數(shù)控車床故障診斷與維修,學(xué)會自己動(dòng)手不再難
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發(fā)表時(shí)間：2020-06-13 16:21:37
一、換刀裝置故障
數(shù)控車換刀一般的過程是:換刀電機(jī)接到換刀信號后，通過蝸輪蝸桿減速帶動(dòng)刀架旋轉(zhuǎn)，由霍爾元件發(fā)出刀位信號，數(shù)控系統(tǒng)再利用這個(gè)信號與目標(biāo)值進(jìn)行比較以判斷刀具是否到位。刀換到位后，電機(jī)反轉(zhuǎn)縮緊刀架。在維修數(shù)控車的過程中遇到了以下幾個(gè)故障現(xiàn)象。
故障一:一臺六刀位數(shù)控車床，換刀時(shí)所有刀位都找不到，刀架旋轉(zhuǎn)數(shù)周后停止，并且數(shù)控系統(tǒng)顯示換刀報(bào)警:換刀超時(shí)或沒有信號輸入。
故障分析查找:對于該故障，仍可以排除機(jī)械故障，歸咎于電氣故障所致。產(chǎn)生該故障的電氣原因有以下幾種:1.磁性元件脫落;2.六個(gè)霍爾元件同時(shí)全部損壞;3.霍爾元件的供電和信號線路開路導(dǎo)致無電壓信號輸出。其中以第三種原因可能性最大。因此找來電路圖，利用萬用表對霍爾元件的電氣線路的供電線路進(jìn)行檢查。結(jié)果發(fā)現(xiàn):刀架檢測線路端子排上的24V供電電壓為0V，其它線路均正常。以該線為線索沿線查找，發(fā)現(xiàn)從電氣柜引出的24V線頭脫落，接上后仍無反應(yīng)。由此判斷應(yīng)該是該線斷線造成故障。
解決辦法:利用同規(guī)格導(dǎo)線替代斷線后，故障排除。
故障二:一臺四刀位數(shù)控車床，發(fā)生一號刀位找不到，其它刀位能正常換刀的故障現(xiàn)象。
故障分析:由于只有一號刀找不到刀位，可以排除機(jī)械傳動(dòng)方面的問題，確定就是電氣方面的故障?？赡苁窃摰段坏幕魻栐捌渲車€路出現(xiàn)問題，導(dǎo)致該刀位信號不能輸送給PLC。對照電路圖利用萬用表檢查后發(fā)現(xiàn):1號刀位霍爾元件的24V供電正常，GND線路為正常，T1信號線正常。因此可以斷定是霍爾元件損壞導(dǎo)致該刀位信號不能發(fā)出。
解決辦法:更換新的霍爾元件后故障排除，一號刀正常找到。
故障三:一臺配有FANUC 0imate系統(tǒng)大連機(jī)床廠的六刀位車床，選刀正常但是當(dāng)所選刀位到位之后不能正常鎖緊。系統(tǒng)報(bào)警:換刀超時(shí)。
故障分析查找:刀架選刀正常，正轉(zhuǎn)正常，就是不能反向鎖緊。說明蝸輪蝸桿傳動(dòng)正常，初步定為電氣線路問題。在機(jī)床刀架控制電氣原理圖上，發(fā)現(xiàn)刀具反向鎖緊到位信號是由一個(gè)位置開關(guān)來控制發(fā)出的，是不是該開關(guān)即周圍線路存在問題呢?為了確認(rèn)這個(gè)故障原因，打開刀架的頂蓋和側(cè)蓋，利用萬用表參照電路圖檢查線路，發(fā)現(xiàn)線路未有開路和短路，通過用手按動(dòng)刀架反向鎖緊位置開關(guān)，觀察梯形圖顯示有信號輸入，至此排除電氣線路問題。推斷可能是擋塊運(yùn)動(dòng)不到位，位置微動(dòng)開關(guān)未動(dòng)作。于是重新?lián)Q刀一次來觀察一下，結(jié)果發(fā)現(xiàn):果然擋塊未運(yùn)動(dòng)到位。于是把擋塊螺栓擰緊，試換刀一次正常。再換一次刀，原故障又出現(xiàn)了，同時(shí)發(fā)現(xiàn)蝸桿端的軸套打滑并且爬升現(xiàn)象。難道是它造成了電機(jī)反轉(zhuǎn)鎖緊時(shí)位置開關(guān)的擋塊不能到位?于是把該軸套進(jìn)行了軸向定位處理，將刀架頂蓋裝好。結(jié)果刀架鎖緊正常了。
