磨削技術(shù)
數(shù)控機(jī)床的啟、停運動故障 |
| 發(fā)布時間：2020/7/22 |
| 數(shù)控機(jī)床的啟、停運動故障 數(shù)控機(jī)床在啟動和停止過程中常會出現(xiàn)主軸啟動不了，啟動后出現(xiàn)失控狀態(tài)，機(jī)床在正常運轉(zhuǎn)中突然停止轉(zhuǎn)動等故障。 一、主軸不能啟動 主軸啟動運轉(zhuǎn)的必備條件是：PLC和CNC系統(tǒng)正常，機(jī)床準(zhǔn)備信號MRDYl與 MRDY2必須接通。而MRDYl與MRDY2接通必須具備以下兩個條件：@PLC輸出至機(jī)床的不同信號分別控制啟動信號接通和變頻器接通；②機(jī)床電源開關(guān)的輔助觸點接通。當(dāng)出現(xiàn)主軸不能啟動時，應(yīng)按照啟動主軸的必備條件一一檢測，排除疑點，直至找出真正故障原因。 此外，還可能是由干擾信號引起，或插頭接觸不良，電纜有問題，或電纜屏蔽線虛焊等原因都可能導(dǎo)致啟動故障。 二、機(jī)床啟動后出現(xiàn)失控現(xiàn)象 數(shù)控系統(tǒng)接通后進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)，無任何報警產(chǎn)生，屏幕顯示也正常，各種操作開關(guān)、按鈕也起作用，但是各種功能均處于不正常狀態(tài)。如可以點動快移，但快移修調(diào)開關(guān)不起作用；循環(huán)啟動按鈕有效，但進(jìn)給率都不正常等。機(jī)床啟動后，運行速度及方向失去控制，直至出現(xiàn)超程報警，這種情況常稱為失控現(xiàn)象。機(jī)床失控現(xiàn)象常出現(xiàn)在機(jī)床安裝調(diào)試或大修后，也可能在系統(tǒng)運行中突然出現(xiàn)。實際操作中，應(yīng)針對不同情況查找原因。 在安裝調(diào)試后或大修后出現(xiàn)機(jī)床失控現(xiàn)象的可能原因有：從位置或速度檢測出來的信號不正常，其中，最大可能是機(jī)床數(shù)據(jù)設(shè)定錯誤，造成位置控制環(huán)路將負(fù)反饋接成正反饋，或電機(jī)和位置檢測傳感器之間的連接異常，此時可以通過觀察位置偏差的診斷號(如 DNG3000)的值來確認(rèn)。 若在運行中突然出現(xiàn)失控而停止運行，一般是由于機(jī)床移動而使信號反饋線被拉斷，或數(shù)控系統(tǒng)的主控板及進(jìn)給伺服單元的故障所致，如伺服電機(jī)內(nèi)檢測元件的反饋信號接反，或元件本身有故障。 另外可能的原因是：數(shù)控系統(tǒng)的故障，CNC裝置輸至驅(qū)動單元的指令或極性有錯誤，相關(guān)參數(shù)設(shè)定的不匹配，或參數(shù)設(shè)置錯誤等。排除這類故障的方法是進(jìn)行全機(jī)清零，然后重新輸入正常的參數(shù)，系統(tǒng)就會進(jìn)入正常狀態(tài)。 三、機(jī)床出現(xiàn)“死機(jī)”而不能動作 CRT屏幕無顯示而且機(jī)床不能動作，這類故障的最大可能原因是主控制印制電路板或存儲系統(tǒng)控制軟件的ROM板不良。 另外，從數(shù)控系統(tǒng)方面分析機(jī)床不能動作的原因，一般有兩種情況：①系統(tǒng)處于不正常狀態(tài)；如系統(tǒng)處于報警狀態(tài)，或處于緊急停止?fàn)顟B(tài)，或是數(shù)控系統(tǒng)的復(fù)位按鈕處于被接通的狀態(tài)；②設(shè)定錯誤，如將進(jìn)給速度設(shè)定為零值，或?qū)C(jī)床設(shè)定為鎖住狀態(tài)。