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 数控维修

 

目前,数控机床及加工中心的应用越来越广泛,其加工精度高,重复精度高,生产效率高,能加工复杂面,总之具有很多的优点。虽然数控系统如: Siemens、FANUC、仁和数控和航天数控等都是相当稳定的,而且我们在数控改造前都会把注意事项说清楚,但数控机床及加工中心作为整体,随着数年的使用、保养的忽视和人为的失误,难免出现问题。同时由于技术越来越先进、复杂,对于接触加工中心不多的人来说,出现故障时,往往不知从那里下手。因此,数控机床及加工中心对维修人员的素质要求很高,要求他们具有较深的专业知识和丰富的维修经验,这样才能在出现故障时及时排除。


下面结合一些典型的实例,对数控机床及加工中心的故障进行系统分析,以供参考:   


一、外部环境    

工场金属粉尘多、用水加工冷却润滑等容易引起进入整体式数控内引起短路的。碰到该外部环境,必须采用防尘措施。但最彻底的方法是采用分体式数控,即把易发热需通风的驱动板/驱动器、变压器和风扇分到另外一个装置中,远离粉尘,其余部分做成全封闭式的。现在我们公司碰到这类情况,均要求客户选用分体式的。另外:电压不稳,也容易造成数控故障。


例1、有一台用仁和数控32T改造的机床,在运行过程中突然有些冒烟,造成屏幕无显示,系统不能工作。经检查是加工中产生的铸铁粉引起的线路板短路。结果我们先将该数控中的铸铁粉清理干净,再通过更换开关电源、12V风扇、逆变电源板和接口板才得以解决。


例2、有数台仁和11TD改造的专机,用于加工锯子,在运行过程中经常停机。经检查是加工时靠润滑液冷却,更换了功放板、主机板和开关电源板后,才解决了问题。


例3、有一台采用西门子SINUMERIK 810的数控机床,有时在自动加工过程中,系统突然掉电,测量其24V直流供电电源,发现只有22V左右,电网电压向下波动时,引起这个电压降低,导致NC系统采取保护措施,自动断电。经确认为整流变压器匝间短路,造成容量不够。在采取电网稳压措施和更换整流变压器后,故障排除。


二、硬件损耗    

硬件损耗往往是由于机床年久失修造成的自然损耗,但机床的最初安装质量有关。

例1、有一台数控机床丝杆不动,经检查:是由于驱动板负载太大,而更深层次的原因是:自认为问题不大,机床未按我们提醒去专业调水平,造成丝杆长时间运行后变形。


例2、有一台采用德国西门子SINUMERIK SYSTEM 3的数控机床,其PLC采用S5─130W/B,一次发生故障,通过NC系统PC功能输入的R参数,在加工中不起作用,不能更改加工程序中R参数的数值。通过对NC系统工作原理及故障现象的分析,我们认为PLC的主板出现问题,与另一台机床的主板对换后,进一步确定为PLC主板的问题。经维修,故障被排除。 

三、软件故障    

数控机床有些故障是由于NC系统机床参数引起的,有时因设置不当,有时因意外使参数发生变化或混乱,这类故障只要调整好参数,就会自然消失。还有些故障由于偶然原因使NC系统处于死循环状态,这类故障有时甚至必须采取强行启动的方法恢复系统的使用。 
例1、一台采用日本发那科公司FANUC-OT系统的数控车床,每次开机都发生死机现象,任何正常操作都不起作用。后采取强制复位的方法,将系统内存全部清除后,系统恢复正常,重新输入机床参数后,机床正常使用。这个故障就是由于机床参数混乱造成的。
例2、一台专用数控铣床,NC系统采用西门子的SINUMERIK SYSTEM 3,在批量加工中NC系统显示2号报警“LIMIT SWITCH”,这种故障是因为Y轴行程超出软件设定的极限值,检查程序数值并无变化,经仔细观察故障现象,当出现故障时,CRT上显示的Y轴坐标确定达到软件极限,仔细研究发现是补偿值输入过大引起的,适当调整软件限位设置后,故障被排除。这个故障就是软件限位设置不当造成的。


