昆山昆嘉永业机械有限公司
服务热线 021-39521399
公司产品
联系我们
联系人:李经理
电话:021-39521399
传真:021-69929649
手机:13817293378
网址:www.shjjfj.com
地址:昆山市开发区马塘路170号
新闻您现在的位置:首页 - 新闻 - 内容
机床护板之数控机床故障诊断与维修初探
编辑:昆山昆嘉永业机械有限公司   时间:2017-05-23

机床护板之数控机床故障诊断与维修初探

数控机床是一种高效的生产设备,在许多行业中,数控机床经常是重型设备的关键位置。如果未能及时发现原因和部分原因,将无法迅速恢复生产,将对企业造成重大损失。对于故障分析和处理,对于数控机床故障的位置和性质,以及与数控机床的自诊断功能进行连接,及时纠正故障诊断方法,使生产尽快恢复。 

   

  1 按故障发生的部位来分 

  数控机床的机床本体故障。数控机床的机床本体部分:包括机械、液压、润滑、冷却、排屑、防护等装置组成。一般是因为机床使用过程中的老化、磨损。或因机械安装,调试及操作使用不当等原因而引起机械传动故障和导轨副摩擦过大故障。通常会表现为传动噪声大,加工精度差,运行阻力大等现象。 

  例1:数控成型磨齿机YK7332在加工过程中Z轴出现异常振动,断电重启;在 JOG方式下移动Z轴依然出现该现象,而且当Z轴停止移动后振动依然继续数控系统无任何报警。分析故障:该机床Z轴采用全闭环控制,实际的位置会由光栅尺来修正。所以怀疑是Z轴机械传动系统出现了故障,用手盘动该轴的丝杆发现很松动。收紧 Z轴丝杆两端轴承后,通电移动Z轴,振动消除。综合分析该故障时由于使用一段时间以后Z轴丝杆两端的轴承的预紧力不适,而全闭环系统要修正Z轴的实际位置,致使就Z轴坐标开始动作后就在很小的一个范围了来回振动造成该故障。 

  例2:一台JCS-018立式加工中心在加工过程中Z轴突然出现异常的振动声,终止加工程序,断电重启;然后JOG方式下移动Z轴依然出现该现象。该机床Z轴是半闭环控制;将伺服电机与丝杆脱开,通电移动Z轴,仍然有振动。由此可以判断振动与该机床的机械结构无关。更换Z轴伺服驱动器,振动依然,由此诊断为伺服电机故障,更换伺服电机后,异常振动声消失,故障排除。 

  电气控制柜、数控系统故障;电气故障则分为弱电故障和强电故障。强电故障则包括接触器、熔断器、开关、电源变压器、部分行程开关等元器件,以及由其所组成的电路发生的故障这些电气元件可能因为使用的寿命、环境等条件引起自身的性能下降造成的故障。比如交流接触器使用时间久造成某组触点不能完全接通而造成的输入电压缺相而导致的电机发热故障。这类故障在数控机床中发生的几率较高,特别是使用了一定年限的数控机床中十分常见,应特别引起重视。 

  例1:瑞士AZA砂轮蜗杆磨齿机在使用过程中出现砂轮电机运行一分钟左右其热保护开关就会自动断开。根据此现象分析应该是砂轮电机缺相运行所致。将连接砂轮电机的动力线脱开,测量电机定子绕组三相平衡且未出现断路。然后检查控制该砂轮电机的交流接触器,通电后发现该接触器下端头有两相电压只有140V。该故障是交流接触器老化而造成的电机缺相运行。更换接触器后故障排除。 

  例2:一台配置为FANUC 0i MATE-TC的数控车床出现L.MOTOR OVERLOAD(QM2)报该报警为冷却电机过载报警QM2跳闸。检查发现该冷却]泵未出现阻塞或卡死现象,电机三项平衡,对壳也未出现短路现象。和上QM2热保护开关后启动冷却电机又出现该报警。则可能是接触器到到冷却电机的线路出现了短路现象。检查线路发现是连接控制冷却电机的交流接触器和冷却电机之间的航空插头出现了内部短路造成的该故障,更换该航空插头后故障排除。 