此時如果運行程序，雖然在CRT會有位置顯示變化，但機(jī)床卻不能運動。 四、進(jìn)給傳動系統(tǒng)常見故障的報警形式 機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)的故障按機(jī)床提供的報警形式大致可分為三類：①在CRT或操作面板上顯示報警內(nèi)容，它是利用軟件的診斷程序來實現(xiàn)；②利用進(jìn)給伺服驅(qū)動單元上的硬件(如發(fā)光二極管或數(shù)碼管指示，熔斷絲熔斷等)顯示報警驅(qū)動單元的故障；③進(jìn)給運動不正常，但沒有任何報警指示。其中前兩類，都可根據(jù)生產(chǎn)廠家或公司提供的產(chǎn)品《維修說明書》中有關(guān)“各種報警信息產(chǎn)生的可能原因”的提示進(jìn)行分析判斷，一般都能確診故障原因、部位。對于第三類故障，則需要進(jìn)行綜合分析，這類故障往往是以機(jī)床上工作不正常的形式出現(xiàn)的，如機(jī)床失控、機(jī)床振動及工件加工質(zhì)量太差等。 搞清上述各類故障的報警形式及其特點，對迅速確診故障有很大幫助。下面將各類報警中的典型故障簡述如下。 1．軟件報警(CRT顯示)故障 (1)進(jìn)給伺服系統(tǒng)出錯報警故障。這類故障的起因，大多是速度控制單元方面的故障引起的，或是主控制印制電路板與位置控制或伺服信號有關(guān)部分的故障。 (2)檢測元件(測速發(fā)電機(jī)、旋轉(zhuǎn)變壓器或脈沖編碼器等)或檢測信號方面引起的故障。 例5 某數(shù)控機(jī)床報警顯示SV000 TACHOGENERATION DISCONECT。 它表示測速發(fā)電機(jī)斷線報警。引起故障的原因有：①電機(jī)動力線斷線。如果伺服電源剛接通，尚未接到任何指令時，就發(fā)生這種報警，則由于斷線而造成故障可能性最大。②伺服單元印制電路板上設(shè)定錯誤，如將檢測元件脈沖編碼器設(shè)定成了測速機(jī)等。③沒有速度反饋電壓或時有時斷，這可用顯示器來測量速度反饋信號來判斷，這類故障除檢測元件本身存在故障外，多數(shù)是由于連接電纜不良或接觸不良引起的。 (3)過熱報警故障。這里所述的過熱是指伺服單元、變壓器及伺服電機(jī)等的過熱。引起過熱報警的原因有：①機(jī)床切削條件苛刻及機(jī)床摩擦力矩過大，引起主回路中的過熱繼電器動作。②切削時，伺服電機(jī)電流太大或變壓器本身故障，引起伺服變壓器熱控開關(guān)動作。③伺服電機(jī)電樞內(nèi)部短路或絕緣不良、電機(jī)永久磁鋼去磁或脫落及電機(jī)制動器不良，引起電機(jī)的熱控開關(guān)動作。 例6 某直流伺服電機(jī)過熱報警?？赡茉蛴校孩龠^負(fù)荷?？梢酝ㄟ^測量電機(jī)電流是否超過額定值來判斷。②電機(jī)線圈絕緣不良?？捎?00V絕緣電阻表檢查電樞線圈與機(jī)殼之間的絕緣電阻。如果在1MI)以上，表示絕緣正常。否則應(yīng)清理換向器表面的炭刷粉末等。③電機(jī)線圈內(nèi)部短路。可卸下電機(jī)，測電機(jī)空載電流，如果此電流與轉(zhuǎn)速成正比變化，則可判斷為電機(jī)線圈內(nèi)部短路。應(yīng)清掃換向器表面，如表面上有油更易引起此故障。④電機(jī)磁鐵退磁?？赏ㄟ^快速旋轉(zhuǎn)電機(jī)時，測定電機(jī)電樞電壓是否正常。如電壓低且發(fā)熱，則說明電機(jī)已退磁。應(yīng)重新充磁。⑤制動器失靈。當(dāng)電機(jī)帶有制動器時，如電機(jī)過熱則應(yīng)檢查制動器動作是否靈活。⑥CNC裝置的有關(guān)印制電路板不良。 (4)電機(jī)過載。引起過載的原因有：①機(jī)床負(fù)荷異常，引起電機(jī)電流超過額定值。這可以用檢查電機(jī)電流來判斷。此時需要變更切削條件，減輕機(jī)床負(fù)荷。②印制電路板設(shè)定錯誤。亦即應(yīng)確定電機(jī)過載的設(shè)定是否正確。③印制電路板不良。④對于交流伺服來說，沒有脈沖編碼器反饋信號也會引起電機(jī)過載報警。 (5)速度單元的斷路器斷開報警。引起報警的原因是：①干擾。有時速度單元受外界的干擾影響，斷路器自動斷開。此時只要關(guān)斷電源后，復(fù)位一次自動斷路器再合閘，單元又可自動運行。②機(jī)床負(fù)荷異常。這可用示波器檢查機(jī)床在快速進(jìn)給時的電機(jī)電流是否超過額定值來判斷機(jī)床負(fù)荷是否有異常。③速度控制單元內(nèi)整流用二極管模塊不好。④印制電路板不好或印制板與速度控制單元之間的連接不好。 (6)伺服單元過電流報警。引起該報警主要原因有：①晶體管模塊不好。這時可用機(jī)械萬用表檢查晶體管模塊集電極和發(fā)射極之間的阻值。如果只有數(shù)歐姆，則表示該模塊已被擊穿短路。②電機(jī)動力線連接錯誤。③電機(jī)線圈內(nèi)部短路。④印制電路板有故障。 (7)伺服系統(tǒng)過壓報警。其原因是：①交流輸入電源電壓過高。②伺服電機(jī)線圈有故障。③印制電路板有故障。④負(fù)載慣量過大。此時可采取加大加減速時間常數(shù)的辦法來消除本報警o (8)電機(jī)再生放電的電流過大報警。原因有：①再生放電用晶體管不良，或印制電路板不良。如有些原因引起的報警，則只要伺服單元一接通，就會出現(xiàn)這個報警。②印制電路板設(shè)定不對。③加／減速頻率過高。 (9)速度單元的電源電壓太低報警。引起本報警的原因是：①輸入交流電壓過低。②伺服變壓器和印制電路連接不良。③如果不是上述二原因，則是印制電路板不良。④如果電路中有+5V電源，它的熔斷絲熔斷也引起報警。 (10)停機(jī)時誤差過大和運行時誤差過大報警。引起誤差過大的原因有：①位置偏差設(shè)置錯誤。因此要認(rèn)真檢查參數(shù)的設(shè)定值。②超調(diào)。在數(shù)控系統(tǒng)中加／減速時間里，如果電機(jī)沒有流過加減速時必要的電流，從而使位置控制回路的誤差增加。當(dāng)用示波器觀察速度控制單元的指令波形，應(yīng)使超調(diào)量在5％以下。為了消除本報警，可加大數(shù)控系統(tǒng)的加／減速時間和加大速度控制單元的增益。③輸入電源電壓太低。交流輸人電源電壓應(yīng)在額定值的+10％～-15％的范圍內(nèi)。④連接不良。如測速機(jī)信號線、電機(jī)動力線等的連接不良均會引起誤差過大。⑤數(shù)控系統(tǒng)的位置控制部分和速度控制部分的故障。⑥如果是直流伺服電機(jī)，則電機(jī)的炭刷接觸不良也會引起誤差過大。 (11)漂移補(bǔ)償量過大報警。出現(xiàn)這種故障原因有：①連接不良。這里指的連接有兩個方面。一是電機(jī)動力線連接不良，二是電機(jī)和檢測元件之間的連接不良。②CNC系統(tǒng)中有關(guān)漂移量補(bǔ)償?shù)膮?shù)設(shè)定錯誤引起的。③速度控制單元CNC裝置的主板的位置控制部分有故障。 2．硬件報警故障 硬件報警是指速度控制單元上的報警指示燈(發(fā)光二極管)、熔斷器熔斷及各種保護(hù)用開關(guān)跳閘等報警的故障。這類報警除也能報警高電壓、大電流、低電壓、過載、速度反饋斷線、再生放電等故障(這些故障可參照CRT顯示報警信息去排除故障)外，還能報警如下故障： (1)速度控制單元上的熔斷絲熔斷或斷路器跳閘報警。