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2、。为了解决这个问题,首先要求维修人员应该有很高的素质,不但要求具有丰富的专业知识,如机电一体化技术、计算机原理、数控技术、PLC技术、自控技术、拖动原理、液压技术等,还要掌握机械加工常识和数控装置的简单编程,另外还要具有一定的英语水平,能够阅读英文技术资料。要有足够的资料,包括机、电、液图纸,机床参数备份,系统使用维修手册,PLC梯形图等。还要有一定量的备件。另外需要维修人员具有一定的经验,掌握一定的维修方法。笔者从事数控设备维修多年,积累了一定的经验,总结一套维修数控设备的方法,现介绍如下以供参考。要搞清故障现象当数控设备出现故障时,首先要搞清故障现象,向操作人员了解第一次出现故障时的情况,
3、在可能的情况下观察故障发生的过程,观察故障是在什么情况下发生的,怎么发生的,引起怎样的后果。只有了解到第一手情况,才有利于故障的排除,把故障过程搞清了,问题就解决一半了。搞清了故障现象,然后根据机床和数控系统的工作原理,就可以很快地确诊问题所在并将故障排除,使设备恢复正常使用。如,一台采用美国BRYANT公司TEACHABLE 系统的数控外圆磨床在自动加工时,砂轮将修整器磨掉一块。为了观察故障现象并防止意外再次发生,将砂轮拆下运行机床,这时再观察故障现象,发现在自动磨削加工时,磨削正常没有问题,工件磨削完之后,修整砂轮时,砂轮正常进给,而砂轮修整器旋转非常快,很快就压上限位开关,如果这时砂轮没
4、拆,肯定砂轮又要撞到修整器上。根据机床的工作原理,砂轮修整器由E轴伺服电机带动,用旋转编码器作为位置反馈元件。正常情况下修整器修整砂轮时,Z轴滑台带动E轴修整器移动到修整位置,修整器做30120的摆动来修整砂轮。我们多次观察故障现象发现,E轴在压上限位开关时,在屏幕上E轴的坐标值只有60左右,而实际位置大概在180左右,显然是位置反馈出现问题,但更换了位控板和编码器都没有解决问题。我们又经过反复的观察和试验,发现:E轴修整器在Z轴的边缘时,回参考点和旋转摆动都没有问题,要利用系统的报警信息现在数控系统的自诊断能力越来越强,设备的大部分故障数控系统都能够诊断出来,并采取相应的措施,如停机等,一般
5、都能产生报警显示。当数控设备出现故障时,有时在显示器上显示报警信息,有时在数控装置上、PLC装置上和驱动装置上还会有报警指示。这时要根据手册对这些报警信息进行分析,有些根据报警信息就可直接确认故障原因,只要搞清报警信息的内容,就可排除数控设备出现的故障。如,一台采用德国SIEMENS 810系统的数控沟道磨床,开机后就产生1号报警显示“BATTERY ALARM POWER SUPPLY”,很明显指示数控系统断电保护电池没电,更换新的电池后(注意:一定要在系统带电的情况下更换电池),将故障复位,机床恢复使用。另一台采用SIEMENS 3系统的数控磨床,开机后屏幕没有显示,检查数控装置,发现CP
6、U板上一个发光二极管闪烁,根据说明书,分析其闪烁频率,确认为断电保护电池电压低,更换电池后,重新启动系统故障消失。如,一台采用日本FANUC 0TC系统的数控车床,出现2043号报警,显示“HYD. PRESSURE DOWN,指示液压系统压力低。根据报警信息,对液压系统进行检查,发现液压压力确实很低,对液压压力进行调整使机床恢复了正常使用。另一些故障的报警信息并不能反映故障的根本原因,而是反映故障的结果或者由此引起的其它问题,这时要经过仔细的分析和检查才能确定故障原因,下面的方法对这类故障及没有报警的一些故障的检测是行之有效的。要利用数控系统的PLC状态显示功能许多数控系统都有PLC状态显示
