數(shù)控機床能適應(yīng)不同零件的自動加工,當(dāng)改變加工零件時,只需改變數(shù)控程序,而不用凸輪、靠模、樣板、或鉆鏜模等專用工藝裝備。具有生產(chǎn)效率和加工精度高,加工質(zhì)量穩(wěn)定的特點。而經(jīng)濟型數(shù)控機床因投資少、見效快、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,在中、小型企業(yè)中更是應(yīng)用較廣。但由于數(shù)控機床自身的局限性,尤其是經(jīng)濟型數(shù)控機床大多是通過舊普通機床數(shù)控化改造而來,該機床在使用過程中故障率也較高。據(jù)統(tǒng)計,CNC車床的故障多發(fā)生在電氣系統(tǒng)(27.74%)轉(zhuǎn)塔或刀架(18.41%) 、CNC系統(tǒng)(10.0%) 、卡盤、夾具等機床附件(10.02%) 、電源(7.39%) 、伺服單元(6.35%) 等部位。顯見數(shù)控機床部件及子系統(tǒng)中,故障最頻繁的是機床電氣系統(tǒng)?,F(xiàn)將數(shù)控機床在使用過程中機床電氣系統(tǒng)出現(xiàn)的一些典型故障分析歸納如下:
1 典型故障及排除
- 發(fā)生Z軸進給的丟步或突然停止的故障配備濟南產(chǎn)BKC2-Ⅲ型數(shù)控系統(tǒng)的某型數(shù)控機床,在加工零件時,出現(xiàn)Z軸步進電機偶而發(fā)生丟步或突然停止進給的故障,讓Z軸步進電機空運行時,則一切正常。為此逐項檢查,發(fā)現(xiàn)控制面板在Z向出現(xiàn)故障時無錯誤信息揭示也無異常顯示,初步判定主板無問題。檢查Z軸驅(qū)動部分,大功率管,接口板相應(yīng)電路,發(fā)現(xiàn)Z軸總是在加工到離主軸箱較近位置時出現(xiàn)故障,因而估計可能是由于加工工件時產(chǎn)生強烈振動使數(shù)控系統(tǒng)Z軸電器部分某環(huán)節(jié)接觸不良造成的。仔細檢查Z軸控制部分,發(fā)現(xiàn)接口板和驅(qū)動板間有根連接線為虛焊,重焊后故障即消失。
- 出現(xiàn)X向進給速度突然變慢,控制面板顯示異常故障 仍是上述配備濟南產(chǎn)BKC2-Ⅲ型數(shù)控系統(tǒng)的某型數(shù)控機床,在使用過程中出現(xiàn)" 向進給速度突然變慢,控制面板顯示異常的故障。因控制面板顯示異常,先檢查主板。發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)CPU采用的是280芯片,主板全部集成塊都帶插座,而不是直接焊接在印刷板上。故判斷可能存在電氣元件接觸不良的現(xiàn)象,將CPU、EPROM、RAM芯片逐個重新插接,當(dāng)將RAM芯片取出又重新插入插座后試機,發(fā)現(xiàn)故障消失。
- 出現(xiàn)關(guān)機后機床數(shù)據(jù)和加工程序丟失現(xiàn)象 一臺配備德國HEIDENHAIN公司TNC155數(shù)控系統(tǒng)的進口意大利數(shù)控銑床。在某年冬季使用時,新?lián)Q了電池的CNC系統(tǒng)常出現(xiàn)關(guān)機后機床數(shù)據(jù)和加工程序丟失的現(xiàn)象:有時機床在自動加工時,還出現(xiàn)程序突然中斷,CNC系統(tǒng)死機的故障。冬季過后,該故障自然消失。后來只要是冬季或下雨天,故障又重新出現(xiàn),且很頻繁,有時因關(guān)機使機床參數(shù)丟失,而重新輸入數(shù)據(jù)時,CNC系統(tǒng)就死機。根據(jù)有時可以開機操作,且夏季較少出現(xiàn)此故障的現(xiàn)象分析,認為這可能是由于溫度、濕度的變化,導(dǎo)致一些接插件接觸不良造成的。我們關(guān)掉所有能產(chǎn)生干擾的干擾源,檢查了所有的接地線、外接插頭都沒發(fā)現(xiàn)問題,后將機箱打開,發(fā)現(xiàn)總線槽上插接的三塊電路板中,其中一塊因潮濕已發(fā)生彎曲變形,從而導(dǎo)致印刷電路板線路斷路或接觸不良。校直固定該板并插接好后,通電試機故障消失。
- 出現(xiàn)X軸步進電機突然停止進給,反饋信號錯亂故障 某廠一臺通過舊普通車床數(shù)控化改造的經(jīng)濟型數(shù)控車床在生產(chǎn)過程中,出現(xiàn)X軸步進電機突然停止進給、控制面板反饋信號錯亂的故障。關(guān)掉所有能產(chǎn)生干擾的干擾源,重新試機故障仍未消除。檢查主板,也無問題。仔細檢查" 軸控制部分,發(fā)現(xiàn)是因為裝在拖板上的橫向運動電機(X軸步進電機) ,在加工零件刀架遠離工件時,防護板隨刀架移動而將X軸步進電機裸露出來,致使切削液淋濕電機并滲入電纜插頭而造成的。干燥并重新接入電纜,試機故障即消除。這主要是因為Z軸步進電機有兩根電纜,一根是電源供電,一根是訊號反饋,當(dāng)電纜進水后,反饋訊號錯亂,系統(tǒng)便反映出來,從而出現(xiàn)機床故障。
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2 預(yù)防及維護
- 電氣系統(tǒng)是指除CNC系統(tǒng)和電源外的所有電氣元件及其線路連接,即通常所指的強電部分。它包括按鈕、開關(guān)、接近開關(guān)、繼電器、電磁閥、傳感元件等,分散于電控柜和機床本體的各部位。在生產(chǎn)現(xiàn)場機床加工振動大、油煙粉塵重、氣候潮濕的情況下,電氣系統(tǒng)的電子元器件、連接線、熔斷器等極易出現(xiàn)接觸不良及元器件損壞、熔斷器斷路等現(xiàn)象。這是造成數(shù)控機床電氣系統(tǒng)故障頻繁的主要原因。因此使用過程中,必須進行精心的預(yù)防和維護。
- 使用過程中的防水(油) 、防塵 數(shù)控機床在生產(chǎn)過程中,數(shù)控系統(tǒng)一般裝在加工區(qū)之外,但數(shù)控系統(tǒng)的執(zhí)行部件、檢測部件及相關(guān)電纜,如伺服電機、行程限位開關(guān)、回零點開關(guān)等則離加工區(qū)很近,加工時切忌將冷卻液開得過大,致使冷卻液飛濺將其淋濕而造成機床故障:通常數(shù)控機床的數(shù)控裝置是采取了一定的防塵措施的,但機床的使用環(huán)境各異,如果環(huán)境條件太差,油霧、粉塵嚴重,如加工鑄鐵件時,須對數(shù)控系統(tǒng)增加一定的防護,因數(shù)控系統(tǒng)機箱內(nèi)的印刷電路板線