磨削技術(shù)
數控機床的啟、停運動(dòng)故障 |
| 發(fā)布時(shí)間：2020/7/22 |
| 數控機床的啟、停運動(dòng)故障 數控機床在啟動(dòng)和停止過(guò)程中常會(huì )出現主軸啟動(dòng)不了，啟動(dòng)后出現失控狀態(tài)，機床在正常運轉中突然停止轉動(dòng)等故障。 一、主軸不能啟動(dòng) 主軸啟動(dòng)運轉的必備條件是：PLC和CNC系統正常，機床準備信號MRDYl與 MRDY2必須接通。而MRDYl與MRDY2接通必須具備以下兩個(gè)條件：@PLC輸出至機床的不同信號分別控制啟動(dòng)信號接通和變頻器接通；②機床電源開(kāi)關(guān)的輔助觸點(diǎn)接通。當出現主軸不能啟動(dòng)時(shí)，應按照啟動(dòng)主軸的必備條件一一檢測，排除疑點(diǎn)，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(wèn)題，或電纜屏蔽線(xiàn)虛焊等原因都可能導致啟動(dòng)故障。 二、機床啟動(dòng)后出現失控現象 數控系統接通后進(jìn)入準備狀態(tài)，無(wú)任何報警產(chǎn)生，屏幕顯示也正常，各種操作開(kāi)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(diǎn)動(dòng)快移，但快移修調開(kāi)關(guān)不起作用；循環(huán)啟動(dòng)按鈕有效，但進(jìn)給率都不正常等。機床啟動(dòng)后，運行速度及方向失去控制，直至出現超程報警，這種情況常稱(chēng)為失控現象。機床失控現象常出現在機床安裝調試或大修后，也可能在系統運行中突然出現。實(shí)際操作中，應針對不同情況查找原因。 在安裝調試后或大修后出現機床失控現象的可能原因有：從位置或速度檢測出來(lái)的信號不正常，其中，最大可能是機床數據設定錯誤，造成位置控制環(huán)路將負反饋接成正反饋，或電機和位置檢測傳感器之間的連接異常，此時(shí)可以通過(guò)觀(guān)察位置偏差的診斷號(如 DNG3000)的值來(lái)確認。 若在運行中突然出現失控而停止運行，一般是由于機床移動(dòng)而使信號反饋線(xiàn)被拉斷，或數控系統的主控板及進(jìn)給伺服單元的故障所致，如伺服電機內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：數控系統的故障，CNC裝置輸至驅動(dòng)單元的指令或極性有錯誤，相關(guān)參數設定的不匹配，或參數設置錯誤等。排除這類(lèi)故障的方法是進(jìn)行全機清零，然后重新輸入正常的參數，系統就會(huì )進(jìn)入正常狀態(tài)。 三、機床出現“死機”而不能動(dòng)作 CRT屏幕無(wú)顯示而且機床不能動(dòng)作，這類(lèi)故障的最大可能原因是主控制印制電路板或存儲系統控制軟件的ROM板不良。 另外，從數控系統方面分析機床不能動(dòng)作的原因，一般有兩種情況：①系統處于不正常狀態(tài)；如系統處于報警狀態(tài)，或處于緊急停止狀態(tài)，或是數控系統的復位按鈕處于被接通的狀態(tài)；②設定錯誤，如將進(jìn)給速度設定為零值，或將機床設定為鎖住狀態(tài)。此時(shí)如果運行程序，雖然在CRT會(huì )有位置顯示變化，但機床卻不能運動(dòng)。 四、進(jìn)給傳動(dòng)系統常見(jiàn)故障的報警形式 機床進(jìn)給伺服系統的故障按機床提供的報警形式大致可分為三類(lèi)：①在CRT或操作面板上顯示報警內容，它是利用軟件的診斷程序來(lái)實(shí)現；②利用進(jìn)給伺服驅動(dòng)單元上的硬件(如發(fā)光二極管或數碼管指示，熔斷絲熔斷等)顯示報警驅動(dòng)單元的故障；③進(jìn)給運動(dòng)不正常，但沒(méi)有任何報警指示。其中前兩類(lèi)，都可根據生產(chǎn)廠(chǎng)家或公司提供的產(chǎn)品《維修說(shuō)明書(shū)》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(lèi)故障，則需要進(jìn)行綜合分析，這類(lèi)故障往往是以機床上工作不正常的形式出現的，如機床失控、機床振動(dòng)及工件加工質(zhì)量太差等。 搞清上述各類(lèi)故障的報警形式及其特點(diǎn)，對迅速確診故障有很大幫助。下面將各類(lèi)報警中的典型故障簡(jiǎn)述如下。 1．軟件報警(CRT顯示)故障 (1)進(jìn)給伺服系統出錯報警故障。這類(lèi)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、旋轉變壓器或脈沖編碼器等)或檢測信號方面引起的故障。 