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生产一线的实例讲述数控机床常见故障诊断与维修
生产一线的实例讲述数控机床常见故障诊断与维修
2012年11月29日 来源:一百加工网 浏览次数:
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本文以5个来自生产一线的实际案例，讲述了数控机床常见故障的诊断方法和维修过程，为读者提供了数控机床参故障维修的思路和方法。
随着数控机床的越来越普及，数控机床的故障维修也日益受到重视。数控机床本身的特点决定了数控机床的故障维修相当比较复杂，对维修人员的要求也比较高。当数控机床发生故障后，如何在第一时间将其修复，是各个企业所面临的一个难题。在本文中，介绍了5个数控机床的典型故障维修实例，以供读者借鉴。
1 轴窜动故障
故障现象：
北京第一机床厂产XHK716立式加工中心，X轴在运动到某一固定位置时出现窜动，机床不报警。
故障分析与检查：
轴窜动可能是由速度环或者位置环异常引起的。首先检查速度环路、测速机、电动机、驱动器及连接电缆正常。该机床X轴采用感应同步器作为测量尺，检查励磁正弦和余弦信号、放大器、定尺和滑尺也都正常，但见随工作台移动的信号电缆有明显磨损痕迹，测量该电缆线有时断时续现象，导致机床X轴出现窜动。
故障处理：
更换电缆故障排除。
2 进给轴轴机械爬行故障
故障现象：
某加工中心运行时，工作台Y轴方向位移过程中产生明显的机械爬行故障，故障发生时系统不报警。
故障分析与检查：
因故障发生时系统不报警，同时观察CRT显示出来的Y轴位移脉冲数字量的速率均匀(通过观察X轴与Z轴位移脉冲数字量的变化速率比较后得出)，故可排除系统软件参数与硬件控制电路的故障影响。由于故障发生在Y轴方向，故可以采用交换法判断故障部位。通过交换伺服控制单元，故障没有转移，故故障部位应在Y轴伺服电动机与丝杠传动链一侧。为区别电动机故障，可折卸电动机与滚珠丝杠之间的弹性联轴器，单独通电检查电动机。检查结果表明，电动机运转时无振动现象，显然故障部位在机械传动部分。脱开弹性联轴器，用扳手转动滚珠丝杠进行手感检查。通过手感检查，感觉到这种抖动故障的存在，且丝杠的全行程范围均有这种异常现象。折下滚珠丝杠检查，发现滚珠丝杠轴承损坏。
故障处理：
换上新的同型号规格的轴承后，故障排除。
3 机床过载报警的故障
故障现象：
某配套FANUC-0M系统的数控立式加工中心，在加工中经常出现过载报警，报警号为434，表现形式为Z轴电动机电流过大，电动机发热，停上40min左右报警消失，接着再工作一阵，又出现同类报警。
故障分析与检查：
经检查电气伺服系统无故障，估计是负载过重带不动造成。为了区分是电气故障还是机械故障，将Z轴电动机拆下与机械脱开，再运行时该故障不再出现。由此确认为机械丝杠或运动部位过紧造成。
故障处理：
调整Z轴丝杠防松螺母后，效果不明显，后来又调整Z轴导轨镶条，机床负载明显减轻，该故障消除。
4 振动的故障
故障现象：
某采用FANUC 0T数控系统的数控车床，开机后，只要Z轴一移动，就出现剧烈振荡，CNC无报警，机床无法正常工作。
故障分析与检查：
经仔细观察、检查，发现该机床的Z轴在小范围(约2.5mm以内)移动时，工作正常，运动平稳无振动：但一旦超过以上范围，机床即发生激烈振动。
根据这一现象分析，系统的位置控制部分以及伺服驱动器本身应无故障，初步判定故障在位置检测器件，即脉冲编码器上。
考虑到机床为半闭环结构，维修时通过更换电动机进行了确认，判定故障原因是由于脉冲编码器的不良引起的。
为了深入了解引起故障的根本原因，维修时作了以下分析与试验。
(1)在伺服驱动器主回路断电的情况下，手动转动电动机轴，检查系统显示，发现无论电动机正转、反转，系统显示器上都能够正确显示实际位置值，表明位置编码器的A、B、*A、*B信号输出正确。
(2)由于本机床Z轴丝杠螺距为5mm，只要Z轴移动2mm左右即发生振动，因此，故障原因可能与电动机转子的实际位置有关，即脉冲编码器的转子位置检测信号C1、C2、C4、C8信号存在不良。
根据以上分析，考虑到Z轴可以正常移动2.5mm左右，相当于电动机实际转动180°，因此，进一步判定故障的部位是转子位置检测信号中的C8存在不良。
按照上例同样的方法，取下脉冲编码器后，根据编码器的连接要求，在引脚N/T、J/K上加入DC5V后，旋转编码器轴，利用万用表测量C1、C2、C4、C8，发现C8的状态无变化，确认了编码器的转子位置检测信号C8存在故障。进一步检查发现，编码器内部的C8输出驱动集成电路已经损坏。
故障处理：
更换集成电路后，重新安装编码器，并按上例同样的方法调整转子角度后，机床恢复正常。
5 驱动器故障
故障现象：
一台配套FANUC 0M系统的加工中心，机床起动后，在自动方式运行下，CRT显示401号报警。分析与处理过程：FANUC OM出现401号报警的含义是“轴伺服驱动器的VRDY信号断开，即驱动器未准备好”。
故障分析与检查：
根据故障的含义以及机床上伺服进给系统的实际配置情况，维修时按下列顺序进行了检查与确认。
(1)检查L/M/N轴的伺服驱动器，发现驱动器的状态指示灯PRDY、VRDY均不亮。
(2)检查伺服驱动器电源ACl00V、ACl8V均正常。
(3)测量驱动器控制板上的辅助控制电压，发现±24V，±15V异常。
根据以上检查，可以初步确定故障与驱动器的控制电源有关。
仔细检查输入电源，发现X轴伺服驱动器上的输入电源熔断器电阻大于2MΩ，远远超出规定值。
故障处理：
经更换熔断器后，再次测量直流辅助电压，±24V，±15V恢复正常，状态指示灯PRDY、VRDY均恢复正常，重新运行机床，401号报警消失。
（加工订单 加）
编辑:一百加工通讯员
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