  弱电部分故障主要包括CNC装置,PLC控制器、CRT显示器以及伺服单元,输入输出装置等出现的故障。 

  例1:一台使用圣维SKX4-CA的数控铣床在突然断电后出现出现了Z轴只能往负方向移动,往正方向移动一动很小一段距离就会出现正软限位报警。此现象应该是由于突然断电所引起的参数丢死。根据此现象首先解除该机床软限位,解除方法为:进入监控操作,选择从机监控,按F3然后按下键,退出系统后按CTRL+ALT+X。重启后在用户参数里选择Z正软限位值,填入+9999.990,然后进行回零操作,回零完毕后,将该参数改为原始参数即可。对于其他的数控系统,只要找到对应的参数,也可以用大致同样的方法进行参数修改解决故障。 

   

  2 按故障现的必然性和偶然性分类 

  系统性故障是指只要满足某一定的条件,机床或数控系统就必然出现的故障。比如网络电压过低或过高,系统就会产生电压过高或过低的报警。又如液压、润滑、冷却系统由于管路泄露或者自然消耗所引起的油位过低产生的液位报警等。 

  例1:如台湾产CHeva lIER FCL-2552VMC加工中心配置为FANUC 0i-MC系统在使用过程中出现1070 LUBRICATION OIL LOW的信息,开始怀疑集中润滑器油位低出现的该报警,但是把润滑油加至油箱上限,开机依然会出现该报警。手动按下润滑器上的润滑按钮,输出管路上的压力表没有压力。拆开该集中润滑器外盖检查发现:该机电机、泵运行正常,压力信号检测开关状态良好。怀疑是润滑管路中出现泄露所致。按RESET键消除该报警信息,在手动状态下移动各轴进行观察。X轴下方有少量的润滑油渗出,拆开护板发现果然是接X轴滚珠丝杆润滑油管脱落,以致润滑管路内没有压力所以出现LUBRICATION OIL LOW的报警。将该管路接好后,该故障得以解决。 

  随机性故障,通常是指在同样的条件下,只偶尔出现一次或二次的故障。由于此类故障在相同的状态下偶然发生一两次,因此,随机性故障的原因分析与故障诊断较其他故障要困难得多。此类故障一般与安装质量、组件排列、参数设定、元器件品质、操作失误与维护不当,以及工作环境影响等诸多因素有关。 

  例1:如一台无锡产的数控内圆磨,操作者在使用过程中曾今不时出现X轴回参考点位置不确定的现象,但重新启动机床重新回零故障又消失。观察该机床运行状况发现该机床X轴状况发现该机床回零动作正常,但是位置不确定;有时又会出现X轴超程报警。该机床数控系统为SIEMENS 810D数控系统。打开该机床电气柜观察PLC输入点X轴减速信号的状态,发现机床有几次X轴回参考点过程是减速开关碰到减速挡块开始到X轴硬限位开关超程报警,该输入点一直常亮。所以怀疑是X轴参考点的开关状态不正常所致。又重复几次回参考点,观察该回零减速接近开关的状态发现该开关性能不稳定,有时正向离开减速挡块后开关信号不能断开,有时又能够断开,有时又延时0.5秒左右断开。所以造成回零位置不确定,回零超程等故障。更换回零接近开关后故障排除,机床运行正常。 

  例2:一台秦川格蓝迪数控高速外圆磨,在加工过程中偶尔会出现变频器报警,有时一天出只现一两次报警。断电重启后机床就能正常工作,但是不知道下次报警何时会发生。如果这样的故障发生在接近磨削过程的结束阶段,砂轮主轴会由于惯性较大并不能马上停止,这样就有可能造成工件的报废。打开电器柜看见变频器上有报警显示,查阅报警号为恒速时过电流报警。检查电机,三相平衡,对地也未出现短路现象。接好线后通电运行加工程序,在一次加工过程中听到有“啪、啪、啪”的电辐声。遂怀疑是线路出现问题。检查发现是连接砂轮电机的电缆发现有一相线出现了破损。加工过程中当X轴移动到一定的位置时电缆破损处与机床床身接触时就会发出电辐声,并出现变频器恒速过电流报警。将破损处有绝缘胶布包好后,启动机床进行加工。再未出现变频器报警,故障排除。

