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摘 要 数控机床是现代工业发展中的关键生产设备,受各种客观因素的影响,数控机床在运转过程中,经常出现电气系统故障现象,数控系统的高技能型、超复杂化特点,导致数控机床电气故障维修工作的难度加大,为充分发挥数控机床的工作效能,结合自身多年的机床维护工作经验,简述机床电气系统故障的类型及维修技术。
关键词 数控机床;电气故障;類型分析;维修技术
中图分类号 TG5 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2010)091-0144-01
随着现代工业的高科技运行,数控机床的电气化设计应用与检测维修工作,成为自动化生产工业的特殊工种。由于电气技术的复杂性、与多变性以及客观环境因素的制约,在数控机床电气故障维修技术方面还没有形成一套成熟的、完整的理论体系。当今数控理论与电子技术的高速发展,促进了数控技术的多样化和高智能化。同时也在其维修理论、技术和手段上带来了更高的要求。因此,作为维修电工,本文集合了数控机床电气维修经验,针对数控机床常见的典型电气故障进行了简析,综述了机床电气故障检修技术应用。
1 数控机床电气系统故障的分类
数控机床的电气故障可按故障的性质、表象、原因或后果等进行相关分类:
1)硬件故障和软件故障。从电气系统故障发生的位置分析,硬件故障是指电路板、电线接插件等电子器件的不正常状态甚至损坏;软件故障一般是指逻辑控制程序中产生的故障以及数控系统软件信息的缺损丢失。
2)诊断指示故障和无诊断指示故障。当今的数控系统都设计有完美的自诊断程序,时实监控整个系统的软、硬件性能,一旦发现故障则会立即报警显示;无诊断指示故障一般是由诊断程序的不完整性所致。
3)破坏性故障和非破坏性故障。根据故障的破坏性大小来看,对于破坏性故障,会严重造成机床部件或者机床的完全损毁,只能根据产生故障时的现象进行相应的检查、分析来排除,技术难度高且有风险。
4)系统性故障和随机性故障。系统性故障是指在一定条件下必然产生的预测性故障;随机性故障是指在相同的条件下偶尔发生的故障,通常多与机床部件的局部松动错位、电气装置内部温度过高有关。
2 数控机床常见的电气系统故障
数控机床电气故障的分类是为了便于各种故障的分析排除,往往故障的产生会由于多种因素混合导致,这就要求维修人员具体情况具体分析:
1)机床电源故障。电源是维修系统乃至整个机床正常工作的能量来源,数控机床的加电失效故障轻者会丢失数据、造成停机。重者会毁坏系统局部甚至全部。
2)数控系统位置环故障。由于位置测量回路开路;测量元件损坏,位置控制建立的接口信号不存在等原因,导致系统位置环处于报警状态,坐标轴在没有指令的情况下产生运动。
3)机床坐标找不到零点。系统如果出现编码器损坏或接线开路、光栅零点标记移位、回零减速开关失灵、零方向远离零点等现象时,往往会造成机床坐标的游移故障,找不到零点。
4)机床的运作性能下降。如果机械严重磨损或者导轨润滑不充分将造成传动系统间隙过大,对于电气控制系统来说则可能是速度环、位置环和相关参数匹配不协调故障。
5)机床偶发性停机故障。由于相关软件的自身设计问题,或者受强力干扰、高温等特定工作环境条件影响,会造成机床在操作运行状态下偶发性停机,严重的还会损坏系统与机床。
3 数控机床电气故障的技术维修
电气故障维修是技术人员针对数控机床出现的故障位置、性质进行诊断,并及时排除故障,使机床恢复正常运行。具体方法技术如下:
1)稳定电源。为了确保数控机床的正常运转,目前一般采用稳压电源技术措施,来改善电源波动;对于电源的高频干扰故障可以采用电容滤波法,通过这些预防性措施来减少系统电源板的故障,降低遇有电压不稳定带来的系统损坏。
2)分区检测。分区检测一般是在电气系统故障复杂的情况下,把整个电气系统分成几大区域,逐次检测,最后在明确故障具体位置后再诊断故障性质在电气系统故障处理过程中,分区排除法能帮助技术人员迅速确定故障位置并排除故障。