7、功能,如西门子3系统PC菜单下的PC STATUS,西门子810系统DIAGNOSIS菜单下的PLC STATUS功能,以及发那科0T系统DGNOS PARAM 功能的PMC状态显示功能等,利用这些功能可显示PLC的输入、输出、定时器、计数器等的即时状态和内容。根据机床的工作原理和机床厂家提供的电气原理图,通过监视相应的状态,就可确诊一些故障。如,一台采用日本FANUC 0TC的数控车床,一次出现故障,开机就出现2041号报警,指示X轴超限位的报警,但观察X轴并没有超限位,并且X轴的限位开关也没有压下,但利用NC系统的PMC状态显示功能,检查X轴限位开关的PMC输入X0.0的状态为“1”,开关
8、触点确实已经接通,说明开关出现了问题,更换新的开关后,机床故障消除。如,一台采用日本MITSUBINSHI MELDAS L3系统的数控车床,一次出现故障,刀塔不旋转。根据刀塔的工作原理,刀塔旋转时,首先靠液压缸将刀塔浮起,然后才能旋转。观察故障现象,当手动按下刀塔旋转的按钮时,刀塔根本没有反应,也就是说,刀塔没有浮起,根据电气原理图,PLC的输出Y4.4控制继电器K44来控制电磁阀,电磁阀控制液压缸使刀塔浮起,首先通过NC系统的PLC状态显示功能,观察Y4.4的状态,当按下手动刀塔旋转按钮时,其状态变为“1”,没有问题,继续检查发现,是其控制的直流继电器K44的触点损坏,更换新的继电器,刀塔
9、恢复了正常工作。要利用机床厂家提供的PLC梯形图数控设备出现的大部分故障都是通过PLC装置检查出来的,PLC检测故障的机理就是通过运行机床厂家为特定机床编制的PLC梯形图(即程序),根据各种输入、输出状态进行逻辑判断,如果发现问题,产生报警并在显示器上产生报警信息。所以对一些PLC产生报警的故障,或一些没有报警的故障,可以通过分析PLC的梯形图对故障进行诊断,利用NC系统的梯图显示功能或者机外编程器在线跟踪梯形图的运行,可提高诊断故障的速度和准确性。如,一台采用SIEMENS 810系统的数控磨床,一次出现故障,开机后机床不回参考点并且没有故障显示,检查控制面板发现分度装置落下的指示灯没亮,这
10、台机床为了安全起见,只要分度装置没落下,机床的进给轴就不能运动。但检查分度装置,已经落下没有问题。根据机床厂家提供PLC梯形图,PLC的输出A7.3控制面板上的分度装置落下指示灯。用编程器在线观察梯形图的运行,发现F143.4没有闭合,致使A7.3的状态为“0”。F143.4指示工件分度台在落下位置,继续检查发现由于输入E13.2没有闭合导致F143.4的状态为“0”。根据电气原理图,PLC输入E13.2接的是检测工件分度装置落下的接近开关36PS13,将分度装置拆开,发现机械装置有问题,不能带动驱动接近开关的机械装置运动,所以E13.2始终不能闭合。将机械装置维修好后,机床恢复了正常使用。一
11、台采用SIEMENS 3TT系统的数控铣床,在自动循环加工过程中,工件已加工完毕,工作台正要旋转,主轴还没有退到位,这时第二工位主轴停转,自动循环中断,产生报警F97“SPINDLE1 SPEED NOT OK STATION2”和F98“SPINDLE2 SPEED NOT OK STATION2”,表示第二工位两个主轴速度不正常。但对主轴系统进行检测并没有发现问题。为了确定故障原因,用机外编程器动态监视机床PLC梯形图的运行,根据逻辑关系进行检查,最后发现是第二工位的工件卡紧液压压力开关,E21.1在出现故障的瞬间其状态发生变化,由“1”信号瞬间变成“0”信号,紧接着又变成“1”信号,E2
