数控系统的控制核心是对机床的进给部分进行数字控制,而进给是由伺服单元控制伺服电机,带动滚珠丝杠来实现的,由旋转编码器作位置反馈元件,形成半闭环的位置控制系统。所以伺服系统在铸铁平台数控机床上起着相当重要的作用。
数控系统全部或部分丧失了系统规定的功能就称为故障。故障分析是寻找故障的特征,捕捉出现故障时机器的异常现象,必要(会出现故障发生时刻的现象)和可能(设备还可以运行到这种故障再现而无危险)时,可以让故障再现,经过分析可能找到故障的规律和线索。铸铁平台数控机床的故障分为数控系统故障和机床本体故障两大类。前者包括CNC系统故障、伺服系统故障、编码器故障、超程故障和PMC故障等,由CNC控制软件进行自诊断。后者包括检验平板机床故障和操作信息等,由PMC控制程序进行自诊断。伺服系统出现故障时通常有3种表现形式:一是在CRT上显示报警内容或报警信息,判断这种故障较容易,因为从报警信息内容上可以得到一些简单的提示;二是在驱动装置上用报警灯或数码管显示驱动装置的故障;三是工作虽然不正常,但无任何报警信息,对这类故障,则要求维修人员根据故障表现特点,综合各方面因素分析和判断,这一类伺服故障往往也是比较难以排除的。在维修数控机床的过程中,发现伺服系统出现故障的机会较多,并且伺服系统的故障一般都是由伺服控制单元、伺服电机、测速电机、编码器等出现问题引起的。而有些则是由机械、液压、油污等其他因素或环境不宜引起伺服系统出现故障。
二次破坏的种类主要分为机床参数破坏、电路板跳线或旋钮位置破坏和电路板物理破坏以及其他形式的破坏。
机床参数破坏是指数控系统出厂参数遭到人为的修改,使得划线平台机床不能正常工作。以西门子802D数控系统而言,其设定数据有上百个,主要有通用机床数据、伺服进给轴数据、主轴数据和机床数据位等。更改其中任何一个数据都会对机床的工作状态产生影响。
机床参数破坏在维修过程中经常发生,机床数据的更改很容易被维修人员遗忘。当本次维修失败后,会给后续维修带来很大的麻烦。对于这类破坏的维修较为简单,查明原因后,重新设定数据即可恢复系统。
数控系统由各独立功能模块组成,各个模块上都有许多开关、跳线和旋钮等以适应不同的功能要求。如在伺服驱动板中有用于调节系统开环增益和零点漂移的旋钮。在未知此类旋钮作用的情况下,调节任何一个旋钮的位置都会对数控系统造成损害。而且此类破坏,不易发现,会对后续维修造成障碍。
电路板物理破坏主要是指在电路板元件级维修中人为造成的电子器件损害、电路板断裂等现象。
现代数控系统都由大规模集成电路组成,维修中集成电路对高压静电的释放十分敏感,各种合成化纤材料如橡胶鞋底、人造地板、地毯等都会在人体上产生几千伏的静电,会造成CMOS器件的损坏或者CMOSRAM数据丢失,甚至造成印刷电路板导线烧毁。另外,由于大规模集成电路的需要。数控系统的电路板往往都做成四层甚至更高的电路板层数,在采用置换法维修时频繁安装和调整电路板,会使电路板受力弯曲致使内层导线断裂。这种故障的维修往往需要专业的检测设备才能完成,维修的难度增加。
另外,其他形式的二次破坏如接线不牢、焊点虚焊、元件安装错位等在数控机床维修中也是应该十分警惕的。
预防铸铁钳工平板数控机床维修二次破坏,应该对数控机床维修划分合理的维修等级。如把数控机床维修划分为机械结构维修、数控系统外围设备维修、数控系统模块级维修和数控系统电路板元件级维修,制定相关维修人员的责任范围。如对外围设备的维修仅限于如限位开关、按钮、传感器、连接电缆及接插件等辅助部分的操作。另外,定期对各维修等级做预防性维护也是预防数控机床故障的有效手段。
数控机床是机电一体化的高技术产品,单一技术的设备维修人员是难以胜任花岗石平台数控机床的维修工作的。因此,有一定数量数控机床的企业应建立专业化的维修机构,如数控设备维修站或维修中心。中心应由具有机电一体化知识及较高素质的人员负责,维修人员应由电气工程师、机械工程师、机修钳工等组成。企业应保护维修人员的积极性,提供业务培训的便利条件,保持维修人员队伍的稳定。为了更好地开展工作,对维修站或维修中心要配备必须的技术手册、工具器具、大理石平板及测试仪器,如示波器、逻辑分析仪、在线测试仪、噪声及振动监测仪等,以提高动态监测及诊断技术水平。
目前,数控机床千差万别,它们的硬件、软件配置不尽相同,这给维修工作带来很大的困难。因此,建立维修协作网特别是尽量与使用同类数控机床的单位建立友好联系。在资料的收集、备件的调剂、维修经验的交流、人员的相互支援上互通有无、取长补短、大力协作,对检测平台数控机床的使用和维修能起到很好的推动作用。
铸铁平台数控机床的自动化程度高,一旦发生故障,检测和维修都比较困难,因此除了认真分析上述几点因素以外,还必须编制数控机床维修图册、典型修理工艺规程、备件制造工艺规程,制定各种维修技术标准,做好数控机床的修前技术准备工作;在数控机床维修中推广应用新技术、新工艺、新材料,做好数控机床的技术改造和局部改装设计管理工作,搞好数控机床维修用工、检、量具的管理,搞好数控设备维修的质量管理等工作。只有这样,才能做好数控机床的维修工作,保障数控机床的正常运行,从而保障企业生产的顺利运行。
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