解決辦法:對軸套進(jìn)行軸向定位故障解決。
二、穩(wěn)壓電源故障
機(jī)床在運(yùn)行時(shí)機(jī)床照明燈突然不亮，機(jī)床操作面板燈也不亮，系統(tǒng)電源正常，同時(shí)系統(tǒng)急停報(bào)警，和主軸無信號警。關(guān)機(jī)后重新上電故障依舊。
故障分析檢查:經(jīng)詢問當(dāng)時(shí)操作人員，沒有違規(guī)操作，排除人為原因，也可以排除機(jī)械原因，應(yīng)該是電氣故障引起。該機(jī)床的電器原理圖顯示，這些失電區(qū)域都和24V有關(guān)，并且該機(jī)床擁有兩個(gè)穩(wěn)壓電源，一個(gè)是I/O接口電源，另一個(gè)為系統(tǒng)電源。失電區(qū)域都與I/O接口有關(guān)，于是打開電氣柜觀察發(fā)現(xiàn)I/O接口穩(wěn)壓電源指示燈未能點(diǎn)亮，說明該電源未能正常工作或損壞。
由穩(wěn)壓電源的工作原理知道，穩(wěn)壓電源有電流短路和過載保護(hù)的功能，當(dāng)電源短路或過載時(shí)自動(dòng)關(guān)斷電源輸出，以保護(hù)電源電路不被損壞。于是試著把電源的輸出負(fù)載線路拆下來，結(jié)果發(fā)現(xiàn)重新上電后電源指示燈亮了。這說明電源本身沒有損壞。通過分析得知該電源為I/O接口電源，負(fù)載不大，也不會出現(xiàn)過載現(xiàn)象，應(yīng)該是輸出回路中有短路故障。沿著輸出線號進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)有一根24V+輸出線接頭從絕緣膠布中露出并接觸到機(jī)床床體。
原因很明顯:由于該線與機(jī)床發(fā)生對地短路，造成該穩(wěn)壓電源處于自我保護(hù)狀態(tài)，使得操作面板和一些I/O接口繼電器供電停止，導(dǎo)致發(fā)生以上故障。至于變頻器報(bào)警可能24V信號不能到位發(fā)出報(bào)警。
解決辦法:用絕緣膠布把接頭處重新包好，重新上電開機(jī)所有故障解決，報(bào)警解除照明燈也亮了。
三、系統(tǒng)程序鎖故障
一臺數(shù)控車，配有FANUC 0i mate系統(tǒng)，無法輸入對刀值等參數(shù)，不能編輯程序，并伴有報(bào)警。
故障分析檢查:對此現(xiàn)象首先想到了程序保護(hù)開關(guān)，通過對比正常的系統(tǒng)發(fā)現(xiàn):與系統(tǒng)鎖住時(shí)現(xiàn)象一樣。所以懷疑系統(tǒng)鎖開關(guān)壞了，但經(jīng)過短接，仍不能解決問題。通過觀察故障系統(tǒng)的梯形圖發(fā)現(xiàn)X56輸入點(diǎn)無信號輸入，說明這條輸入線路斷路。沿著這條線號利用萬用表檢查，發(fā)現(xiàn)在操作面板后面選軸開關(guān)接頭處線頭脫落，導(dǎo)致線路無法輸入信號，使PLC邏輯關(guān)系不正確，才出現(xiàn)以上故障。
解決辦法:用烙鐵焊錫把脫落的線頭重新焊接好，報(bào)警解除，參數(shù)輸入正常，故障消失。
四、結(jié)束語
以上維修案例，可作為類似故障的排除參考。一般地，對于任何故障，首先是根據(jù)現(xiàn)象，根據(jù)原理來判斷故障點(diǎn)，分析每一個(gè)可能性，如一個(gè)開關(guān)，一個(gè)線接頭，一個(gè)螺釘都會是都會是故障原因，參照之前的操作、維修歷史進(jìn)行分析，能有利于縮小查找范圍，有利于提高維修的效率
