床會照常運行,不會有報警顯示,但加工出的工件不合格。對于這些故障,必須在檢測儀器配合下,對機械、控制系統、伺服系統等采取一些綜合措施。

      (五)硬件故障和軟件故障

      按發生故障的部位分為硬件故障和軟件故障。硬件故障只要通過更換某些元器件就可以排除,但是軟件故障是編程錯誤導致的,因此需要修改程序內容或修訂機床參數來排除。

      (六)數控機床常見的操作故障

      1、防護門未關,機床不能運轉。2、機床未回參考點。3、主軸轉速S超過zui高轉速限定值。4、程序內沒有設置F或S值。5、進給修調F%或主軸修調S%開關設為空擋。6、回參考點時離零點太近或參考點速度太快,引起超程。7、程序中G00位置超過限定值。8、刀具補償測量設定錯誤。9、刀具換刀位置不正確。10、G40撤銷不當,引起刀具切入已加工表面。11、程序中使用了非法代碼。12、刀具半徑補償方向錯誤。13、切入、切出方式不當。14、切削用量太大。15、刀具鈍化。16、工件材質不均勻,引起振動。17、機床被鎖定(工作臺不動)。18、工件未夾緊。19、對刀位置不正確,工件坐標系設置錯誤。20、使用了不合理的G功能指令。21、機床處于報警狀態。22、斷電后或報過警的機床,沒有重新回參考點或復位。

      三、故障常規處理方法

      加工中心出現故障,除少量自診斷功能可以顯示故障外(如存儲器報警,動力電源電壓過高報警等),大部分故障是由綜合因素引起,往往不能確定其具體原因。

      數控機床出現故障后,不能盲目處理,首先要檢查故障記錄,向操作人員了解故障出現的全過程。在確認通電對機床和系統無危險的情況下再進行觀察,特別要確定以下故障信息:

      1、故障發生時,報警號和報警提示是什么?哪盞指示燈或發光管發光?提示的警報內容是什么?2、如無報警,系統處于何種工作狀態?系統的工作方式診斷結果是什么?3、故障發生在哪個程序段?執行何種指令?故障發生前執行了何種操作?4、故障發生在何種速度下?軸處于什么位置?與指令值的誤差量有多大?5、以前是否發生過類似故障?現場是否有異常情況?故障是否重復發生?   我們可以采用歸納法和演繹法,對上面的5個部分故障信息進行有效的歸納與演繹。歸納法是從故障原因出發,摸索其功能,調查原因對結果的影響,也就是說根據可能產生該種故障的原因分析,看zui后是否與故障現象的符合程度來確定故障點。演繹法是指從現象出發,對故障現象原因進行分割分析法。即從故障現象開始,根據故障機理,列出該故障產生的種種原因,然后,對這些原因逐點進行分析,排除不正確的,zui后確定故障點。

      同時,在故障診斷過程中通常要按先外后內、先機后電、先靜后動、現公用后專用、先簡單后復雜、先一般后特殊的原則進行。

      在分析好以上5個部分的故障之后,一般可以按以下步驟進行常規處理:

      (一)充分調查故障現場

      機床發生故障后,維護人員應仔細觀察寄存器和緩沖工作寄存器尚存內容,了解已執行程序內容,向操作者了解現場情況和現象。當有診斷顯示報警時,打開電器柜觀察印制電路板上有無相應報警紅燈顯示。做完這些調查后,就可以按動數控機床上的復位鍵,觀察系統復位后報警是否消除,消除的話屬于軟件故障,否則即為硬件故障。對于非破壞性故障,可讓機床再重新運行,仔細觀察故障是否再現。

      (二)將可能造成故障的原因全部列出

      加工中心上造成故障的原因多種多樣,有機械的、電氣的、控制系統的等等。此時,要將可能發生的故障原因全部列出來,以便排查。

      (三)逐步選擇確定故障產生的原因

      根據故障現象,參考機床有關維修使用手冊羅列出的因素,經過選擇及綜合判斷,找出導致故障的確定因素。

      (四)故障的排除

      找到造成故障的確切原因后,就可以“對癥下藥”修理、調整和更換有關原件。

      四、常見機械故障的排除

      (一)進給傳動鏈故障

      由于導軌普遍采用滾動摩擦副,因此運動質量下降是導致進給傳動故障的重要因素,如機械部件沒有達到規定位置、運行中斷、定位精度下降、反向間隙過大等,出現這些都是可調整各運動副預緊力、調整松動環節、提高運動精度及調整補償環節。

      (二)機床回零故障

      機床在返回基準點時發生超程報警,無減速運動。此類故障一般是減速信號沒有輸入到CNC系統,一般可檢查限位擋塊及信號線。

      (三)自動換刀裝置故障

      此類故障較為常見,故障表現為:刀鋸庫運動故障、定位誤差大、換刀動作不到位、換到動作卡位、整機停止工作等,此類故障的排除一般可通過檢查氣缸壓力、調整各限位開關位置、檢查反饋信號線、調整與換刀動作相關的機床參數來排除。

      (四)機床不能運動或加工精度差

      這是一些綜合故障,出現此類故障時,可通過重新調整和改變間隙補償、檢查軸進給時有無爬行等方法來排除。

      五、數控機床的安全操作

      數控機床的操作,一定要做到規范操作,以避免發生人身、設備、刀具等的安全事故。為此,數控機床在操作的過程中一定要嚴格按照數控機床的規范操作來完成,防止機床故障,從而保證機床正常運行。

      主要體現在以下四個方面:

      1、操作前的安全工作

      2、機床操作過程中的安全操作

      3、與編程相關的安全操作

      4、關機時的注意事項

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