發(fā)生這類故障的原因很多，除機(jī)械負(fù)載過大、接線錯誤(僅發(fā)生在重新接線之后)外，主要原因有：①速度控制單元的環(huán)路增益設(shè)定過高；②位置控制或速度控制部分的電壓過高或過低引起振蕩，如速度或位置檢測元件故障，也可引起振蕩；③電機(jī)故障，如電機(jī)去磁，將會引起過大的激磁電流；④當(dāng)速度控制單元的加速或減速頻率太高時，由于流經(jīng)扼流圈的電流延遲，可能造成電源三相間短路，從而燒斷熔斷絲，此時需適當(dāng)降低工作頻率。 (2)保護(hù)開關(guān)動作報警。此時應(yīng)首先分清是何種保護(hù)開關(guān)動作，然后再采取相應(yīng)措施予以解決。如伺服單元上熱繼電器動作，應(yīng)先檢查熱繼電器的設(shè)定是否有誤，然后再檢查機(jī)床工作時的切削條件是否太苛刻或機(jī)床的摩擦力矩是否太大。如變壓器熱動開關(guān)動作，而變壓器并不發(fā)熱，則是熱動開關(guān)失靈。如果變壓器很熱，用手只能接觸幾秒，則要檢查電機(jī)負(fù)載是否過大?？梢栽跍p輕切削的條件下再檢查熱動開關(guān)是否動作。如仍發(fā)生動作，則應(yīng)在空載低速進(jìn)給的條件下測量電機(jī)電流，如已接近電流額定值，則需重新調(diào)整機(jī)床。產(chǎn)生上述故障的另一個原因是變壓器內(nèi)部短路。 3．無報警顯示的故障 這類故障多以機(jī)床處于不正常運動狀態(tài)的形式出現(xiàn)，但故障的根源卻在進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)。下面舉幾種常見故障的例子來說明。 (1)機(jī)床失控。這是由伺服電機(jī)內(nèi)檢測元件的反饋信號接反或元件本身故障造成的。 (2)機(jī)床振動。應(yīng)首先確認(rèn)振動周期與進(jìn)給速度是否成比例變化。如果成比例的變化，則故障的起因或是機(jī)床、電機(jī)、檢測器不良，或是系統(tǒng)插補(bǔ)精度差，檢測增益太高。如果不成比例，且大致固定時，則大都是因與位置控制有關(guān)的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定錯誤，速度控制單元上短路棒設(shè)定錯誤或增益電位器調(diào)整不好，以及速度控制單元的印制電路板不好。 (3)兩軸聯(lián)動加工外圓時圓柱度超差。如果加工時象限稍一變化，精度就不一樣時，則是進(jìn)給軸的定位精度太差，需要調(diào)整機(jī)床精度差的軸；如果是在坐標(biāo)軸的45度方向超差，則多數(shù)情況是由位置環(huán)增益或檢測增益調(diào)整不好造成的。 (4)機(jī)床過沖。數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)——快速移動時間常數(shù)設(shè)定得太小，或速度控制單元上的速度增益設(shè)定太低，都會引起機(jī)床過沖。另外，如果電機(jī)和進(jìn)給絲杠間的剛性太差，如間隙太大或傳動帶的張力調(diào)整不好也會造成此故障。 (5)機(jī)床移動時噪聲過大。如果噪聲源來自電機(jī)，則可能的原因是：①電機(jī)換向器表面的粗糙度高或有損傷；②油、液、灰塵等侵入電刷槽或換向器；③電機(jī)有軸向竄動。 (6)機(jī)床在快速移動時發(fā)生振動，甚至有大的沖擊。其原因是伺服電機(jī)內(nèi)的測速發(fā)電機(jī)電刷接觸不良引起的。 |
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