數控機床電氣控制系統現場維修

沈陽蒙塔薩汽車零部件有限公司 楊 威

數控機床電氣控制系統現場維修

沈陽蒙塔薩汽車零部件有限公司 楊 威

隨著科技的發展,數控機床的使用范圍日益廣泛,傳統完全依靠人工控制的設備逐漸被淘汰.對于數控機床來說,電氣自動化系統是非常重要的組成部分,同時也是故障發生率較高的部分,這就需要維修人員對其進行高效的現場維修.

數控機床;電氣控制系統;現場維修

1 數控機床電氣控制系統概述

1.1 加工精度

對于機床來說,精度是一項硬性性能指標.數控機床的加工精度很大程度上取決于位置伺服控制系統的位置精度,由此可知位置精度處在重要的地位.為了保證數控機床具有較高的位置精度,首先要重視系統中開環放大倍數的選擇,選擇最合理的大小;其次要保證位置檢測元件具有符合要求的精度.換言之,數控機床是通過檢測元件的精度來控制其加工精度,檢測元件的分辨率是由元件本身與測量線路共同決定的.在設計數控機床時候,要重視檢測元件的選擇,通常來說,在確定測量系統分辨率時候要高于機床的加工精度.

1.2 開環放大倍數

通常來說,數控機床伺服機構放大倍數介于20到30.在典型的二階系統里,阻尼系數為x=1/2(KT)-1/2,速度穩態誤差為e(∞)=1/K,這里的K表示開環放大倍數.在工程操作中,通常被稱為開環增益,它會對伺服系統產生較大影響.如果K<20,該伺服系統就是低放大倍數伺服系統,一般在點位控制上使用.如果K>20,該伺服系統被稱為高放大倍數伺服系統,一般在輪廓加工系統上使用.在對K值進行選擇時候要全面考慮,對于系統來說放大倍數增加并不意味著其性能增加.如果系統處于非常高的放大倍數中,當輸入速度發生突變,就會導致輸出產生劇烈變動,機械裝置會因此受到較強烈的沖擊,有些還會導致系統的穩定性出現問題.

1.3 增強可靠性

數控機床從本質上來說屬于自動化設備,具有高精度、高效率的特性,如果發生故障會造成較大損失,這就需要增強數控機床的可靠性.在對可靠性進行評價時候通常使用可靠度,也就是產品在規定條件下和規定時間內,完成規定功能的概率.就數控機床而言,規定條件就是具體的工作環境、工作條件等因素.對于數控機床來說,微機是使用最多的數控裝置,因此它的可靠性得到大幅提升,這就突出顯示了伺服系統的可靠性能.這部分系統發生故障的原因包括伺服元件和機械傳動兩大部分.一般來說,電氣伺服系統的可靠性優于液壓伺服系統,在電氣系統中有些電磁元件的可靠性相對較低,最好利用無接觸點元件進行替代.

1.4 寬范圍調速

數控機床在工作過程中,需要給其配備寬度較大的調速范圍,為了讓伺服系統能夠實現單步點動和高速快移.在對工作臺進行調整時候常會用到單步點動,它發揮的是輔助作用.伺服系統如果是低速運轉,那么能夠達到平穩安全的效果,這時速度需要超過死區.此外,因為機械間隙的存在,會出現電機轉動拖板不動的情況,這類現象就是常說的"死區".數控機床的價格跨度較大,最低的約為幾十萬,最高的可達上千萬,它在企業生產中處于關鍵工序,如果發生故障導致停機,會造成大的損失.人們在使用過程中往往將關注點全部放在使用效果上,對其使用方法沒有予以關注,很多設備使用人員對設備沒有進行日常保養與維護,這就在很大程度上增加了事故發生的概率.數控機床在使用中發生最多的為電氣故障,這就凸顯了電器維修的重要性.

2 數控機床現場維修

在維修工作中,現場維修是整個工作的關鍵所在.現場維修就是對數控機床發現的問題進行診斷,找到故障發生的原因,并確定故障存在的具體位置,對其進行解決,讓機床能夠恢復健康的運行狀態.

3 數控機床現場維修及故障排除

當維修人員接到故障報警之后要第一時間與現場操作人員聯系,與其進行溝通,用最短的時間掌握現場故障的相關信息.包括機床型號、報警指示、故障產生時間等,根據獲得的信息對故障進行初步分析,為維修人員準備工具、備件等提供幫助,保證維修工作做到有的放矢,增加時間利用率.在維修人員抵達故障點之后首先要完成故障診斷,檢測機床外圍線路等,排查故障的準確位置.在進行故障診斷時候要按照一定的規律進行,提高故障診斷效率,找到機床的癥結所在.在具體方法的選擇上,決定于維修人員對設備的熟悉程度及慣用手段.

