數(shù)控機(jī)床無(wú)報(bào)警故障的四個(gè)例子
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筆者在實(shí)際工作中曾遇到過(guò)多次無(wú)報(bào)警的故障,維修的難度較大。現(xiàn)結(jié)合實(shí)例,將這類故障的診斷和維修方法介紹如下。
1X軸不執(zhí)行自動(dòng)返回參考點(diǎn)動(dòng)作
該機(jī)床為某研究所生產(chǎn)的JCS-018立式加工中心,數(shù)控系統(tǒng)為FANUC-BESK7M。故障發(fā)生后,檢查CRT上無(wú)報(bào)警提示,機(jī)床各部分也無(wú)報(bào)警指示。但手動(dòng)X軸能夠移動(dòng),將X軸用手動(dòng)方式移至參考點(diǎn)后,機(jī)床又能進(jìn)行正常加工,加工完成后又重復(fù)上述現(xiàn)象。
根據(jù)以上情況我們判斷:NC系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)無(wú)故障??紤]到故障發(fā)生在X軸回參考點(diǎn)的過(guò)程中,懷疑故障與X軸參考點(diǎn)的參數(shù)發(fā)生變化有關(guān),然而,當(dāng)我們?cè)赥E方式下,將地址為F的與X軸參考點(diǎn)有關(guān)的參數(shù)調(diào)出檢查,卻發(fā)現(xiàn)這些參數(shù)均正常。
從數(shù)控機(jī)床的工作原理可知,軸參考點(diǎn)除了與參數(shù)有關(guān)外,還與軸的原點(diǎn)位置、參考點(diǎn)位置有關(guān)。檢查機(jī)床上X軸參考點(diǎn)的限位開(kāi)關(guān),發(fā)現(xiàn)其已因油污而失靈,即始終處于接通狀態(tài)。故當(dāng)加工程序完成后,系統(tǒng)便認(rèn)為已回到了參考點(diǎn),因而,X軸便沒(méi)有返回參考點(diǎn)的動(dòng)作。將該行程開(kāi)關(guān)清洗、修復(fù)后,故障排除。
2自動(dòng)加工過(guò)程中,A、B工作臺(tái)無(wú)交換動(dòng)作
該機(jī)床為匈牙利生產(chǎn)的MKC-500臥式加工中心,數(shù)控系統(tǒng)為SIEMENS820M。當(dāng)故障發(fā)生時(shí),機(jī)床加工程序已執(zhí)行完L60子程序中的M06功能,門簾已打開(kāi),但A、B工作臺(tái)無(wú)交換動(dòng)作,程序處于停止?fàn)顟B(tài),且數(shù)控系統(tǒng)上無(wú)任何報(bào)警顯示。
從機(jī)床工作臺(tái)交換流程圖可以看出:當(dāng)A、B工作臺(tái)交換時(shí),有兩個(gè)條件必須滿足:一是門簾必須打開(kāi);二是工作臺(tái)應(yīng)處于放松狀態(tài)并升起。檢查上述兩條件:(1)門簾已打開(kāi),條件滿足。(2)工作臺(tái)未升起,條件不滿足,即工作臺(tái)仍處于夾緊狀態(tài)。由機(jī)床使用說(shuō)明書知:旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的夾緊與放松均與SP03壓力繼電器有關(guān),且SP03壓力繼電器所對(duì)應(yīng)的PLC輸入點(diǎn)為E9.0。當(dāng)該機(jī)床處于正常加工狀態(tài)時(shí),旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)被夾緊,E9.0=1;當(dāng)機(jī)床處于交換狀態(tài)時(shí),旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)放松,E9.0=0,準(zhǔn)備進(jìn)行A、B工作臺(tái)交換。根據(jù)其工作原理,要使工作臺(tái)交換,須使E9.0=0,工作臺(tái)放松,即使SP03壓力繼電器斷開(kāi)。
我們發(fā)現(xiàn)SP03壓力繼電器因油污而導(dǎo)致失靈。將其清洗修復(fù)后,調(diào)整到工作臺(tái)交換時(shí),E9.0=0;工作臺(tái)加工時(shí),E9.0=1。故障排除。
3在自動(dòng)加工中機(jī)械手不換刀
該機(jī)床為某研究所生產(chǎn)的KT1400立式加工中心,數(shù)控系統(tǒng)為FANUC0系統(tǒng)。檢查發(fā)現(xiàn),機(jī)械手在自動(dòng)控制方式下不換刀,也無(wú)任何報(bào)警。而在手動(dòng)方式下能換刀,換刀后又能繼續(xù)進(jìn)行自動(dòng)加工。
根據(jù)上述檢查,我們判斷數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)均無(wú)故障??紤]到刀庫(kù)電機(jī)及機(jī)械手的動(dòng)作由富士變頻器單獨(dú)控制,故將檢查重點(diǎn)放在變頻器上。觀察手動(dòng)狀態(tài)時(shí)刀庫(kù)和換刀動(dòng)作均準(zhǔn)確無(wú)誤。觀察自動(dòng)狀態(tài),刀庫(kù)旋轉(zhuǎn)正常,而換刀不正常。檢查NC控制信號(hào)已經(jīng)發(fā)出,且控制接觸器也已吸合,說(shuō)明換刀信號(hào)已送入變頻器。檢查變頻器的工作情況,發(fā)現(xiàn)在手動(dòng)換刀時(shí),其工作頻率為35Hz,而在自動(dòng)換刀時(shí)其工作頻率只有2Hz。在這樣低的頻率下,機(jī)械手當(dāng)然不能執(zhí)行正常的換刀動(dòng)作。究其故障產(chǎn)生的原因?yàn)闄C(jī)械手正在換刀時(shí),變電站突然停電,造成換刀時(shí)機(jī)械手卡死,恢復(fù)供電后,便出現(xiàn)上述故障。將其頻率重新設(shè)定為35Hz之后,故障排除,機(jī)械手恢復(fù)正常。
4旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)在升降或旋轉(zhuǎn)過(guò)程中,發(fā)生奇數(shù)定位正確,偶數(shù)定位不準(zhǔn)
機(jī)床與系統(tǒng)如故障2中所述。故障發(fā)生后,機(jī)床無(wú)任何報(bào)警,當(dāng)定位不準(zhǔn)時(shí),機(jī)床不能工作,但將工作臺(tái)重新升降一次后,定位又正確了,機(jī)床又能繼續(xù)進(jìn)行工作。根據(jù)該故障現(xiàn)象,我們懷疑是旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)電動(dòng)機(jī)上的旋轉(zhuǎn)編碼器松動(dòng)或定位不準(zhǔn)所造成。但反復(fù)調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)編碼器以及修改與旋轉(zhuǎn)編碼器有關(guān)的參數(shù),均不能排除故障。
該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與刀庫(kù)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相同,我們采用替換法進(jìn)行交換。當(dāng)將刀庫(kù)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)換到旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)后,故障消除。而將旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)換到刀庫(kù)后,刀庫(kù)便發(fā)生找不到正確刀號(hào)的故障。通過(guò)這樣檢查,我們便確定工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生了故障。該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為SIMODRIVE611-A進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置。通過(guò)查閱該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)手冊(cè)及對(duì)該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障的分析,一致認(rèn)為:該驅(qū)動(dòng)裝置無(wú)硬件故障。上述故障的發(fā)生主要是由于長(zhǎng)期運(yùn)行后機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件磨損,電氣元件性能變化等原因,引起伺服系統(tǒng)與被拖動(dòng)的機(jī)械系統(tǒng)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)最佳匹配所致。由技術(shù)資料可知:這種情況可以通過(guò)調(diào)節(jié)速度控制器的比例系數(shù)KP和積分時(shí)間TN,來(lái)使伺服系統(tǒng)達(dá)到既有較高的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性,而又不振蕩的最佳工作狀態(tài)。我們參考刀庫(kù)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置上的KP刻度和TN刻度對(duì)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行微調(diào)后,故障得以排除。
無(wú)報(bào)警故障在數(shù)控機(jī)床的故障中占有較大的比例。故障的產(chǎn)生通常是由于電源電壓、液壓、氣動(dòng)、油污、環(huán)境溫度等外部條件的影響所致。如本文中故障1、2、3所述。另外,數(shù)控機(jī)床在使用較長(zhǎng)時(shí)間后,由于元器件老化、機(jī)械零件磨損,也將使系統(tǒng)與機(jī)械部分的匹配產(chǎn)生問(wèn)題,而導(dǎo)致無(wú)報(bào)警故障的產(chǎn)生,如本文故障4所述。因此,重視數(shù)控機(jī)床的使用環(huán)境,加強(qiáng)對(duì)數(shù)控機(jī)床的維護(hù)保養(yǎng),是減少無(wú)報(bào)警故障發(fā)生機(jī)率的根本途徑,是保證數(shù)控機(jī)床正常工作的重要手段。
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