四、步进/饲服系统的故障     由于数控系统的控制核心是对机床的进给部分进行数字控制,而进给是由步进/伺服电机,带动滚珠丝杠实现的,由旋转编码器做位置反馈元件,形成半闭环的位置控制系统。


例1、 步进电机损坏
一台外地的配仁和数控的机床,丝杠不动,我们判定是步进电机的问题,发回检查后发现,数控操作人员发生了一次操作失误,并错误地认为步进电机有问题并拆了下来,结果装回时把电机内时一段电机线裸露在外搭在电机壳上,时间一长,电线的护套损坏造成电机内被短路
例2、伺服电机损坏
一台采用SINUMERIK 810/T的数控车床,一次刀塔出现故障,转动不到位,刀塔转动时,出现6016号报警“SLIDE POWER PACK NO OPERATION”,根据工作原理和故障现象进行分析,刀塔转动是由伺服电机驱动的,电机一启动,伺服单元就产生过载报警,切断伺服电源,并反馈给NC系统,显示6016报警。检查机械部分,更换伺服单元都没有解决问题。更换伺服电机后,故障被排除。

 
五、由外部元器件损坏引起的故障    

这类故障是数控机床常见故障,一般都是由于检测开关、液压系统、气动系统、电气执行元件、机械装置等出现问题引起的。有些故障可产生报警,通过报答信息,可查找故障原因


例1、一台数控磨床,数控系统采用 西门子SINUMERIK SYSTEM 3,出现故障报警F31“SPINDLE COOLANT CIRCUIT”,指示主轴冷却系统有问题,而检查冷却系统并无问题,查阅PLC梯图,这个故障是由流量检测开关B9.6检测出来的,检查这个开关,发现开关已损坏,更换新的开关,故障消失。


例2、一台采用西门子SINUMERIK 810的数控淬火机床,一次出现6014“FAULT LEVEL HARDENING LIQUID”机床不能工作。报警信息指示,淬火液面不够,检查液面已远远超出最低水平,检测液位开关,发现是液位开关出现问题,更换新的开关,故障消除。
例3、一台数控机床一次出现故障,负载门关不上,自动加工不能进行,而且无故障显示。这个负载门是由气缸来完成开关的,关闭负载门是PLC输出Q2.0控制电磁阀Y2.0来实现的。用NC系统的PC功能检查PLC Q2.0的状态,其状态为1,但电磁阀却没有得电。原来PLC输出Q2.0通过中间继电器控制电磁阀Y2.0,中间继电器损坏引起这个故障,更换新的继电器,故障被排除。


例4、有一台FANUC系统的立式加工中心, CRT显示05#07#报警,我们根据根据维修手册,按清除键,05#消失;对于07#报警,检查到Y轴过热保护常闭→Y轴速度控制单元→Z轴过热保护常闭时不通,断路,故检查Y轴速度控制板,发现一短路棒断路,清除油腻后插上,开机正常。

 
六、其他故障

例1、有一家公司利用数控专机拖大型滚筒纸,并利用冲床切削纸张。发现最近的步进电机失步。经检查,原来该电机的驱动静转距只有8NM,现在增加到了19NM解决了该问题。
例2、有一家公司发现用数控小机床加工不锈钢零件时无法精确加工。经检查:至少要用6132车床,原机床太小,结果由于机床车头箱过小和床身刚性不足造成无法加工精确。
例3、有一家公司的2台数控机床均出现加工螺纹错误的问题, 经检查,我们发现是由于和主轴连接的车头箱齿轮与编码器齿轮不是1 : 1,在定做齿轮后解决了该问题。
例4、有一家公司的一台数控机床加工出的产品有2/5合格,3/5不合格,经检查,是该机床未调过水平。

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