3)更改参数。机床系统参数是确定系统功能的依据,参数设定错误可能造成电气系统故障或某功能失效。有时由于用户程序错误亦可造成故障停机,对此可以采用系统的块搜索功能进行检查,恢复系统程序,以确保其正常运行。
4)综合调整。综合性调整是系统地对伺服驱动系统与被拖动的机械系统实现最佳匹配的综合调节方法,运用记录仪或双踪示波器,通过调节速度调节器的比例系数,来使伺服系统达到最佳工作状态,通过对电位计调节,修正系统故障。
5)备件替换。数控机床电气系统出现故障后,在其检测过程中,运用高质量的机械配件更换出已经损坏的电气装置,并做相应的初始化启动,实现机床迅速正常运转,大大缩短了停机时间。备件替换技术是目前最常用的排故办法。
6)初始化清除。一般情况下,由于瞬时故障引起的系统报警问题,可用硬件复位或开关系统电源依次来清除故障,若系统工作存贮区由于掉电或电池欠压造成混乱,则必须对系统进行初始化清除,若初始化后故障仍无法排除,则进行硬件诊断。
4 数控机床电气故障维修的注意事项
1)做好标识记录,电气系统维修时,从整机上取线路板,应注意记录其相对应的位置,连接的电缆号,对于固定安装的线路板,还应按前后取下相应的压接部件及螺钉作记录。避免装配程序的不匹配。
2)电器维修时不应随意切断印刷线路。有的维修人员具有一定的家电维修经验,习惯断线检查,但数控设备上的线路板大多是双面金属孔板或多层孔化板,印刷线路细而密,一旦切断不易焊接。
3)拆换元器件要谨慎,有的维修人员在没有确定故障元件的情况下凭感觉拆换,误判率较高,拆卸元件时应使用吸锡器及吸锡绳,切忌硬取。更换新的器件,其引脚应作适当的处理,避免元件人为损坏。
4)查清线路板的电源配置及种类,根据检查的需要,可分别供电或全部供电。应注意高压,有的线路板直接接入高压,或板内有高压发生器,需适当绝缘,操作时应特别注意。
5 结束语
数控机床电气设备,是现代电子技术与自动化技术的综合应用,实现了现代工业的科学化发展,数控机床的维护工作中,电工技术人员必须在熟稔自己电气专业技能的基础上,严谨工作责任,提升综合素质,充分做好对电气故障的现场诊断和全面分析,运用科学高效的维修技能,确保维修质量提高工作效率。
参考文献
[1]常用机床电气设备维修.中国劳动出版社,2006.
[2]机电设备诊断与维修技术.机械工业出版社,2006.
关键词 数控机床;电气故障;類型分析;维修技术
中图分类号 TG5 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2010)091-0144-01
随着现代工业的高科技运行,数控机床的电气化设计应用与检测维修工作,成为自动化生产工业的特殊工种。由于电气技术的复杂性、与多变性以及客观环境因素的制约,在数控机床电气故障维修技术方面还没有形成一套成熟的、完整的理论体系。当今数控理论与电子技术的高速发展,促进了数控技术的多样化和高智能化。同时也在其维修理论、技术和手段上带来了更高的要求。因此,作为维修电工,本文集合了数控机床电气维修经验,针对数控机床常见的典型电气故障进行了简析,综述了机床电气故障检修技术应用。
1 数控机床电气系统故障的分类
数控机床的电气故障可按故障的性质、表象、原因或后果等进行相关分类:
1)硬件故障和软件故障。从电气系统故障发生的位置分析,硬件故障是指电路板、电线接插件等电子器件的不正常状态甚至损坏;软件故障一般是指逻辑控制程序中产生的故障以及数控系统软件信息的缺损丢失。
2)诊断指示故障和无诊断指示故障。当今的数控系统都设计有完美的自诊断程序,时实监控整个系统的软、硬件性能,一旦发现故障则会立即报警显示;无诊断指示故障一般是由诊断程序的不完整性所致。
3)破坏性故障和非破坏性故障。根据故障的破坏性大小来看,对于破坏性故障,会严重造成机床部件或者机床的完全损毁,只能根据产生故障时的现象进行相应的检查、分析来排除,技术难度高且有风险。
4)系统性故障和随机性故障。系统性故障是指在一定条件下必然产生的预测性故障;随机性故障是指在相同的条件下偶尔发生的故障,通常多与机床部件的局部松动错位、电气装置内部温度过高有关。
2 数控机床常见的电气系统故障