數(shù)控車換刀一般的過程是:換刀電機(jī)接到換刀信號后，通過蝸輪蝸桿減速帶動(dòng)刀架旋轉(zhuǎn)，由霍爾元件發(fā)出刀位信號，數(shù)控系統(tǒng)再利用這個(gè)信號與目標(biāo)值進(jìn)行比較以判斷刀具是否到位。刀換到位后，電機(jī)反轉(zhuǎn)縮緊刀架。在維修數(shù)控車的過程中遇到了以下幾個(gè)故障現(xiàn)象。
故障一:一臺六刀位數(shù)控車床，換刀時(shí)所有刀位都找不到，刀架旋轉(zhuǎn)數(shù)周后停止，并且數(shù)控系統(tǒng)顯示換刀報(bào)警:換刀超時(shí)或沒有信號輸入。
故障分析查找:對于該故障，仍可以排除機(jī)械故障，歸咎于電氣故障所致。產(chǎn)生該故障的電氣原因有以下幾種:1.磁性元件脫落;2.六個(gè)霍爾元件同時(shí)全部損壞;3.霍爾元件的供電和信號線路開路導(dǎo)致無電壓信號輸出。其中以第三種原因可能性最大。因此找來電路圖，利用萬用表對霍爾元件的電氣線路的供電線路進(jìn)行檢查。結(jié)果發(fā)現(xiàn):刀架檢測線路端子排上的24V供電電壓為0V，其它線路均正常。以該線為線索沿線查找，發(fā)現(xiàn)從電氣柜引出的24V線頭脫落，接上后仍無反應(yīng)。由此判斷應(yīng)該是該線斷線造成故障。
解決辦法:利用同規(guī)格導(dǎo)線替代斷線后，故障排除。
故障二:一臺四刀位數(shù)控車床，發(fā)生一號刀位找不到，其它刀位能正常換刀的故障現(xiàn)象。
故障分析:由于只有一號刀找不到刀位，可以排除機(jī)械傳動(dòng)方面的問題，確定就是電氣方面的故障?？赡苁窃摰段坏幕魻栐捌渲車€路出現(xiàn)問題，導(dǎo)致該刀位信號不能輸送給PLC。對照電路圖利用萬用表檢查后發(fā)現(xiàn):1號刀位霍爾元件的24V供電正常，GND線路為正常，T1信號線正常。因此可以斷定是霍爾元件損壞導(dǎo)致該刀位信號不能發(fā)出。
解決辦法:更換新的霍爾元件后故障排除，一號刀正常找到。
故障三:一臺配有FANUC 0imate系統(tǒng)大連機(jī)床廠的六刀位車床，選刀正常但是當(dāng)所選刀位到位之后不能正常鎖緊。系統(tǒng)報(bào)警:換刀超時(shí)。
故障分析查找:刀架選刀正常，正轉(zhuǎn)正常，就是不能反向鎖緊。說明蝸輪蝸桿傳動(dòng)正常，初步定為電氣線路問題。在機(jī)床刀架控制電氣原理圖上，發(fā)現(xiàn)刀具反向鎖緊到位信號是由一個(gè)位置開關(guān)來控制發(fā)出的，是不是該開關(guān)即周圍線路存在問題呢?為了確認(rèn)這個(gè)故障原因，打開刀架的頂蓋和側(cè)蓋，利用萬用表參照電路圖檢查線路，發(fā)現(xiàn)線路未有開路和短路，通過用手按動(dòng)刀架反向鎖緊位置開關(guān)，觀察梯形圖顯示有信號輸入，至此排除電氣線路問題。推斷可能是擋塊運(yùn)動(dòng)不到位，位置微動(dòng)開關(guān)未動(dòng)作。于是重新?lián)Q刀一次來觀察一下，結(jié)果發(fā)現(xiàn):果然擋塊未運(yùn)動(dòng)到位。于是把擋塊螺栓擰緊，試換刀一次正常。再換一次刀，原故障又出現(xiàn)了，同時(shí)發(fā)現(xiàn)蝸桿端的軸套打滑并且爬升現(xiàn)象。難道是它造成了電機(jī)反轉(zhuǎn)鎖緊時(shí)位置開關(guān)的擋塊不能到位?于是把該軸套進(jìn)行了軸向定位處理，將刀架頂蓋裝好。結(jié)果刀架鎖緊正常了。