12、1.1接的是压力开关P21.1,它的状态变成“0”,信号指示工件没有卡紧,所以主轴停转,自动循环停止。由于工件的卡紧是由液压来完成的,对液压系统进行检查,发现压力有些不稳,对液压系统进行调整,使之稳定,机床恢复了正常工作。这个故障的报警信息反映的是由于液压不稳造成的主轴停转的现象,而没有反映液压不稳的故障根源。以上两种方法对机床侧故障的检测是非常有效的,因为这些故障无非是检测开关、继电器、电磁阀的损坏或者机械执行结构出现问题,这些问题基本都可以根据PLC程序,通过检测其相应的状态来确认故障点。而遇到一些系统故障时,有时情况比较复杂,采用以下的方法及检测原则可快速确认故障点。利用交换法准确定位故
13、障点对于一些涉及到控制系统的故障,有时不容易确认哪一部分有问题,在确保没有进一步损坏的情况下,用备用控制板代换被怀疑有问题的控制板,是准确定位故障点的有效办法,有时与其它机床上同类型控制系统的控制板互换会更快速诊断故障(这时要保证不会把好的板子损坏)。如,一台采用美国BRYANT公司TEACHABLE 系统的数控内圆磨床,一次出现故障,在E轴运动时,出现报警:E AXIS EXCESS FOLLOWING ERROR,这个报警的含义是E轴位移的跟随误差超出设定范围。由于E轴一动就产生这个报警,E轴无法回参考点。手动移动E轴,观察故障现象,当E轴运动时,屏幕上显示E轴位移的变化,当从0走到14时
14、,屏幕上的数值突然跳变到471。反向运动时也是如此,当达到 -14时,也跳变到471。这时出现上述报警,进给停止。经分析可能是E轴位置反馈系统的问题,这包括E轴编码器、连接电缆、数控系统的位控板以及数控系统CPU板等,为了尽快发现问题,本着先简单后复杂的原则,首先更换位控板,这时故障消除。这台机床另一次X轴出现这个报警,首先更换位控板,故障没有排除,因此怀疑编码器的损坏可能性比较大,当拆下编码器时发现,其联轴节已断开,更换新的联轴节,故障消除。要本着先外围后内部、先机械后电气、先简单后复杂、先静后动、先公用后专用、先查软件后查硬件的原则检查故障对于数控设备出现较复杂的故障,特别是涉及到控制系统
15、时,应用这些原则可简化故障的诊断过程,避免走弯路。有时这些原则应该结合使用,这样才能使故障尽快排除。如,一台采用SIEMENS 3系统的数控磨床,在回参考点时,X轴找不到参考点,最后出现X轴超限位报警,本着先外围后内部的原则,首先检查X轴的零点开关,正常没有问题,观察故障现象,X轴压上限位开关后,也能减速;之后根据先简单后复杂的原则,先检查NC系统的位控板,因为反馈硬件采用的是光栅尺,所以在位控板上,X轴、Y轴各加了一块EXE处理板,首先将X轴与Y轴的EXE板互换,这时开机测试,X轴回参考点正常,故障转移到Y轴上,Y轴找不到参考点,故障现象相同,从而确认EXE板有问题,更换EXE板故障消除。如
16、,一台采用SIEMENS 810系统的数控淬火机床,一次出现故障,开机回参考点,走X轴时,出现报警1680“SERVO ENABLE TRAV. AXIS X”,手动走X轴也出现这个报警,检测伺服装置,发现有过载报警指示。根据西门子说明书产生这个故障的原因是机械负载过大、伺服控制电源出现问题、伺服电机出现故障等,本着先机械后电气的原则,首先检测X轴滑台,手动盘动X轴滑台,发现非常沉,盘不动,肯定是机械部分出现了问题。将X轴滚珠丝杠拆下检测,发现滚珠丝杠已锈蚀,原来是滑台密封不好,淬火液进入滚珠丝杠,造成滚珠丝杠的锈蚀,更换新的滚珠丝杠故障消除。如,一台采用SIEMENS 3系统的数控磨床,一段时间在自动加工过程中,经常中途停止自动循