例5 某數控機床報警顯示SV000 TACHOGENERATION DISCONECT。 它表示測速發(fā)電機斷線(xiàn)報警。引起故障的原因有：①電機動(dòng)力線(xiàn)斷線(xiàn)。如果伺服電源剛接通，尚未接到任何指令時(shí)，就發(fā)生這種報警，則由于斷線(xiàn)而造成故障可能性最大。②伺服單元印制電路板上設定錯誤，如將檢測元件脈沖編碼器設定成了測速機等。③沒(méi)有速度反饋電壓或時(shí)有時(shí)斷，這可用顯示器來(lái)測量速度反饋信號來(lái)判斷，這類(lèi)故障除檢測元件本身存在故障外，多數是由于連接電纜不良或接觸不良引起的。 (3)過(guò)熱報警故障。這里所述的過(guò)熱是指伺服單元、變壓器及伺服電機等的過(guò)熱。引起過(guò)熱報警的原因有：①機床切削條件苛刻及機床摩擦力矩過(guò)大，引起主回路中的過(guò)熱繼電器動(dòng)作。②切削時(shí)，伺服電機電流太大或變壓器本身故障，引起伺服變壓器熱控開(kāi)關(guān)動(dòng)作。③伺服電機電樞內部短路或絕緣不良、電機永久磁鋼去磁或脫落及電機制動(dòng)器不良，引起電機的熱控開(kāi)關(guān)動(dòng)作。 例6 某直流伺服電機過(guò)熱報警?？赡茉蛴校孩龠^(guò)負荷?？梢酝ㄟ^(guò)測量電機電流是否超過(guò)額定值來(lái)判斷。②電機線(xiàn)圈絕緣不良?？捎?00V絕緣電阻表檢查電樞線(xiàn)圈與機殼之間的絕緣電阻。如果在1MI)以上，表示絕緣正常。否則應清理?yè)Q向器表面的炭刷粉末等。③電機線(xiàn)圈內部短路?？尚断码姍C，測電機空載電流，如果此電流與轉速成正比變化，則可判斷為電機線(xiàn)圈內部短路。應清掃換向器表面，如表面上有油更易引起此故障。④電機磁鐵退磁?？赏ㄟ^(guò)快速旋轉電機時(shí)，測定電機電樞電壓是否正常。如電壓低且發(fā)熱，則說(shuō)明電機已退磁。應重新充磁。⑤制動(dòng)器失靈。當電機帶有制動(dòng)器時(shí)，如電機過(guò)熱則應檢查制動(dòng)器動(dòng)作是否靈活。⑥CNC裝置的有關(guān)印制電路板不良。 (4)電機過(guò)載。引起過(guò)載的原因有：①機床負荷異常，引起電機電流超過(guò)額定值。這可以用檢查電機電流來(lái)判斷。此時(shí)需要變更切削條件，減輕機床負荷。②印制電路板設定錯誤。亦即應確定電機過(guò)載的設定是否正確。③印制電路板不良。④對于交流伺服來(lái)說(shuō)，沒(méi)有脈沖編碼器反饋信號也會(huì )引起電機過(guò)載報警。 (5)速度單元的斷路器斷開(kāi)報警。引起報警的原因是：①干擾。有時(shí)速度單元受外界的干擾影響，斷路器自動(dòng)斷開(kāi)。此時(shí)只要關(guān)斷電源后，復位一次自動(dòng)斷路器再合閘，單元又可自動(dòng)運行。②機床負荷異常。這可用示波器檢查機床在快速進(jìn)給時(shí)的電機電流是否超過(guò)額定值來(lái)判斷機床負荷是否有異常。③速度控制單元內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(guò)電流報警。引起該報警主要原因有：①晶體管模塊不好。這時(shí)可用機械萬(wàn)用表檢查晶體管模塊集電極和發(fā)射極之間的阻值。如果只有數歐姆，則表示該模塊已被擊穿短路。②電機動(dòng)力線(xiàn)連接錯誤。③電機線(xiàn)圈內部短路。④印制電路板有故障。 (7)伺服系統過(guò)壓報警。其原因是：①交流輸入電源電壓過(guò)高。②伺服電機線(xiàn)圈有故障。③印制電路板有故障。④負載慣量過(guò)大。此時(shí)可采取加大加減速時(shí)間常數的辦法來(lái)消除本報警o (8)電機再生放電的電流過(guò)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(huì )出現這個(gè)報警。②印制電路板設定不對。③加／減速頻率過(guò)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(guò)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)停機時(shí)誤差過(guò)大和運行時(shí)誤差過(guò)大報警。引起誤差過(guò)大的原因有：①位置偏差設置錯誤。因此要認真檢查參數的設定值。②超調。在數控系統中加／減速時(shí)間里，如果電機沒(méi)有流過(guò)加減速時(shí)必要的電流，從而使位置控制回路的誤差增加。當用示波器觀(guān)察速度控制單元的指令波形，應使超調量在5％以下。