解決辦法:對軸套進(jìn)行軸向定位故障解決。
二、穩(wěn)壓電源故障
機(jī)床在運(yùn)行時(shí)機(jī)床照明燈突然不亮，機(jī)床操作面板燈也不亮，系統(tǒng)電源正常，同時(shí)系統(tǒng)急停報(bào)警，和主軸無信號警。關(guān)機(jī)后重新上電故障依舊。
故障分析檢查:經(jīng)詢問當(dāng)時(shí)操作人員，沒有違規(guī)操作，排除人為原因，也可以排除機(jī)械原因，應(yīng)該是電氣故障引起。該機(jī)床的電器原理圖顯示，這些失電區(qū)域都和24V有關(guān)，并且該機(jī)床擁有兩個(gè)穩(wěn)壓電源，一個(gè)是I/O接口電源，另一個(gè)為系統(tǒng)電源。失電區(qū)域都與I/O接口有關(guān)，于是打開電氣柜觀察發(fā)現(xiàn)I/O接口穩(wěn)壓電源指示燈未能點(diǎn)亮，說明該電源未能正常工作或損壞。
由穩(wěn)壓電源的工作原理知道，穩(wěn)壓電源有電流短路和過載保護(hù)的功能，當(dāng)電源短路或過載時(shí)自動(dòng)關(guān)斷電源輸出，以保護(hù)電源電路不被損壞。于是試著把電源的輸出負(fù)載線路拆下來，結(jié)果發(fā)現(xiàn)重新上電后電源指示燈亮了。這說明電源本身沒有損壞。通過分析得知該電源為I/O接口電源，負(fù)載不大，也不會出現(xiàn)過載現(xiàn)象，應(yīng)該是輸出回路中有短路故障。沿著輸出線號進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)有一根24V+輸出線接頭從絕緣膠布中露出并接觸到機(jī)床床體。
原因很明顯:由于該線與機(jī)床發(fā)生對地短路，造成該穩(wěn)壓電源處于自我保護(hù)狀態(tài)，使得操作面板和一些I/O接口繼電器供電停止，導(dǎo)致發(fā)生以上故障。至于變頻器報(bào)警可能24V信號不能到位發(fā)出報(bào)警。
解決辦法:用絕緣膠布把接頭處重新包好，重新上電開機(jī)所有故障解決，報(bào)警解除照明燈也亮了。
三、系統(tǒng)程序鎖故障
一臺數(shù)控車，配有FANUC 0i mate系統(tǒng)，無法輸入對刀值等參數(shù)，不能編輯程序，并伴有報(bào)警。
故障分析檢查:對此現(xiàn)象首先想到了程序保護(hù)開關(guān)，通過對比正常的系統(tǒng)發(fā)現(xiàn):與系統(tǒng)鎖住時(shí)現(xiàn)象一樣。所以懷疑系統(tǒng)鎖開關(guān)壞了，但經(jīng)過短接，仍不能解決問題。通過觀察故障系統(tǒng)的梯形圖發(fā)現(xiàn)X56輸入點(diǎn)無信號輸入，說明這條輸入線路斷路。沿著這條線號利用萬用表檢查，發(fā)現(xiàn)在操作面板后面選軸開關(guān)接頭處線頭脫落，導(dǎo)致線路無法輸入信號，使PLC邏輯關(guān)系不正確，才出現(xiàn)以上故障。
解決辦法:用烙鐵焊錫把脫落的線頭重新焊接好，報(bào)警解除，參數(shù)輸入正常，故障消失。
四、結(jié)束語
以上維修案例，可作為類似故障的排除參考。一般地，對于任何故障，首先是根據(jù)現(xiàn)象，根據(jù)原理來判斷故障點(diǎn)，分析每一個(gè)可能性，如一個(gè)開關(guān)，一個(gè)線接頭，一個(gè)螺釘都會是都會是故障原因，參照之前的操作、維修歷史進(jìn)行分析，能有利于縮小查找范圍，有利于提高維修的效率
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