  3 数控机床发生故障报警来源分 

  这类故障又分为硬件显示故障和软件报警故障,硬件报警显示通常是指,各单元装置上的的报警灯,如控制面板、位置控制印制线路板、伺服控制单元、主轴单元、电源单元上都有这类报警灯。软件报警是指LCD/CRT显示器显示出来的报警号和报警信息。这些信息来自NC和PLC。NC报警来自数控系统的故障报警,PLC的报警则属于机床侧的故障报警。PLC报警发生的概率要比NC报警高很多。 

  例1:匈牙利产EPA320数控车,现配置为FANUC 0TDⅡ系统。开始开机启动偶尔会出现409 SERVO ALARM:(SERIAL ERR)、414 SERVO ALARM X轴 DETECT ERR、424 SERVO ALARM Z轴 DETECT ERR系统报警,同时该机床电源模块出现01,主轴放大器模块出现30报警。到后来报警越来越频繁以致无法正常使用。查阅相关资料得知409号报警为串行主轴故障,4n4号报警为数字伺服故障。FANUC电源模块01号报警为主回路IPM检测错误,造成的原因是:1.IGBT或IPM不良。2输入电抗器不匹配。FANUC主轴驱动器30号报警为大电流输入报警,造成的原因是:1电源模块IPM不良。2电源模块输入回路有大电流通过。所以可以诊断为该机床电源模块出现故障。更换电源模块后启动机床,报警消失,故障排除。 

  例2:云南西仪XCV立式加工中心,配置为FANUC 0i-MC系统。开机手动回参考点时X轴正向硬限位报警。在手动模式下,按下超程解除开关,然后按X-键使X轴向-方向移动,移动一段距离后,按RESET键可以消除报警。然后在回零模式下重新进行X轴回参考点,这时又出现该报警。观察现象发现该机X轴回参考点时径直朝X轴正方向一直保持低速状态运行一直到压上X轴+向硬限位开关出现报警。析该故障可能与回零减速开关状态异常有关,通过PMC状态画面检查X轴回零减速开关的输入点发现显示为0而正常状态应该为1。将X轴负向移动一段距离,离开回零状块后减速开关的状态信号依然为0。由此可以诊断为减速开关压在回零撞块被压下后未正常弹出所致,更换一个新开关后故障排除。 

   

  4 报警显示类故障 

  发生该类故障时,数控设备无任何报警显示,但机床处于不正常的状态,这类故障成因较复杂。

  例1:如YK7332数控成型磨齿机,在使用过程中在无任何报警的情况下出现数控系统死机情况,该设备使用时法国NUM1050数控系统,该数控是基于PC的开放式数控系统,其数控系统启动要首先启动windows 2000系统并且死机状态与普通PC机的CPU过热死机现象很相似。用手感觉该数控装置出风口的温度较高。打开数控装置机箱然后启动系统,发现CPU风扇选装缓慢。更换CPU散热风扇后,数控系统死机故障消除。 

  例2:YK7236A数控砂轮蜗杆磨齿机,配置的是NUM1050数控系统。开机系统8.4寸LCD显示器无任何显示,但是机床却能正常启动,机床操作面板按钮有效,能对机床进行操作。根据该故障现象首先检查LCD显示器、系统操作面板的24V控制电源。发现该电源输出24V正常,电路保险完好。然后检查显示器的电源输入24V,并靠近LCD电源插座。将机器的信号线连接到外部电源的CRT显示器上,可以正常显示。因此,可以判断液晶显示器的故障。进一步的检查发现,在强烈的光照射下,屏幕液晶显示器可以看到非常暗的情况,进一步的推断是在没有背光的情况下损坏的LCD灯的结果,这样液晶显示器就不能显示。打开液晶显示器,检查高压输出电路的输出电压,并确定液晶背光的损坏情况。更换灯管,LCD显示正常,安装后机器将恢复正常运行。

返回