数控机床电气故障的分类是为了便于各种故障的分析排除,往往故障的产生会由于多种因素混合导致,这就要求维修人员具体情况具体分析:
1)机床电源故障。电源是维修系统乃至整个机床正常工作的能量来源,数控机床的加电失效故障轻者会丢失数据、造成停机。重者会毁坏系统局部甚至全部。
2)数控系统位置环故障。由于位置测量回路开路;测量元件损坏,位置控制建立的接口信号不存在等原因,导致系统位置环处于报警状态,坐标轴在没有指令的情况下产生运动。
3)机床坐标找不到零点。系统如果出现编码器损坏或接线开路、光栅零点标记移位、回零减速开关失灵、零方向远离零点等现象时,往往会造成机床坐标的游移故障,找不到零点。
4)机床的运作性能下降。如果机械严重磨损或者导轨润滑不充分将造成传动系统间隙过大,对于电气控制系统来说则可能是速度环、位置环和相关参数匹配不协调故障。
5)机床偶发性停机故障。由于相关软件的自身设计问题,或者受强力干扰、高温等特定工作环境条件影响,会造成机床在操作运行状态下偶发性停机,严重的还会损坏系统与机床。
3 数控机床电气故障的技术维修
电气故障维修是技术人员针对数控机床出现的故障位置、性质进行诊断,并及时排除故障,使机床恢复正常运行。具体方法技术如下:
1)稳定电源。为了确保数控机床的正常运转,目前一般采用稳压电源技术措施,来改善电源波动;对于电源的高频干扰故障可以采用电容滤波法,通过这些预防性措施来减少系统电源板的故障,降低遇有电压不稳定带来的系统损坏。
2)分区检测。分区检测一般是在电气系统故障复杂的情况下,把整个电气系统分成几大区域,逐次检测,最后在明确故障具体位置后再诊断故障性质在电气系统故障处理过程中,分区排除法能帮助技术人员迅速确定故障位置并排除故障。
3)更改参数。机床系统参数是确定系统功能的依据,参数设定错误可能造成电气系统故障或某功能失效。有时由于用户程序错误亦可造成故障停机,对此可以采用系统的块搜索功能进行检查,恢复系统程序,以确保其正常运行。
4)综合调整。综合性调整是系统地对伺服驱动系统与被拖动的机械系统实现最佳匹配的综合调节方法,运用记录仪或双踪示波器,通过调节速度调节器的比例系数,来使伺服系统达到最佳工作状态,通过对电位计调节,修正系统故障。
5)备件替换。数控机床电气系统出现故障后,在其检测过程中,运用高质量的机械配件更换出已经损坏的电气装置,并做相应的初始化启动,实现机床迅速正常运转,大大缩短了停机时间。备件替换技术是目前最常用的排故办法。
6)初始化清除。一般情况下,由于瞬时故障引起的系统报警问题,可用硬件复位或开关系统电源依次来清除故障,若系统工作存贮区由于掉电或电池欠压造成混乱,则必须对系统进行初始化清除,若初始化后故障仍无法排除,则进行硬件诊断。
4 数控机床电气故障维修的注意事项
1)做好标识记录,电气系统维修时,从整机上取线路板,应注意记录其相对应的位置,连接的电缆号,对于固定安装的线路板,还应按前后取下相应的压接部件及螺钉作记录。避免装配程序的不匹配。
2)电器维修时不应随意切断印刷线路。有的维修人员具有一定的家电维修经验,习惯断线检查,但数控设备上的线路板大多是双面金属孔板或多层孔化板,印刷线路细而密,一旦切断不易焊接。
3)拆换元器件要谨慎,有的维修人员在没有确定故障元件的情况下凭感觉拆换,误判率较高,拆卸元件时应使用吸锡器及吸锡绳,切忌硬取。更换新的器件,其引脚应作适当的处理,避免元件人为损坏。
4)查清线路板的电源配置及种类,根据检查的需要,可分别供电或全部供电。应注意高压,有的线路板直接接入高压,或板内有高压发生器,需适当绝缘,操作时应特别注意。
5 结束语
数控机床电气设备,是现代电子技术与自动化技术的综合应用,实现了现代工业的科学化发展,数控机床的维护工作中,电工技术人员必须在熟稔自己电气专业技能的基础上,严谨工作责任,提升综合素质,充分做好对电气故障的现场诊断和全面分析,运用科学高效的维修技能,确保维修质量提高工作效率。
参考文献
[1]常用机床电气设备维修.中国劳动出版社,2006.
[2]机电设备诊断与维修技术.机械工业出版社,2006.