3.1 直觀法

這是最基礎、最簡便的方法,同時也是使用次數最多的方法.直觀法就是利用我們的感官,觀察故障發生的現象,對故障可能存在的位置進行預測,這是對數控機床進行故障診斷的入手點,該方法非常有效.一般來說,對于簡單的故障利用觀察法就可以將問題解決,在故障地點,維修人員對故障現象進行觀察,包括異常響動、異常火花等,判斷其發生位置,找到異味產生的地方,通過這樣簡單的操作就能夠找到故障的主要發生點.之后對可能存在問題的電路板、電控元件進行細致觀察,確認其表面情況,常見的有觀察是否存在燒焦的元件、連線處是否有斷裂等,這樣能夠有效縮小故障范圍.最后,對連接電纜進行檢查,在處理數控機床故障時候,是否存在接觸不良、線纜斷裂是首先要確認的.直觀法的適用范圍非常廣,具有報警顯示的先進系統與傳統無報警的系統均可使用.

3.2 利用數控機床的軟件報警系統

隨著科技的發展,現如今使用的CNC系統都配備有較為完善的自我診斷功能.系統在工作運行的同時,能夠定期利用自身的診斷程序快速的對系統進行診斷.如果程序檢測到故障存在,會在CRT或點亮面板上對檢測出的故障進行報警,這樣的自診斷功能能夠進行故障的分類報警.常見的有伺服系統報警、誤操作信息報警、超量程報警等.在維修人員進行現場維修時候,可以從報警信息中找到機床問題的癥結.

3.3 利用數控系統的硬件報警功能

為了讓數控機床系統具有更高的可維護性,目前所使用的數控系統中都配備有多種硬件報警裝置.常見的安裝位置有NC主板上、電源單元上、各軸控制板上、主軸伺服驅動模塊上.最常使用的裝置為發光二極管和多段數碼管,故障維修人員可以借助指示燈的情況與數碼管的顯示來找到故障發生的位置,判定故障的類型.所以,在進行數控機床故障維修時候,如果不能利用直觀法加以解決,就需要對這些報警裝置加以利用,在外觀判斷不奏效的時候就要依靠指示燈來完成系統故障維修.

3.4 特殊處理法

現有數控系統所安裝的軟件越來越完善,常見的有系統軟件、機床制造軟件等.軟件的大量應用就難免出現軟件邏輯問題,數控機床會因此發生死機,這些故障類型很難進行判斷,針對這樣的故障就需要使用特殊處理法.常用的有整機斷電,讓設備稍作停頓之后再啟動,有些軟件故障就可以解決,這些維修方法需要維修人員在長期的工作中進行總結.

3.5 對數控系統參數進行核對

在數控機床出現故障時候,要對系統參數進行及時核對.系統參數發生改變會對機床的性能產生直接影響,嚴重的還會導致機床故障的出現,設備無法進行正常工作.在設計數控系統的時候,要對系統的可靠性問題進行全面考慮,但是這不能徹底杜絕外界所有干擾,由于干擾的存在就會導致存儲器的參數發生改變.數控機床在工作時候,人為操作錯誤也會引起系統參數發生變化,這種故障出現的概率非常高,因操作錯誤導致機床故障的發生.維修人員在進行故障診斷時候,如果上面的方法都不能解決問題,那么就要考慮故障是否是因為系統參數改變而引起,這就是我們常說的"軟"故障.

上述方法都具有各自的特點,在開展維修時候要具體情況具體分析,結合故障的實際情況選擇合理的維修方法.如果故障較為復雜,通常可以將幾種方法聯合使用,保證用最短的時間排除設備故障,恢復機床的正常使用.

4 故障維修后的提高工作

在排除數控機床故障之后,要對本次維修進行總結,這項工作在數控機床現場維修中發揮著重要作用,需要維修人員予以重視.總結提高工作內容主要包括以下幾點:第一,對故障發生的時間、現象以及排查過程進行詳細記錄,填寫完整的維修記錄檔案;第二,維修人員要從維修過程中發現自身的缺陷,針對自己的弱項制定周密的學習計劃,提升自身能力;第三,對排除故障所應用到的資料、工具、設備進行總結,查漏補缺,完善基本配置.

5 結束語

綜上,數控機床在電氣控制系統上的要求較高,良好的控制系統能夠讓數控機床處于穩定安全的運行狀態中.數控機床的現場維修對于設備的使用起到重要作用,用最短的時間排除設備故障能夠讓生產運行更加穩定順暢.

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