為了消除本報警，可加大數控系統的加／減速時(shí)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在額定值的+10％～-15％的范圍內。④連接不良。如測速機信號線(xiàn)、電機動(dòng)力線(xiàn)等的連接不良均會(huì )引起誤差過(guò)大。⑤數控系統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，則電機的炭刷接觸不良也會(huì )引起誤差過(guò)大。 (11)漂移補償量過(guò)大報警。出現這種故障原因有：①連接不良。這里指的連接有兩個(gè)方面。一是電機動(dòng)力線(xiàn)連接不良，二是電機和檢測元件之間的連接不良。②CNC系統中有關(guān)漂移量補償的參數設定錯誤引起的。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用開(kāi)關(guān)跳閘等報警的故障。這類(lèi)報警除也能報警高電壓、大電流、低電壓、過(guò)載、速度反饋斷線(xiàn)、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(lèi)故障的原因很多，除機械負載過(guò)大、接線(xiàn)錯誤(僅發(fā)生在重新接線(xiàn)之后)外，主要原因有：①速度控制單元的環(huán)路增益設定過(guò)高；②位置控制或速度控制部分的電壓過(guò)高或過(guò)低引起振蕩，如速度或位置檢測元件故障，也可引起振蕩；③電機故障，如電機去磁，將會(huì )引起過(guò)大的激磁電流；④當速度控制單元的加速或減速頻率太高時(shí)，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(shí)需適當降低工作頻率。 (2)保護開(kāi)關(guān)動(dòng)作報警。此時(shí)應首先分清是何種保護開(kāi)關(guān)動(dòng)作，然后再采取相應措施予以解決。如伺服單元上熱繼電器動(dòng)作，應先檢查熱繼電器的設定是否有誤，然后再檢查機床工作時(shí)的切削條件是否太苛刻或機床的摩擦力矩是否太大。如變壓器熱動(dòng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，而變壓器并不發(fā)熱，則是熱動(dòng)開(kāi)關(guān)失靈。如果變壓器很熱，用手只能接觸幾秒，則要檢查電機負載是否過(guò)大?？梢栽跍p輕切削的條件下再檢查熱動(dòng)開(kāi)關(guān)是否動(dòng)作。如仍發(fā)生動(dòng)作，則應在空載低速進(jìn)給的條件下測量電機電流，如已接近電流額定值，則需重新調整機床。產(chǎn)生上述故障的另一個(gè)原因是變壓器內部短路。 3．無(wú)報警顯示的故障 這類(lèi)故障多以機床處于不正常運動(dòng)狀態(tài)的形式出現，但故障的根源卻在進(jìn)給驅動(dòng)系統。下面舉幾種常見(jiàn)故障的例子來(lái)說(shuō)明。 (1)機床失控。這是由伺服電機內檢測元件的反饋信號接反或元件本身故障造成的。 (2)機床振動(dòng)。應首先確認振動(dòng)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床、電機、檢測器不良，或是系統插補精度差，檢測增益太高。如果不成比例，且大致固定時(shí)，則大都是因與位置控制有關(guān)的系統參數設定錯誤，速度控制單元上短路棒設定錯誤或增益電位器調整不好，以及速度控制單元的印制電路板不好。 (3)兩軸聯(lián)動(dòng)加工外圓時(shí)圓柱度超差。如果加工時(shí)象限稍一變化，精度就不一樣時(shí)，則是進(jìn)給軸的定位精度太差，需要調整機床精度差的軸；如果是在坐標軸的45度方向超差，則多數情況是由位置環(huán)增益或檢測增益調整不好造成的。 (4)機床過(guò)沖。數控系統的參數——快速移動(dòng)時(shí)間常數設定得太小，或速度控制單元上的速度增益設定太低，都會(huì )引起機床過(guò)沖。另外，如果電機和進(jìn)給絲杠間的剛性太差，如間隙太大或傳動(dòng)帶的張力調整不好也會(huì )造成此故障。 (5)機床移動(dòng)時(shí)噪聲過(guò)大。如果噪聲源來(lái)自電機，則可能的原因是：①電機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電機有軸向竄動(dòng)。 (6)機床在快速移動(dòng)時(shí)發(fā)生振動(dòng)，甚至有大的沖擊。其原因是伺服電機內的測速發(fā)電機電刷接觸不良引起的。 |
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